[发明专利]一种矿井实时通讯方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿井通讯方法，尤其是涉及一种基于IEEE 802.15.4无线网络技术的矿井下人员进行实时通讯的方法。

背景技术

煤炭是我国最为重要的能源资源，近年来煤炭矿井事故频发，安全生产面临着非常严峻的考验。因而，国家矿山安全监察局把矿山应急救援摆上了重要日程，先后组建了矿山救援指挥中心、生产安全应急救援办公室、矿山医疗救援中心、矿山事故救援基地以及矿山救援技术研究中心等矿山安全及应急救援研究体系。矿山救援“十一五”发展规划关于明确指出:我国矿山应急救援存在问题方面包括救援设备落后、通讯信息不畅，远不能适应矿山应急救援的整体需要。而广泛应用信息技术也是加强和改善煤矿安全生产工作的有效手段，所以，推广煤矿信息化技术应用已刻不容缓。

因此，研究煤矿救援通讯方法的设计理论，研究可以快速组网的具有传输语音、灾区环境参数数据等信号的煤矿救援应急通讯技术，实时、准确地把灾区救援过程中的信息传送到井下救护基地和地面救援指挥部以及各级救援指挥中心，对最大限度地降低事故造成的损失、增强煤矿救援决策能力、构建国家快速高效应对体系具有重要意义。

近年来 ，伴随着无线通讯技术的发展和煤矿信息化的要求，无线通讯技术包括SDR(Short Distance Radio，短距离无线通讯)等技术也开始在煤矿安全生产中得到了广泛的应用。但是，现有的矿井通讯方法通常无法快速实现井上人员与井下的作业人员之间以及井下作业人员之间进行实时通讯，影响了矿井的调度和应急救援。

发明内容

本发明为了解决现有技术矿井通讯方法通常无法快速实现井上人员与井下的作业人员之间以及井下作业人员之间进行实时通讯，影响了矿井的调度和应急救援的技术问题，提供了一种矿井实时通讯方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为设计一种矿井实时通讯方法，包括：

在井下设置相连的若干基站，并使所述基站与井上的程控交换机建立通讯连接；

在井下作业人员身上设置位于基站内并受其所属基站管理和控制的ZigBee移动终端；

利用所述基站和ZigBee移动终端构建基于IEEE 802.15.4无线网络协议的无线通信网络；

各基站和该基站内的ZigBee移动终端之间采用基于IEEE 802.15.4无线网络协议进行无线通信。

所述ZigBee移动终端与基站之间的无线通讯采用以下拨号协议：所述ZigBee移动终端发起一个通话请求到其所属基站，所述基站收到后回复一个确认，并向目的ZigBee移动终端发送通话请求, 当目的ZigBee移动终端收到后向所述基站回复一个确认；如果目的ZigBee移动终端确认接听，则向所述基站发送一个接听指令，所述基站收到目的ZigBee移动终端发来的接听指令后打开ZigBee移动终端和所述目的ZigBee移动终端之间的通道，并向ZigBee移动终端发送接听确认，而后ZigBee移动终端和所述目的ZigBee移动终端通过所述基站的转发来发送和接收语音包，直到ZigBee移动终端和所述目的ZigBee移动终端中的一方发送关闭通话指令，所述基站向另一方发送关闭通话指令并关闭通道。

所述矿井实时通讯方法还包括每一基站内的各ZigBee移动终端之间的通讯由该基站接续完成。

所述矿井实时通讯方法还包括采用以下方法实现不同基站之间的ZigBee移动终端的跨站呼叫： 一基站内的ZigBee移动终端首先与其所属基站建立连接以交换信令，再通过该基站与程控交换机交换有关信令，程控交换机对所有基站发出选呼信令， 另一基站的ZigBee移动终端接收所述选呼信号，从而实现不同基站之间的ZigBee移动终端的跨站呼叫。

所述矿井实时通讯方法还包括采用以下方法进行ZigBee移动终端所属基站网络的切换： ZigBee移动终端根据其检测到的基站发射信号强度切换ZigBee移动终端所属基站网络。

所述切换方法为：所述ZigBee移动终端先向新基站发送请求加入网络申请，如果新基站允许其加入，就向其回复加入确认，并把其加入网络，当ZigBee移动终端收到加入确认时向原基站发送离网指令离网。

所述ZigBee移动终端检测基站发射信号强度的计算方法为：所述ZigBee移动终端检测到的基站发射信号强度用接收功率P(d)来表示，且P(d) =P(d0) -l0alog(d/d0)；其中，P(d)表示距离基站d处的接收功率，其单位为dbm，P(d0)表示距离基站d0处的接收功率，a为路径损耗指数，通过实际的测量来获得。