[发明专利]地下生命呼叫系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信系统，特别涉及一种地下生命呼叫系统。

背景技术

目前国内外研究的透地无线通信采用的方法技术主要是利用电磁波穿透大地的无线通信原理，采用甚低频 (very low frequency，VLF) (3k~30kHz) 或超低频 (ultra low frequency，ULF) (300~3k Hz）电磁波进行透地通信。

在中国，在2000年由多家公司合作研发出采用泄漏电缆作为信息通道的“矿井多功能移动与救灾通信系统”属于半无线通信；西部矿业股份有限公司2008年研究了井下双向语音直扩透地通信系统及方法，其在地面和地下都设有收发器和手持终端，地面环形天线和井下环形天线之间设置直接序列扩频直通信系统，其处理增益受限，因而抗干扰能力受限，多址能力受限；江苏半径电子科技有限公司2009年研究了一种矿山用透地无线电通信系统，其为地面发送地下接收的单向通信；西安电子科技大学2010年研究了一种超宽带岩层通信系统，它通过偶极子电极以岩层为传输媒质形成电流场无线信道进行通信；E-光谱技术公司2011年研究了一种便携式无线透地通信系统，使用极低频电流来收发文本数据。可见，国内已有的电磁波透地通讯系统大都采用接地电极收发电流信号，在高电阻围岩地区不便使用，而地下电场干扰相对较大，若电流信号太微弱，信噪比将会很低，而如果电流信号太强，又容易引起安全隐患，且现有的通信方法信道容量小，受电磁干扰较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定可靠的地下生命呼叫系统。

本发明提供的这种地下生命呼叫系统，包括若干呼叫器，每个呼叫器包括若干宽频磁传感器、信号调理与采集模块、复合磁偶极子天线、功率驱动模块、计算与控制模块和UPS电源模块；计算与控制模块通过功率驱动模块控制复合磁偶极子天线发出磁场信号，宽频磁传感器接收其他呼叫器中复合磁偶极子天线发出的磁场信号，并将该信号传至信号调理与采集模块进行宽频信号处理后，再传至计算与控制模块进行信号分析与处理；UPS电源模块用于给宽频磁传感器、信号调理与采集模块、计算与控制模块和UPS电源模块供电。

所述信号调理与采集模块包括前置放大器、工频滤波器、可编程增益放大器PGA、低通滤波器和模数转换器，前置放大器与宽频磁传感器相连，用于将由该传感器接收的音频信号进行信号放大、音调调整和音量控制；工频滤波器与前置放大器相连，用于让工频50HZ信号通过，干扰信号滤除；可编程增益放大器PGA与工频滤波器相连，用于调节放大倍数；低通滤波器与可编程增益放大器PGA相连，用于让低于截止频率的信号通过，而高于截止频率的信号不能通过；模数转换器与低通滤波器相连，用于将模拟信号转换成数字信号后传至计算与控制模块的MCU。

所述功率驱动模块包括电源逆变模块、主变压器、电压切换模块、整流滤波模块、发送模块和控制模块，整流滤波模块包括整流模块和滤波模块，控制模块包括MCU；电源逆变模块与直流电源以及控制模块相连，用于将直流电逆变成交流电；主变压器与电源逆变模块相连，用于将交流电进行升压；电压切换模块与主变压器的副边线圈以及控制模块相连，用于进行变压器升压值档位的切换以及确保发送机整体工作效率；整流模块与电压切换模块以及主变压器相连，用于将升压交流电整流成直流电；滤波模块与整流模块相连，用于直流电的滤波；发送模块与滤波模块以及控制模块相连，用于形成发送信号；复合磁偶极子天线与发送模块相连，用于将放大后的信号发出。