[发明专利]矿用双绞线宽带多址复用系统

权利要求书

1.矿用双绞线宽带多址复用系统，其特征在于：所述系统包括由两条导线构成的双绞线、通信终端、管理设备和至少两个接入设备；所述系统用于通过所述双绞线传输数字通信、视频、语音、传感器、定位和控制数据；所述接入设备和管理设备就近并联连接所述双绞线进行通信；所述通信终端通过通信端口连接接入设备，通过接入设备就近接入系统进行通信；所述接入设备具有由数字组成的唯一的识别号；所述管理设备负责在系统初始化阶段为接入设备分配所需带宽的通信通道，所述系统初始化完成后，所有接入设备自主在分配的通信通道进行双向通信；所述通信终端连接接入设备的通信接口包括宽带通信接口和窄带通信接口，所述宽带通信接口的通信方式包括以太网，所述窄带通信接口的通信方式包括工业现场总线；

所述通信终端包括井下数据设备和通信控制服务器；所述通信控制服务器还连接综合承载网，通过综合承载网与地面监控设备通信，通信控制服务器负责控制井下数据设备向地面监控设备传输的上行数据转发，和地面监控设备向井下数据设备传输的下行数据转发；所述井下数据设备包括视频图像数据采集设备、声音通信设备、安全数据采集设备、生产数据采集设备、监控分站、定位分站、无线基站、执行器、MEC边缘计算设备；所述视频图像数据采集设备负责采集矿井内的视频和图像信息；所述声音通信设备包括声音采集设备和声音播放设备；所述安全数据采集设备为用于监测矿井爆炸、火灾、煤与瓦斯突出、水灾、冲击地压、顶板冒落事故或灾害的传感器；所述生产数据采集设备为用于监测采煤工作面、掘进工作面、带式输送机、电机车、胶轮车、供电、排水、压风、通风生产设备的传感器；所述监控分站连接多个所述安全数据采集设备或生产数据采集设备，将其采集的数据进行汇集转发；所述定位分站用于井下移动目标定位和定位数据采集通信；所述无线基站用于井下移动数字通信设备的无线接入与管理；所述执行器用于根据控制指令数据驱动电机、开关、电磁阀、电液阀执行伺服动作；MEC边缘计算设备用于为其它井下数据设备提供数据计算、存储、处理服务。

2.如权利要求1所述的矿用双绞线宽带多址复用系统，其特征在于：所述系统还进一步包括集成了接入设备功能的一体化通信终端和一体化管理设备。

3.如权利要求1所述的矿用双绞线宽带多址复用系统，其特征在于：所述综合承载网包括至少一个交换机；所述交换机通过通信线缆连接至少一个通信控制服务器；多个交换机的连接方式包括环型连接，连接所用通信线缆包括光缆；所述地面监控设备通过通信线缆连接交换机。

4.如权利要求1所述的矿用双绞线宽带多址复用系统，其特征在于：设接入设备识别号为n位，所述系统的初始化流程为：

(1)管理设备发送包括1个指定数字的查询指令，此指令为查询各接入设备通信带宽信息的指令，指令中的指定数字为接入设备识别号的第n位，每次发送该指令时，指定数字按序递增或递减；

(2)各接入设备接收指令，识别号第n位与查询指令指定的数字相同的接入设备回复信息，信息包括自身识别号、所连接的通信终端及其通信带宽信息；

(3)管理设备在设定时间内未接收到回复信息，则判定没有识别号第n位与查询指令指定的数字相同的接入设备，返回执行步骤(1)继续查询其它数字；

(4)管理设备对回复信息进行解析校验，如校验信息成功，则记录回复信息；如存在校验信息不成功情况，则判定存在相同第n位识别号的接入设备，记录该数字，返回步骤(1)继续查询其它数字，直至遍历所有10个数字；

(5)如存在记录的校验信息不成功的数字，则采用本工作过程上述步骤的方法，查询该识别号第n位为该数字，而第n-1位不同的接入设备；如还不校验成功，则按照本方法继续查询识别号第n-2位不同的接入设备，直至查询到第1位，可保证成功校验信息，获取所有接入设备的所需通信带宽信息；

(6)管理设备为接入设备分配通信通道，并以广播方式通知到所有接入设备。