專利名稱：一種電力隧道應(yīng)急通信人員定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電力隧道應(yīng)急通信人員定位裝置。
背景技術(shù)：
電力隧道是電力能源傳輸?shù)闹匾M成部分，電力隧道的建設(shè)，往往深入地下若干米，無論是公網(wǎng)(移動、聯(lián)通、電信等)還是專網(wǎng)(電力)的無線信號都無法穿透土層到達(dá)隧道內(nèi)，致使進(jìn)入隧道的運(yùn)行維護(hù)人員常常處于與外界隔絕的狀態(tài)，一旦遇到突發(fā)事件或者險情經(jīng)常無法與外界聯(lián)系，很難在第一時間對險情和突發(fā)事件做出反應(yīng)。因此發(fā)展適合電力隧道特點的應(yīng)急通信裝置意義重大，勢在必行。電力隧道應(yīng)急通信裝置的特殊要求大致有如下幾點一是要適合電力隧道線狀分布的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；二是除了基本的語音通信外，還要能實現(xiàn)人員的探測定位和應(yīng)急廣播呼叫的功能；三是盡量不改變現(xiàn)行的語音通信技術(shù)體制，以便與電力隧道外通信網(wǎng)絡(luò)互連互通。 以普通的電話機(jī)作為通信裝置，配以普通的用戶小交換機(jī)(PBX)，只能夠?qū)崿F(xiàn)電力隧道內(nèi)應(yīng)急通信裝置要求的部分功能，比如基本的語音通信，其存在的主要問題有一、傳統(tǒng)的電話機(jī)與PBX組網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是星形結(jié)構(gòu)，這非常不適合于電力隧道線狀分布的特點，勉強(qiáng)在隧道內(nèi)使用，造成施工困難和線路資源的極大浪費(fèi)；二、無法實現(xiàn)人員探測定位；三、無法實現(xiàn)應(yīng)急廣播呼叫功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明即是為了解決普通電話機(jī)用于電力隧道應(yīng)急通信存在的上述問題，提供一種適合電力隧道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點，可實現(xiàn)人員的探測定位、應(yīng)急廣播、報警和調(diào)度功能的應(yīng)急通信裝置，通過該裝置，可以保障進(jìn)入隧道的運(yùn)行維護(hù)人員與外界保持聯(lián)系，當(dāng)隧道發(fā)生險情和突發(fā)事件的時候，能夠第一時間做出必要的反應(yīng)，把損失降低到最低限度。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。本發(fā)明的電力隧道應(yīng)急通信人員定位裝置包括第一 MCU處理單元，數(shù)據(jù)通信模塊，電源調(diào)理模塊和紅外探測及接收模塊；
所述第一 MCU處理單元為應(yīng)急通信人員定位裝置的數(shù)據(jù)通信模塊的控制單元，用來控制數(shù)據(jù)通信模塊數(shù)據(jù)的收發(fā)，實現(xiàn)應(yīng)急通信人員定位裝置和應(yīng)急通信主機(jī)之間的數(shù)據(jù)和命令交互，同時實現(xiàn)紅外探測接收模塊的數(shù)據(jù)接收和控制，以及電源調(diào)理模塊的電源控制；
數(shù)據(jù)通信模塊采用通信與電源共線傳輸技術(shù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程供電與通信信號的共線傳輸；通信模塊負(fù)責(zé)應(yīng)急通信主機(jī)和應(yīng)急通信人員定位裝置之間的下行命令發(fā)送和上行數(shù)據(jù)傳輸;
紅外探測及接收模塊能夠探測人體紅外光譜的變化，自動輸出信號；持續(xù)輸出恒定電平；開關(guān)延時自動關(guān)閉負(fù)載；
電源調(diào)理模塊通過電容儲能從遠(yuǎn)程供電線上取電，經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換，給紅外探測及接收模塊供電。
所述紅外探測器為全自動感應(yīng)，光敏可控制，感應(yīng)封鎖時間可設(shè)定的紅外探測器。所述電力隧道應(yīng)急通信人員定位裝置還可以包括第二 MCU處理單元和語音通信模塊；所述第二 MCU處理單元為應(yīng)急通信人員定位裝置的語音通信模塊的核心控制單元，實現(xiàn)來語音通信模塊的信號收發(fā)控制與數(shù)據(jù)識別；語音通信模塊能夠完成摘機(jī)狀態(tài)下的雙向語音通話；摘機(jī)狀態(tài)下應(yīng)急通信人員定位裝置與應(yīng)急通信主機(jī)之間DTMF信號的發(fā)送和接收；掛機(jī)狀態(tài)下振鈴的接收；掛機(jī)狀態(tài)下來電顯示信息的接收和處理。所述電源調(diào)理模塊通過電容儲能從遠(yuǎn)程供電線上取電，經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換，根據(jù)時序要求，給第二 MCU處理單元和紅外探測及接收模塊供電。所述電力隧道應(yīng)急通信人員定位裝置還可以包括語音附件控制模塊，根據(jù)應(yīng)急通信人員定位裝置流程需求，完成對麥克風(fēng)，鍵盤，振鈴蜂鳴器，通話揚(yáng)聲器，廣播揚(yáng)聲器，電話機(jī)警示燈的控制；第二 MCU處理單元實現(xiàn)語音附件控制模塊的接口控制；電源調(diào)理模塊通過電容儲能從遠(yuǎn)程供電線上取電，經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換，根據(jù)時序要求，給第二 MCU處理單元、紅外探測及接收模塊、麥克風(fēng)，通話揚(yáng)聲器，廣播揚(yáng)聲器，電話機(jī)警示燈供電。
所述應(yīng)急通信人員定位裝置有三對電纜相連，其中一對電纜用于應(yīng)急通信主機(jī)通信以及遠(yuǎn)程供電；兩對電纜用于和應(yīng)急通信主機(jī)的語音通信。所述應(yīng)急通信人員定位裝置，通過與應(yīng)急通信主機(jī)的通信，實現(xiàn)電力隧道內(nèi)與監(jiān)控指揮中心之間、電力隧道內(nèi)巡測人員與地面巡測人員之間的應(yīng)急呼叫對講。采用兩對電纜通信，實現(xiàn)呼入和呼出分離，通過這種方式實現(xiàn)同一條隧道內(nèi)，不同位置裝置的通話通暢。所述應(yīng)急通信人員定位裝置具有人員定位功能，是在應(yīng)急通信人員定位終端內(nèi)置超聲模塊，終端和超聲模塊進(jìn)行實時通信。超聲波探測部分利用回波法，通過測量超聲波脈沖的反射時間來計算人體距離探頭的位置。當(dāng)工作人員進(jìn)入紅外超聲雙兼模塊所監(jiān)測的角度和距離范圍內(nèi)時，終端通過模塊感知到人員的存在，應(yīng)急通信人員定位終端將“有人”信息和終端編號通過應(yīng)急通信主機(jī)上報給監(jiān)控平臺，平臺通過已經(jīng)保存的終端編號在GIS圖上找到報警終端的精確位置，從而實現(xiàn)了對該終端范圍內(nèi)的工作人員的定位。通過人員的定位，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和指揮。所述應(yīng)急通信人員定位裝置，具有應(yīng)急廣播功能，應(yīng)急廣播分為本地廣播和遠(yuǎn)程廣播。監(jiān)控平臺指揮中心的值班人員，可以通過遠(yuǎn)程控制特定區(qū)域的應(yīng)急通信人員定位裝置，實現(xiàn)語音廣播。當(dāng)有緊急通知需要下發(fā)給隧道內(nèi)人員時，要進(jìn)行遠(yuǎn)程廣播操作。本地廣播由終端自帶的錄音芯片輸出已經(jīng)錄制好的語音進(jìn)行廣播，相比遠(yuǎn)程廣播，本地廣播更加簡單快速。。所述應(yīng)急通信人員定位裝置，具有報警功能。當(dāng)在隧道內(nèi)發(fā)生危險，需要報警時，隧道內(nèi)工作人員只需按一下應(yīng)急通信人員定位裝置上的“報警”鍵，終端主動上報報警信息給監(jiān)控平臺，平臺收到報警信息以后，會立刻通知此隧道內(nèi)所有位置的工作人員，此隧道存在危急情況，請立刻離開。所述應(yīng)急通信人員定位裝置，具有調(diào)度功能，通過電力隧道內(nèi)的工作人員操作應(yīng)急通信人員定位裝置的“通話”按鈕，實現(xiàn)與監(jiān)控平臺指揮中心的值班人員雙向呼叫，進(jìn)而實現(xiàn)調(diào)度功能。本發(fā)明的工作原理是，本發(fā)明采用總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，位于一條隧道或者一個隧道區(qū)段內(nèi)的應(yīng)急通信終端視為一個組，一個組內(nèi)的終端掛接在同一條總線上。應(yīng)急通信人員定位終端與應(yīng)急通信主機(jī)之間通過呼入線對，呼出線對，控制線對，實現(xiàn)了隧道內(nèi)人員的探測定位、應(yīng)急廣播、報警和調(diào)度功能。本發(fā)明的有益效果是，
通過本發(fā)明的實施，實現(xiàn)了對隧道及進(jìn)入隧道的人員的實時監(jiān)控，保障進(jìn)入隧道的運(yùn)行維護(hù)人員與外界保持聯(lián)系，同時當(dāng)隧道發(fā)生險情和突發(fā)事件的時候，能夠第一時間做出必要的反應(yīng)，把損失降低到最低限度。本裝置功能完善，齊全。


圖I :應(yīng)急通信人員定位裝置組成框 圖2 :應(yīng)急通信人員定位裝置總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
其中，I.第一 MCU處理單元，2.第二 MCU處理單元，3.數(shù)據(jù)通信模塊，4.電源調(diào)理模塊，5.紅外探測及接收模塊，6.語音通信模塊，7.語音附件控制模塊，8.控制線對，9.呼入線對，10.呼出線對，11.控制電路，12.通話電路，13.待機(jī)電源，14.雙監(jiān)探頭，15.廣播揚(yáng)聲器，16.鍵盤。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1，應(yīng)急通信人員定位裝置由第一 MCU處理單元I，第二 MCU處理單元2，數(shù)據(jù)通信模塊3，電源調(diào)理模塊4，紅外探測及接收模塊5，語音通信模塊6，語音附件控制模塊7組成。第一 MCU處理單元I :此單元為應(yīng)急通信人員定位裝置的數(shù)據(jù)通信模塊3的控制單元，用來控制數(shù)據(jù)通信模塊3的收發(fā)，實現(xiàn)應(yīng)急通信人員定位裝置和應(yīng)急通信主機(jī)之間的數(shù)據(jù)和命令交互，同時實現(xiàn)紅外探測接收模塊5的數(shù)據(jù)接收和控制，以及電源調(diào)理模塊4的電源控制。第二 MCU處理單元2 :此單元為應(yīng)急通信人員定位裝置的語音通信模塊6的核心控制單元，實現(xiàn)來語音通信模塊6的信號收發(fā)控制與數(shù)據(jù)識別，實現(xiàn)語音附件控制模塊7的接口控制。數(shù)據(jù)通信模塊3 :采用通信與電源共線傳輸技術(shù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程供電與通信信號的共線傳輸。通信模塊負(fù)責(zé)應(yīng)急通信主機(jī)和應(yīng)急通信人員定位裝置之間的下行命令發(fā)送和上行數(shù)據(jù)傳輸。電源調(diào)理模塊4:通過電容儲能從遠(yuǎn)程供電線上取電，經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換，根據(jù)時序要求，給第二 MCU處理單元2，紅外探測及接收模塊5，麥克風(fēng)，通話揚(yáng)聲器，廣播揚(yáng)聲器，電話機(jī)警示燈供電。紅外探測及接收模塊5 :選用超低功耗紅外探測器，當(dāng)有人進(jìn)入紅外感應(yīng)范圍時，紅外傳感器探測到人體紅外光譜的變化，自動輸出信號，人不離開感應(yīng)范圍，將持續(xù)輸出恒定電平；人離開以后，開關(guān)延時自動關(guān)閉負(fù)載。此紅外探測器具有全自動感應(yīng)，光敏可控制，感應(yīng)封鎖時間可設(shè)定的特點。
語音通信模塊6 :通過此模塊，完成摘機(jī)狀態(tài)下的雙向語音通話；摘機(jī)狀態(tài)下應(yīng)急通信人員定位裝置與應(yīng)急通信主機(jī)之間DTMF信號的發(fā)送和接收；掛機(jī)狀態(tài)下振鈴的接收；掛機(jī)狀態(tài)下來電顯示信息的接收和處理。語音附件控制模塊7 :通過此模塊，可以根據(jù)應(yīng)急通信人員定位裝置流程需求，完成對麥克風(fēng)，鍵盤，振鈴蜂鳴器，通話揚(yáng)聲器，廣播揚(yáng)聲器，警不燈的控制。如圖2，應(yīng)急通信人員的定位裝置的通信總線由一個呼出線對10、一個呼入線對9和至少一個控制線對8組成，其中呼出線對10與呼入線對9連接應(yīng)急通信主機(jī)所包括的用戶交換機(jī)，控制線對8連接應(yīng)急通信主機(jī)所包括的監(jiān)控主機(jī)。位于一條隧道或者一個隧道區(qū)段內(nèi)的應(yīng)急通信終端視為一個組，一個組內(nèi)的終端掛接在同一條總線上。控制線對8與控制電路11相連，呼入線對9經(jīng)繼電器K1、K2與通話電路12相連，呼出線對10經(jīng)繼電器K2與通話電路12相連。當(dāng)終端正常工作室，它的工作狀態(tài)分為四種， 分別是休眠狀態(tài)、待機(jī)狀態(tài)、呼入通話狀態(tài)、呼出通話狀態(tài)。休眠狀態(tài)，當(dāng)雙監(jiān)探頭14探測到周邊無人，控制電路11控制繼電器Kl斷開，繼電器K2由通話電路12控制倒向呼入線對9 一側(cè)，此時，呼入線對9、呼出線對10均不與終端連通，終端處于休眠狀態(tài)，此時即使呼入線來電，終端也不會響應(yīng)。待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)雙監(jiān)探頭14探測到周邊有人，控制電路11控制繼電器Kl閉合，同時向通話電路12提供待機(jī)電源13，繼電器K2由通話電路12控制倒向呼入線對9 一側(cè)；此時終端處于待機(jī)狀態(tài)，若呼入線來電，終端能夠響應(yīng)。呼入通話狀態(tài)，在待機(jī)狀態(tài)下，終端與呼入線對9相連，如果此時呼入線對9有來電，則終端響鈴并接收主叫識別信息，進(jìn)入呼入通話狀態(tài)。呼出通話狀態(tài),在待機(jī)狀態(tài)下,如果有人通過鍵盤16進(jìn)行呼出操作，則通話電路12控制繼電器K2倒向呼出線對10 —側(cè)，終端進(jìn)入呼出通話狀態(tài)。人員探測與定位雙監(jiān)探頭14與控制電路11相連，當(dāng)有人接近終端時，雙監(jiān)探頭14會將探測結(jié)果提交控制電路11，控制電路11進(jìn)行相關(guān)的控制動作的同時，會通過控制線對8將人體探測結(jié)果上報控制中心，中心會根據(jù)終端的安裝位置信息，實現(xiàn)對人員的定位。應(yīng)急廣播在待機(jī)狀態(tài)下，如果呼入線對9有來電，則終端會對主叫識別信息進(jìn)行接收和分析，如果是普通號碼，保持響鈴并等待摘機(jī)；如果是用于應(yīng)急廣播的特定號碼，則自動進(jìn)入廣播流程，播放預(yù)置的廣播音頻信息。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電力隧道應(yīng)急通信人員定位裝置，包括第一 MCU處理單元，數(shù)據(jù)通信模塊，電源調(diào)理模塊和紅外探測及接收模塊；其特征是， 所述第一 MCU處理單元為應(yīng)急通信人員定位裝置的數(shù)據(jù)通信模塊的控制單元，用來控制數(shù)據(jù)通信模塊數(shù)據(jù)的收發(fā)，實現(xiàn)應(yīng)急通信人員定位裝置和應(yīng)急通信主機(jī)之間的數(shù)據(jù)和命令交互，同時實現(xiàn)紅外探測接收模塊的數(shù)據(jù)接收和控制，以及電源調(diào)理模塊的電源控制； 數(shù)據(jù)通信模塊采用通信與電源共線傳輸技術(shù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程供電與通信信號的共線傳輸；通信模塊負(fù)責(zé)應(yīng)急通信主機(jī)和應(yīng)急通信人員定位裝置之間的下行命令發(fā)送和上行數(shù)據(jù)傳輸; 紅外探測及接收模塊能夠探測人體紅外光譜的變化，自動輸出信號；持續(xù)輸出恒定電平；開關(guān)延時自動關(guān)閉負(fù)載； 電源調(diào)理模塊通過電容儲能從遠(yuǎn)程供電線上取電，經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換，給紅外探測及接收模塊供電。
2.如權(quán)利要求I所述的電力隧道應(yīng)急通信人員定位裝置，其特征是，所述紅外探測器為全自動感應(yīng)，光敏能夠控制，感應(yīng)封鎖時間能夠設(shè)定的紅外探測器。
3.如權(quán)利要求I所述的電力隧道應(yīng)急通信人員定位裝置，其特征是，還包括第二MCU處理單元和語音通信模塊；所述第二 MCU處理單元為應(yīng)急通信人員定位裝置的語音通信模塊的核心控制單元，實現(xiàn)來語音通信模塊的信號收發(fā)控制與數(shù)據(jù)識別；語音通信模塊能夠完成摘機(jī)狀態(tài)下的雙向語音通話；摘機(jī)狀態(tài)下應(yīng)急通信人員定位裝置與應(yīng)急通信主機(jī)之間DTMF信號的發(fā)送和接收；掛機(jī)狀態(tài)下振鈴的接收；掛機(jī)狀態(tài)下來電顯示信息的接收和處理；所述電源調(diào)理模塊通過電容儲能從遠(yuǎn)程供電線上取電，經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換，根據(jù)時序要求，給第二 MCU處理單元和紅外探測及接收模塊供電。
4.如權(quán)利要求3所述的電力隧道應(yīng)急通信人員定位裝置，其特征是，電力隧道應(yīng)急通信人員定位裝置還包括語音附件控制模塊，根據(jù)應(yīng)急通信人員定位裝置流程需求，完成對麥克風(fēng)，鍵盤，振鈴蜂鳴器，通話揚(yáng)聲器，廣播揚(yáng)聲器，電話機(jī)警不燈的控制；第二 MCU處理單元實現(xiàn)語音附件控制模塊的接口控制；電源調(diào)理模塊通過電容儲能從遠(yuǎn)程供電線上取電，經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換，根據(jù)時序要求，給第二 MCU處理單元、紅外探測及接收模塊、麥克風(fēng)，通話揚(yáng)聲器，廣播揚(yáng)聲器，電話機(jī)警不燈供電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力隧道應(yīng)急通信人員定位裝置，由第一MCU處理單元，第二MCU處理單元，數(shù)據(jù)通信模塊，電源調(diào)理模塊，紅外探測及接收模塊，語音通信模塊和語音附件控制模塊組成；該裝置適合電力隧道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點，可實現(xiàn)人員的探測定位、應(yīng)急廣播、報警和調(diào)度功能的應(yīng)急通信。通過本發(fā)明的實施，實現(xiàn)了對隧道及進(jìn)入隧道的人員的實時監(jiān)控，保障進(jìn)入隧道的運(yùn)行維護(hù)人員與外界保持聯(lián)系，同時當(dāng)隧道發(fā)生險情和突發(fā)事件的時候，能夠第一時間做出必要的反應(yīng)，把損失降低到最低限度。本裝置功能完善，齊全。
文檔編號G05B19/418GK102759915SQ201210250508
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者姜志利, 張明廣, 慕瑞嘉, 李長忠, 楊震威 申請人:山東康威通信技術(shù)股份有限公司