一种基于北斗定位的矿山指挥救援监控系统.pdf

本实用新型公开了一种基于北斗定位的矿山指挥救援监控系统，包括处理器和救援监控终端，还包括与处理器连接的对讲机电路、肩咪电路、北斗二代/GPS电路、北斗一代通信电路；所述对讲机电路和肩咪电路连接，所述北斗一代通信电路通过北斗卫星和救援监控终端无线连接。本实用新型的可以根据现场反馈的信息，在显示设备上显示救援人员位置，从而做出有效的决策，同时，通过北斗信息传至救援现场，以实现对救援现场的指挥监控。

1.  一种基于北斗定位的矿山指挥救援监控系统，包括处理器和救援监控 终端，其特征在于，还包括与处理器连接的对讲机电路、肩咪电路、北斗二代 /GPS电路、北斗一代通信电路；所述对讲机电路和肩咪电路连接，所述北斗一 代通信电路通过北斗卫星和救援监控终端无线连接。

2.  根据权利要求1所述的基于北斗定位的矿山指挥救援监控系统，其特 征在于，所述电路处理器为高通处理器、三星处理器、TI处理器或MTK处理器。

3.  根据权利要求1所述的基于北斗定位的矿山指挥救援监控系统，其特 征在于，还包括与处理器连接的显示设备；所述显示设备为投影仪或者智能手 持终端。

4.  根据权利要求1所述的基于北斗定位的矿山指挥救援监控系统，其特 征在于，北斗一代通信电路包括北斗通信芯片，所述北斗通信芯片连接有北斗 发射天线和北斗接收天线；所述北斗通信芯片为BM3005MQ芯片。

5.  根据权利要求1所述的基于北斗定位的矿山指挥救援监控系统，其特 征在于，北斗二代/GPS电路包括定位芯片，所述定位芯片以MT3339芯片作为 基带处理芯片。

6.  根据权利要求1所述的基于北斗定位的矿山指挥救援监控系统，其特 征在于，所述对讲机电路包括对讲接收电路和对讲发射电路，所述对讲接收电 路包括顺序连接的对讲接收天线、射频接收单元、中频接收处理单元、第一基 带和第一音频处理单元；所述对讲发射电路包括顺序连接的第二基带、第二音 频处理单元、发射调制单元、发射射频单元、对讲发射天线。

7.  根据权利要求6所述的基于北斗定位的矿山指挥救援监控系统，其特 征在于，所述对讲机电路还连接有音频放大电路，所述音频放大电路包括音频 放大芯片，所述音频放大芯片为LM4860芯片。

8.  根据权利要求1所述的基于北斗定位的矿山指挥救援监控系统，其特 征在于，所述肩咪电路包括用于音频输出的扬声器、用于音频输入的麦克风和 用于控制是发射还是接收状态的PPT按键，所述扬声器和麦克风均连接有一个 PPT按键。

9.  根据权利要求1所述的基于北斗定位的矿山指挥救援监控系统，其特 征在于，所述电源电路包括电源管理电路、升压电路和充电电路；所述充电电 路与升压电路连接，所述升压电路与电源管理芯片连接。

10.  根据权利要求9所述的基于北斗定位的矿山指挥救援监控系统，其特 征在于，所述充电电路包括充电芯片，所述充电芯片的ACDVR管脚连接有三 极管Q1，所述充电芯片的VRFF管脚连接电阻R60、R61、R66以及R67，R60 和R66连接，R61和R67连接，充电芯片的ISET管脚连接电阻R67，电阻的 ACSET管脚连接电阻R66，充电芯片的TS管脚连接有三个电阻R76、R78以 及电阻R80；所述电阻的SW管脚连接有电感L6，电感L6的另一端连接电阻 R54和电阻R59，电阻R59连接有电容C72以及电容C73。

一种基于北斗定位的矿山指挥救援监控系统
技术领域
本实用新型涉及应急救援的技术领域，特别涉及一种基于北斗定位的矿山救援指挥监控系统。
背景技术
我国已初步建立成自主的北斗卫星定位导航系统，使我国成为继美、俄之后，第三个拥有自主卫星导航系统的国家。2011年12月，北斗二代卫星系统也正式投入试运行。2012年，北斗卫星导航系统已提供覆盖亚太地区的定位、导航、授时和报文通信服务能力。2020年左右，将建成覆盖全球北斗卫星导航系统。由于北斗卫星系统是中国自主研发、独立运行的全球定位系统，不但促进了卫星导航产业链形成，而且形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，故与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统并称全球四大卫星导航系统。现有矿山救援指挥系统已建立国家应急救援指挥中心，有大屏幕显示，通过卫星通信车，可回传现场图片。但上述方案也存在着下述问题：国家救援指挥中心没有救援车辆和人员的实时位置，无法实时获取各救援人员遇到的现场情况，进而无法有效指挥；救援车辆(卫星通信车除外)离开救援基地后，指挥中心无法实时获取救援车辆位置，且无法与救援车辆进行通信，因而无法引导救援车辆准确快速到达事故现场；救援现场没有指挥系统，无法最大化发挥救援队的作用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于北斗定位的矿山救援指挥监控系统。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：
一种基于北斗定位的矿山指挥救援监控系统，包括处理器和救援监控终端，还包括与处理器连接的对讲机电路、肩咪电路、北斗二代/GPS电路、北斗一代通信电路；所述对讲机电路和肩咪电路连接，所述北斗一代通信电路通过 北斗卫星和救援监控终端无线连接。
优选的，所述电路处理器为高通处理器、三星处理器、TI处理器或MTK处理器。
优选的，还包括与处理器连接的显示设备；所述显示设备为投影仪或者智能手持终端。
优选的，北斗一代通信电路包括北斗通信芯片，所述北斗通信芯片连接有北斗发射天线和北斗接收天线；所述北斗通信芯片为BM3005MQ芯片。
优选的，北斗二代/GPS电路包括定位芯片，所述定位芯片以MT3339芯片作为基带处理芯片。
优选的，所述对讲机电路包括对讲接收电路和对讲发射电路，所述对讲接收电路包括顺序连接的对讲接收天线、射频接收单元、中频接收处理单元、第一基带和第一音频处理单元；所述对讲发射电路包括顺序连接的第二基带、第二音频处理单元、发射调制单元、发射射频单元、对讲发射天线。
优选的，所述对讲机电路还连接有音频放大电路，所述音频放大电路包括音频放大芯片，所述音频放大芯片为LM4860芯片。
优选的，所述肩咪电路包括用于音频输出的扬声器、用于音频输入的麦克风和用于控制是发射还是接收状态的PPT按键，所述扬声器和麦克风均连接有一个PPT按键。
优选的，所述电源电路包括电源管理电路、升压电路和充电电路；所述充电电路与升压电路连接，所述升压电路与电源管理芯片连接。
优选的，所述充电电路包括充电芯片，所述充电芯片的ACDVR管脚连接有三极管Q1，所述充电芯片的VRFF管脚连接电阻R60、R61、R66以及R67，R60和R66连接，R61和R67连接，充电芯片的ISET管脚连接电阻R67，电阻的ACSET管脚连接电阻R66，充电芯片的TS管脚连接有三个电阻R76、R78以及电阻R80；所述电阻的SW管脚连接有电感L6，电感L6的另一端连接电阻R54和电阻R59，电阻R59连接有电容C72以及电容C73。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本实用新型的可以根据现场反馈的信息，在显示设备上显示救援人员位置，从而做出有效的决策，同时，通过北斗信息传至救援现场，以实现对救援现场的指挥监控。
2、本实用新型中装配了对讲机电路和肩咪电路，从而实现了在移动信号无法覆盖的情况下进行语音通信，提高通信效率。
3、本实用新型将对讲机功能和卫星定位功能整合在一起，以便实现野外活动进行短距离的对讲通讯、长距离的短报文通信和定位功能。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2是本实用新型处理器的电路原理图；
图3是本实用新型北斗一代通信电路的原理图；
图4是本实用新型北斗二代/GPS电路的原理图；
图5是本实用新型对讲机电路的原理图；
图6是本实用新型肩咪电路的原理图；
图7是本实用新型电源管理电路的原理图；
图8是本实用新型充电电路的原理图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本实施例基于北斗定位的矿山指挥救援监控系统，包括处理器和救援监控终端，还包括与处理器连接的对讲机电路、肩咪电路、北斗二代/GPS电路、北斗一代通信电路；所述对讲机电路和肩咪电路连接，所述北斗一代通信电路通过北斗卫星和救援监控终端无线连接。所述对讲机电路、北斗一代通信电路以及北斗二代/GPS电路均连接有天线；对讲机电路、北斗一代通信电路以及北斗二代/GPS电路通过天线与外部实现信号的传输。
本实施例中，所述处理器用于控制其它电路信息存取、工作状态等，对讲机电路实现无线语音通话，肩咪电路实现方便进行对讲，北斗二代/GPS电路实现北斗定位、授时、短报文通信功能，北斗一代通信电路实现北斗定位、授时功能。
如图2所示，本实施例的处理器为三星S5PV210处理芯片，是三星推出的一款适用于智能手机和平板电脑等多媒体设备的应用处理器。
S5PV210采用了ARM CortexTM-A8内核，ARM V7指令集，主频可达1GHZ，64/32位内部总线结构，32/32KB的数据/指令一级缓存，512KB的二级缓存，可以实现2000DMIPS(每秒运算2亿条指令集)的高性能运算能力。
S5PV210包含很多强大的硬件编解码功能，内建MFC(Multi Format Codec)，支持MPEG-1/2/4，H.263，H.264等格式视频的编解码，支持模拟/数字TV输出。JPEG硬件编解码，最大支持8000x8000分辨率，内建高性能PowerVR SGX5403D图形引擎和2D图形引擎，支持2D/3D图形加速，是第五代PowerVR产品，其多边形生成率为2800万多边形/秒，像素填充率可达2.5亿/秒，在3D和多媒体方面比以往大幅提升，能够支持DX9，SM3.0，OpenGL2.0等PC级别显示技术。具备IVA3硬件加速器，具备出色的图形解码性能，可以支持全高清、多标准的视频编码，流畅播放和录制30帧/秒的1920×1080像素(1080p)的视频文件，可以更快解码更高质量的图像和视频，同时，内建的HDMIv1.3，可以将高清视频输出到外部显示器上。
当然本实施例还可以采用其它处理器芯片，例如高通处理器、TI处理器或MTK处理器。
本实施例中，所述处理器还可以为高通处理器、三星处理器、TI处理器或MTK处理器；当然，其他形式的处理器也同样适用于本实用新型的技术方案。
如图3所示，北斗一代通信电路包括北斗通信芯片，所述北斗通信芯片连接有北斗发射天线和北斗接收天线；本实施例中的北斗通信芯片为BM3005MQ。它包括了SPI、UART、GPIO、JTAG、IC卡、数字中频接口。该芯片接收2bit数字中频信号，高位IF_2对应符号位(SGN)，低位IF_1对应幅度位(MAG)。它是通过UART串口与主CPU进行数据信息的传输。
如图4所示，北斗二代/GPS电路包括MT3339芯片，天线接收卫星信号，通过MT3339处理芯片将位置定位坐标、时间数据、收星效果等信息提取出来，通过UART串口将这些数据传输到主CPU。
如图5所示，所述对讲机电路包括：对讲天线、接收射频单元、接收中频处理单元、发射调制单元、发射射频单元、基带和音频处理单元；对讲天线、接收射频单元、接收中频处理和基带和音频处理单元依次相连，构成接收链路，基带和音频处理单元、发射调制单元、发射射频单元、对讲天线单元依次相连，构成发射链路。
所述对讲机电路还连接有音频放大电路，所述音频放大电路包括音频放大 芯片以LM4860作为放大电路的主要芯片。对讲机接收到另一方发来的信号后，经过对讲机芯片的处理输出模拟信号，模拟型号通过电容耦合到LM4860的输入端进行信号放大处理。LM4860还可以通过调整电阻阻值大小来调节喇叭输出音量的大小。
如图6所示，所述肩咪电路包括：用于音频输出的扬声器、用于音频输入的麦克风和用于控制是发射还是接收状态PPT按键，所述扬声器SP1连接第一PPT按键JACK1，所述麦克风连接第二PPT按键JACK2。
如图7、图8所示，本实施例还包括电源电路，所述电源电路包括电源管理电路、升压电路和充电电路，所述电源管理电路包括：①电源管理电路，主要由电源管理芯片和电阻、电容、电感等器件共同构成，电源管理芯片是一款高性能、高效率的多路输出芯片，终端的主CPU通过I2C通信协议来控制电源管理芯片的电压输出。电源管理芯内部有多路的DCDC电源电压，LDO电源电压，结合电感器、电容器实现多路电压的稳定输出；该电路的电压电流输出，主要受控于主CPU，主CPU通过I2C通信控制电源的输出方式，如图7所示。②升压电路，主要由升压芯片、MOS管、电阻、电容和电感构成，该升压电路直接由锂电池输出的3.3-4.2V的电压作为升压电路的输入，通过升压芯片的调节将电压升为5V的稳定输出电压。③充电电路，主要由充电芯片、电量检测芯片、MOS管、电阻、电容和电感共同构成，该电路将5V的输入电压转换为4.2V输出的充电电压。
如图8所示，所述充电电路包括充电芯片，所述充电芯片的ACDVR管脚连接有三极管Q1，所述充电芯片的VRFF管脚连接电阻R60、R61、R66以及R67，R60和R66连接，R61和R67连接，充电芯片的ISET管脚连接电阻R67，电阻的ACSET管脚连接电阻R66，充电芯片的TS管脚连接有三个电阻R76、R78以及电阻R80；所述电阻的SW管脚连接有电感L6，电感L6的另一端连接电阻R54和电阻R59，电阻R59连接有电容C72以及电容C73。所述充电芯片的SW管脚还连接有电源电量检测芯片。
所述充电芯片还连接有发光二极管D8，D8的阳极与电阻R77连接，D8的阴极与充电芯片的STAT管脚连接。
本实施例的充电电路可以为直接充电电路和太阳能充电电路；所述电源电路包括直接充电电路和太阳能充电电路；直接充电电路可以通过直接连接家用电源或者移动电源进线充电；太阳能充电电路包括一太阳能面板以及其他辅助 电路，通过太阳光来进行供电，为在无法通过直接充电电路时提供便捷。
本实施例的救援监控系统还包括与控制电路连接的显示设备，显示设备用于将反馈救援现场反馈回来的信息，从而在显示设备上显示出救援人员的位置。本实施例中的显示设备为投影仪或者智能手持终端等。
本实用新型的工作原理如下，利用现有运用成熟的救援监控终端机措施，再配以GPS定位，实现救援现场监控，具体为：
A1，设定北斗、GPS的工作方式，在定位时优先使用GPS定位，北斗的定信息对GPS的定位信息进行校正和修改，当两者在设定的时间范围的定位信息内一直相差较大时，确定GPS存在盲区或故障，这时以北斗的定位信息为准；
A2，将定位信息和现场信息一起打包通过北斗传输到救援中心；A3，救援中心根据现场反馈的信息，在大屏幕上显示救援人员位置，做出有效的决策，通过北斗信息传至救援现场，以实现对救援现场的指挥监控。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。