礦井下白光LED可見光語音通信系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們對(duì)能源的需求量不斷地增加。作為當(dāng)前我國主要消費(fèi)能源的煤炭,其開采量正逐年地快速遞增。伴隨而來的瓦斯爆炸或燃燒礦難事故也頻繁發(fā)生,引起這種礦難事故的主要因?yàn)槭莻鹘y(tǒng)照明設(shè)備產(chǎn)生的電火花。而具有諸多優(yōu)點(diǎn)的低功耗白光LED則可有效地減少電火花,從而提高煤礦作業(yè)安全水平。并且根據(jù)煤礦井下巷道復(fù)雜、環(huán)境惡劣、電磁干擾和衰減較大、礦井下黑暗和光反射體較少以及可見光通信的特點(diǎn)等現(xiàn)實(shí)條件,將具有諸多優(yōu)勢的可見光通信技術(shù)應(yīng)用于井下語

2、音通信是一種靈活的解決方案,同時(shí)實(shí)現(xiàn)照明和通信并用,減少重復(fù)投資。
　　 論文在分析了煤礦井下白光LED可見光語音通信需求的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出基于LED礦工燈的可見光語音通信系統(tǒng),并分別對(duì)系統(tǒng)井下的照明和通信性能進(jìn)行研究分析。主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　 (1)分析了煤礦井下可見光通信的各種影響因素,構(gòu)建煤礦井下可見光通信信道模型及通信方式。根據(jù)井下特殊巷道環(huán)境和可見光通信特征,提出了彎道鏈路的可見光通信解決方案,給出井

3、下語音通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和性能參數(shù)。
　　 (2)完成了系統(tǒng)的主要功能和系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了LED調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路完成礦工燈的照明和通信并用。給出基于單片機(jī)的收發(fā)控制模塊設(shè)計(jì),采用單片機(jī)休眠來降低功耗。
　　 (3)對(duì)系統(tǒng)的照明和通信性能進(jìn)行仿真分析。在滿足最低照明需求和可靠通信系統(tǒng)誤碼率要求的基礎(chǔ)上,分別對(duì)直射鏈路和彎道鏈路的通信性能進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果顯示:所設(shè)計(jì)的礦井下LED礦工燈可見光語音通信系統(tǒng)可以滿足井下正常的