PL B1. ERB Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością,katowice,pl BUP 04/05. Ryszard Borowik,Katowice,PL Łukasz Borowik,Katowice,PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. H04B 3/00 ( ) H04L 12/00 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Układ transmisji głosu, obrazu i ciągów binarnych w sieci łączności kopalnianej (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 04/05 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 06/09 (73) Uprawniony z patentu: ERB Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością,katowice,pl (72) Twórca(y) wynalazku: Ryszard Borowik,Katowice,PL Łukasz Borowik,Katowice,PL (74) Pełnomocnik: Masłowski Andrzej, Kancelaria Prawa Patentowego, Autorskiego i Gospodarczego PL B1 (57) 1. Układ transmisji głosu i obrazu w sieci łączności kopalnianej, z wykorzystaniem transmisji przewodowej jak i protokołów transmisji bezprzewodowej, znamienny tym, że składa się z szeregu pojedynczych dołowych punktów dostępowych, z których każdy jest wyposażony w trzy nadajniki/odbiorniki (1), (3), (5), pośród których nadajniki/odbiorniki (1) oraz (5) są dedykowanymi, to znaczy przypisanymi do adresu konkretnego rozmówcy, zaś jeden nadajnik/odbiornik (3) jest ogólnodostępnym, przy tym z każdym z dołowych punktów dostępowych są połączone przewodowe i/lub bezprzewodowo sterowniki sieciowe (S) z przypisanymi im własnymi adresami, adresowane czujniki (C) oraz adresowane elementy wykonawcze (W), a każdy z wyposażonych w pulpit sterujący (12) z autonomiczną klawiaturą (14) i wyświetlaczem (15) do przekazu obrazów, tekstów i wysyłania komunikatów dołowych punktów dostępowych współpracuje z układami przetwarzania i przekazywania obrazów lub ich strumieni oraz z torem przekazu, nasłuchu (19) i odbioru (18) wiadomości głosowych, jak również stanowi element pośredniczący w przekazie sygnałów tekstowych, głosowych oraz obrazów zarówno ciągów binarnych zarówno do, jak i pochodzących z osobistych komunikatorów obsługi (NO 1 NO n ), przy czym komunikatory (NO 1 NO n ) współpracują z video-kamerami (16), (17) przyłączonymi do dołowych

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest układ transmisji głosu, obrazu i ciągów binarnych w sieci łączności kopalnianej, który może być wykorzystywany przykładowo do sterowania sekcjami zmechanizowanej obudowy górniczej, kombajnów górniczych i innych dołowych urządzeń wydobywczych. Z polskiego opisu zgłoszenia wynalazku nr P , jest znany sposób wizualizacji przebiegu produkcji i stanu bezpieczeństwa kopalni, który charakteryzuje się tym, że sygnały z czujników zabudowanych w kontrolowanych urządzeniach lub procesach, przesyła się za pomocą układu transmisji do bazy danych pomiarowych, gdzie odfiltrowuje się zakłócenia. Następnie zapamiętuje się istotne informacje tych kontrolowanych urządzeń lub procesów, po czym integruje się uzyskane informacje z sygnałami z bazy danych parametrów, w wyniku, czego uzyskuje się informacje jednoznacznie określające stan pracy lub postoju kontrolowanych urządzeń lub procesów. Uzyskane informacje przesyła się do modułu sterowania i wyświetla się je na ekranie do projekcji tylnej, o dużym polu obrazowym, na którym również wyświetla się, pozbawioną elementów nieistotnych, podstawową planszę schematu przestrzennego kopalni z wkomponowanymi symbolami węzłów technologicznych, na której wydzielone są pola z zamieszczonymi symbolami charakteryzującymi stan bezpieczeństwa. W dowolnej chwili, na ekranie do projekcji tylnej wyświetla się inna planszę obrazującą schemat sieci wentylacyjnej kopalni wraz z wynikami jej przeliczenia i po upływie zadeklarowanego czasu automatycznie wyświetla się na powrót plansza podstawowa, która wyświetla się również przy pojawieniu się stanu ostrzegawczego albo alarmowego, albo na żądanie dyspozytora. Ponadto w dowolnej chwili wyświetla się na ekranie do projekcji tylnej następną planszę obrazującą poziomy wydobywcze, albo oddziały wydobywcze, albo sieć wentylacyjną kopalni, albo rozmieszczenie telefonów, telefono-sygnalizatorów, albo sygnalizatorów łączności alarmowo-rozgłoszeniowej. Tło wyświetlanych plansz jest koloru czarnego lub szarego, natomiast stan prawidłowy od nieprawidłowego rozróżnia się barwą i barwą dopełniającą. Z polskiego zgłoszenia wynalazku nr P jest znany sposób współbieżnego, zgodnego z protokołem internetowym przekazu usług głosowych i informatycznych, za pośrednictwem sieci bezprzewodowych, w którym wykorzystuje się w przekazywaniu informacji fonicznej między urządzeniem radiokomunikacyjnym, a zdalnym urządzeniem telekomunikacyjnym sieć radiokomunikacyjną, przy czym sposób obejmuje następujące etapy: w jednym z tych urządzeń radiokomunikacyjnych, dostarczanie informacji fonicznej w postaci cyfrowej, w dyskretnych pakietach i dostarczanie informacji sterującej połączenia w postaci cyfrowej, w dyskretnych pakietach i dostarczanie informacji sterującej połączeniem w postaci cyfrowej w dyskretnych pakietach; zestawienie połączenia między urządzeniem radiokomunikacyjnym a zdalnym urządzeniem telekomunikacyjnym; transmitowanie zarówno dyskretnych pakietów fonicznych, jak i dyskretnych pakietów sterowania połączeniem za pośrednictwem połączenia w pojedynczym łączu. Transmitowanie informacji fonicznej (głosu lub syntetyzowanych danych głosowych) i informacji sterującej za pośrednictwem pojedynczego połączenia od końca do końca pozwala uniknąć konieczności utrzymywania oddzielnego połączenia w ciągu całego połączenia dla informacji sterującej lub wielokrotnego zestawienia oddzielnego łącza podczas trwania połączenia. Wynalazek pozwala uniknąć konieczności korzystania z dwóch operatorów w ciągu każdego połączenia dla każdego kierunku komunikacji między urządzeniami komunikacyjnymi i to daje zmniejszenie kosztu połączenia użytkownika (w szczególności przez uniknięcie potrzeby dwóch połączeń między urządzeniem ruchowym, a węzłem dostępu do sieci) i zwiększenie dostępnej przepustowości sieci dla innych użytkowników. Znaczy to, że przy usunięciu potrzeby równoczesnego wykorzystania usług SMS lub USSD, usług nośnika o niewielkiej szerokości pasma lub nośnika wąskopasmowego lub oddzielnego nośnika o większej prędkości transmisji do przenoszenia informacji sterującej dla całego połączenia, przepustowość nośników można wykorzystać do innych usług komunikatorów SMS lub USSD, albo do utworzenia dodatkowej przepustowości dostępnej dla ruchu głosowego i związanego z nim sterowania. Ponadto, zmniejszenie zapotrzebowania na usługi typu SMS lub USSD nośników w zarządzaniu trwającym sterowaniem usług zmniejsza prawdopodobieństwo konieczności dynamicznego przydziału dodatkowej przepustowości usług o małej prędkości transmisji. Poza wykorzystywaniem mniejszych zasobów sieciowych, niż w rozwiązaniach znanych, niniejszy wynalazek ma dodatkowe zalety. Po pierwsze, każda komórka wyczerpuje energię baterii telefonu wolniej, jeżeli wykorzystuje się rozwiązanie według wynalazku, ponieważ po zestawieniu połączenia utrzymuje się tylko jedno łącze. Po drugie, w tych odmianach wykonania wynalazku, w których informacja sterowania połączeniem jest wysyłana w pakietach przez łącze dla połączenia telefonicznego w obwodzie komputerowym, opóźnienie jest zarówno mniejsze, jak i bardziej przewidywalne, niż opóź-

3 PL B1 3 nienie komunikatów USSD lub SMS. W przypadku interaktywnych aplikacji głosowych, duże opóźnienie SMS jest nie do zaakceptowania; USSD jest szybszy, lecz tym niemniej ma opóźnienie, które jest większe i mniej przewidywalne, niż połączenie komutowane w obwodzie. Zapewnienie, że dane głosowe i dane sterujące mają to samo opóźnienie, jest samo w sobie, korzystne, ponieważ pozwala uniknąć danych wymagających przechowywania dla oczekiwania na informację sterującą. Na przykład, jeżeli użytkownik wybierze DALEJ" do następnego komunikatu, to powinny one być przemieszczone do następnego komunikatu bez opóźnienia. Układ transmisji głosu i obrazu w sieci łączności kopalnianej według wynalazku składa się z szeregu dołowych punktów dostępowych, połączonych w łańcuch, w którym każda stacja przejmuje sygnały od stacji ją poprzedzającej i przekazuje do stacji następnej. Każdy z dołowych punktów dostępowych jest wyposażony w trzy nadajniki/odbiorniki, z których dwa są dedykowanymi, to znaczy przypisanymi do adresu konkretnego rozmówcy, a jeden jest ogólnodostępny, przy tym z każdym z dołowych punktów dostępowych są połączone przewodowe i/lub bezprzewodowo sterowniki sieciowe z przypisanymi im własnymi adresami oraz adresowane czujniki oraz elementy wykonawcze. Każdy z dołowych punktów dostępowych jest wyposażony w autonomiczny wyświetlacz i klawiaturę do przekazu obrazów, tekstów i wysyłania komunikatów, a także może współpracować z układami przetwarzania i przekazywania obrazów lub ich strumieni oraz z torem przekazu, nasłuchu i odbioru wiadomości głosowych, jak również z torem przesyłowym sterujących ciągów binarnych. Każdy z dołowych punktów dostępowych pośredniczy w przekazie sygnałów tekstowych, głosowych oraz obrazów zarówno do jak i pochodzących z osobistych komunikatorów obsługi, przy czym komunikatory te współpracują z videokamerami przyłączonymi do dołowych punktów dostępowych bądź posiadającymi własne punkty dostępowe i/lub podłączonymi do sieci komputerowej za pośrednictwem videoserwerów. Nadto każdy z dołowych punktów dostępowych jest wyposażony w optyczny i akustyczny sygnalizator alarmowy, a także w zależności od potrzeb w wyłącznik bezpieczeństwa i autonomiczne źródło podtrzymania zasilania. Łańcuch dołowych punktów dostępowych jest połączony ze znajdującym się na powierzchni zakładu wydobywczego komputerem współpracującym z bazą danych i mającym oprogramowanie umożliwiające przyjmowanie, przetwarzanie i zapamiętanie informacji wizualnej oraz dźwiękowej, a po ich przetworzeniu umożliwiające przekaz do innych komputerów i urządzeń odbierających w tym poprzez dołowe punkty dostępowe do urządzeń ulokowanych w podziemiach zakładu wydobywczego informacji i rozkazów mających postać binarną, format tekstowy i/lub głosowy a także w postaci obrazów lub strumieni obrazów. Nadajniki dołowych punktów dostępowych są wyposażone w moduły lokalnej i zdalnej regulacji mocy sygnału antenowego w zależności od dysponowanej mocy zasilania, poziomu zakłóceń oraz oczekiwanej prędkości transmisji. Zaletą ujawnionego układu transmisji obrazu i głosu w sieci łączności kopalnianej jest to, że dołowe punkty dostępowe umożliwiają określenie odległości od osobistych komunikatorów znajdujących się w ich zasięgu, a tym samym umożliwiają ich lokalizację w wyrobiskach kopalni. Obecność komunikatorów osobistych w strefie odbioru dołowego punktu dostępowego jest rejestrowana w powierzchniowym systemie komputerowym, a co za tym idzie jest możliwa rejestracja ich obecności w określonej strefie lub określonym miejscu wyrobisk dołowych. Pozwala to na rejestrację ruchu załogi wyposażonej w takie komunikatory w wyrobiskach kopalni, co znacznie poprawia stan bezpieczeństwa pracy załogi zakładu wydobywczego. Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy pojedynczego dołowego punktu dostępowego, a fig. 2 schemat blokowy układu transmisji głosu i obrazu w sieci łączności kopalnianej. Pojedynczy dołowy punkt dostępowy jak pokazano na fig. 1 rysunku jest wyposażony w trzy nadajniki/odbiorniki 1, 3, 5, z których 1 oraz 5 są dedykowanymi, to znaczy przypisanymi do adresu konkretnego rozmówcy, a jeden oznaczony na schemacie symbolem 3 jest ogólnodostępny. Z każdym z dołowych punktów dostępowych są połączone przewodowe i/lub bezprzewodowo sterowniki sieciowe S z przypisanymi im własnymi adresami, adresowane czujniki C oraz adresowane elementy wykonawcze W. Każdy z dołowych punktów dostępowych jest wyposażony w pulpit sterujący 12 z autonomiczną klawiaturą 14 i wyświetlaczem 15 do przekazu obrazów, tekstów, ciągów sterujących w postaci binarnej i wysyłania komunikatów, a także może współpracować z układami przetwarzania i przekazywania obrazów lub ich strumieni oraz z torem przekazu, nasłuchu 19 i odbioru 18 wiadomości głosowych. Każdy z dołowych punktów dostępowych pośredniczy w przekazie sygnałów tekstowych, głosowych oraz obrazów zarówno sterujących ciągów binarnych zarówno do, jak i pochodzących z osobistych komunikatorów obsługi, przy czym komunikatory współpracują z videokamerami 16, 17 przyłączonymi do dołowych punktów dostępowych bądź posiadającymi własne punkty dostępowe i/lub

4 4 PL B1 podłączonymi do sieci komputerowej za pośrednictwem videoserwerów 8. Nadto każdy z dołowych punktów dostępowych jest wyposażony w sygnalizatory alarmowe, optyczny 9 i akustyczny 11, a także w zależności od potrzeb w wyłącznik bezpieczeństwa 10 i autonomiczne źródło podtrzymania zasilania 13. Poszczególne punkty dostępowe są połączone za pośrednictwem koncentratora 7 z sobą tak, że tworzą łańcuch, w którym w przypadku uszkodzenia jednego z punktów dostępowych jego połączenia przejmuje sąsiedni punkt dostępowy, a uszkodzony punkt dostępowy do czasu usunięcia awarii jest wyłączony z łańcucha. Jak pokazano na fig. 2 rysunku układ transmisji głosu i obrazu w sieci łączności kopalnianej składa się z szeregu dołowych punktów dostępowych P 1 P n połączonych w łańcuch, w którym każda stacja przejmuje sygnały od stacji ją poprzedzającej i przekazuje do stacji następnej. Łańcuch dołowych punktów dostępowych P 1 P n jest połączony ze znajdującym się na powierzchni zakładu wydobywczego komputerem przyłączonym do koncentratora systemowego KS, który to komputer współpracuje z bazą danych B i ma oprogramowanie umożliwiające przyjmowanie, przetwarzanie i zapamiętanie informacji wizualnej oraz dźwiękowej, a po ich przetworzeniu umożliwiające przekaz do innych komputerów K i urządzeń odbierających, w tym poprzez dołowe punkty dostępowe P 1 P n do urządzeń ulokowanych w podziemiach zakładu wydobywczego, informacji i rozkazów mających postać binarną, format tekstowy i/lub głosowy, a także w postaci obrazów lub strumieni obrazów. Takimi urządzeniami dołowymi mogą być przykładowo sekcje s 1 - s j górniczej obudowy zmechanizowanej, adresowane czujniki C lub adresowane obwody wykonawcze W maszyn górniczych. Nadajniki NO 1, NO n-1 i NO n dołowych punktów dostępowych P 1 P n są wyposażone w moduły SK lokalnej i zdalnej regulacji mocy sygnału antenowego w zależności od dysponowanej mocy zasilania, poziomu zakłóceń oraz oczekiwanej prędkości transmisji. Łączność pomiędzy dołowymi punktami dostępowymi P 1 P n i komputerem przyłączonym do koncentratora systemowego KS może odbywać się bezprzewodowo, jak też może być realizowana za pośrednictwem współpracujących z sobą modemów M. Zastrzeżenia patentowe 1. Układ transmisji głosu i obrazu w sieci łączności kopalnianej, z wykorzystaniem transmisji przewodowej jak i protokołów transmisji bezprzewodowej, znamienny tym, że składa się z szeregu pojedynczych dołowych punktów dostępowych, z których każdy jest wyposażony w trzy nadajniki/odbiorniki (1), (3), (5), pośród których nadajniki/odbiorniki (1) oraz (5) są dedykowanymi, to znaczy przypisanymi do adresu konkretnego rozmówcy, zaś jeden nadajnik/odbiornik (3) jest ogólnodostępnym, przy tym z każdym z dołowych punktów dostępowych są połączone przewodowe i/lub bezprzewodowo sterowniki sieciowe (S) z przypisanymi im własnymi adresami, adresowane czujniki (C) oraz adresowane elementy wykonawcze (W), a każdy z wyposażonych w pulpit sterujący (12) z autonomiczną klawiaturą (14) i wyświetlaczem (15) do przekazu obrazów, tekstów i wysyłania komunikatów dołowych punktów dostępowych współpracuje z układami przetwarzania i przekazywania obrazów lub ich strumieni oraz z torem przekazu, nasłuchu (19) i odbioru (18) wiadomości głosowych, jak również stanowi element pośredniczący w przekazie sygnałów tekstowych, głosowych oraz obrazów zarówno ciągów binarnych zarówno do, jak i pochodzących z osobistych komunikatorów obsługi (NO 1 NO n ), przy czym komunikatory (NO 1 NO n ) współpracują z video-kamerami (16), (17) przyłączonymi do dołowych punktów dostępowych bądź posiadającymi własne punkty dostępowe i/lub podłączonymi do sieci komputerowej za pośrednictwem videoserwerów (8), nadto każdy z dołowych punktów dostępowych jest wyposażony w sygnalizatory alarmowe, optyczny (9) i akustyczny (11), a także w zależności od potrzeb w wyłącznik bezpieczeństwa (10) i autonomiczne źródło podtrzymania zasilania (13), przy tym poszczególne punkty dostępowe są połączone za pośrednictwem koncentratora (7) z sobą tak, że tworzą łańcuch, w którym w przypadku uszkodzenia jednego z punktów dostępowych jego połączenia przejmuje sąsiedni punkt dostępowy, a uszkodzony punkt dostępowy do czasu usunięcia awarii jest wyłączony z łańcucha. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że łańcuch utworzony z szeregu dołowych punktów dostępowych (P 1 P n ), w którym każda stacja przejmuje sygnały od stacji ją poprzedzającej i przekazuje do stacji następnej, jest połączony ze znajdującym się na powierzchni zakładu wydobywczego komputerem przyłączonym do koncentratora systemowego (KS), który to komputer współpracuje z bazą danych (B) i ma oprogramowanie umożliwiające przyjmowanie, przetwarzanie i zapamiętanie informacji wizualnej oraz dźwiękowej, a po ich przetworzeniu umożliwiające przekaz do innych kompu-

5 PL B1 5 terów (K) i urządzeń odbierających, w tym poprzez dołowe punkty dostępowe (P 1 P n ) do urządzeń ulokowanych w podziemiach zakładu wydobywczego, przykładowo sekcji (s 1 s j ) górniczej obudowy zmechanizowanej, adresowanych czujników (C) lub adresowanych obwodów wykonawczych (W) maszyn górniczych, przy czym nadajniki (NO 1 ), (NO n-1 ) i (NO n ) dołowych punktów dostępowych (P 1 P n ) są wyposażone w moduły (SK) lokalnej i zdalnej regulacji mocy sygnału antenowego w zależności od dysponowanej mocy zasilania, poziomu zakłóceń oraz oczekiwanej prędkości transmisji, z tym, że łączność pomiędzy dołowymi punktami dostępowymi (P 1 P n ) i komputerem przyłączonym do koncentratora systemowego (KS) może odbywać się bezprzewodowo, jak też może być realizowana za pośrednictwem współpracujących z sobą modemów (M). Rysunki

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.