本申请涉及矿灯技术领域，特别是涉及一种矿灯及矿下照明系统。
背景技术：
随着煤炭事业和现代科学技术的发展，井下作业高度机械化，井下噪声源也越来越多。比如，在煤矿井下的工作面，尤其是在综采、掘进工作面，机械设备功率很大，设备也多，机械噪声污染十分严重，而噪声污染不仅严重影响工人的通信质量，甚至会影响工人的身体健康。目前，工人佩戴的矿灯基本只提供照明功能，而要实现语音通信功能还需要配备防爆对讲机或者小灵通电话等设备。此外，携带的设备越多，使用越不方便，影响用户体验。
技术实现要素：
针对上述技术问题，本申请提供一种矿灯及矿下照明系统，在提供照明功能的同时还可提供高质量的语音通信功能，结构简单，并提升了用户体验。
为解决上述技术问题，本申请提供一种矿灯，包括矿灯本体，所述矿灯本体设有处理模块、codec芯片、扬声器、麦克风、第一通信模块和第一电源模块，所述处理模块与所述第一通信模块连接，所述codec芯片与所述处理模块、所述扬声器和所述麦克风相连。
可选的，所述矿灯还包括电池盒，所述电池盒设有第二通信模块、天线和第二电源模块，所述第二通信模块与所述天线和所述第一通信模块连接。
可选的，所述第一电源模块包括第一升压电源和第一稳压电源。
可选的，所述第二电源模块包括可充电电池、第二升压电源和第二稳压电源，所述第二升压电源与所述可充电电池和所述第二稳压电源相连。
可选的，所述矿灯本体还设有与所述codec芯片和所述扬声器相连的音频放大器。
可选的，所述第一通信模块包括第一短距离无线通信模块，所述第二通信模块包括第二短距离无线通信模块。
可选的，所述第一短距离无线通信模块和所述第二短距离无线通信模块包括以下模块至少一种：蓝牙模块、2.4g无线通信模块、zigbee无线通信模块。
可选的，所述第二通信模块为cat1模块，所述天线为4g天线。
可选的，所述矿灯还包括与所述处理模块或所述第二通信模块相连的调试接口。
本申请还提供一种矿下照明系统，包括通信基站和如上所述的矿灯，所述通信基站与所述矿灯通信连接。
本申请提供的矿灯及矿下照明系统，所述矿灯包括矿灯本体，所述矿灯本体设有处理模块、codec芯片、扬声器、麦克风、第一通信模块和第一电源模块，所述处理模块与所述第一通信模块连接，所述codec芯片与所述处理模块、所述扬声器和所述麦克风相连。如此，通过codec芯片对获取的语音进行数字降噪处理，提高了语音质量以获得高质量的语音通信，实现了在提供照明功能的同时还可提供高质量的语音通信功能，结构简单，并提升了用户体验。
附图说明
图1为本申请实施例提供的矿灯的架构示意图一；
图2为本申请实施例提供的矿灯的架构示意图二；
图3为本申请实施例提供的矿灯的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。
应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语"如果"可以被解释成为"在……时"或"当……时"或"响应于确定"。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或者“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或者“单元”可以混合地使用。
图1为本申请实施例提供的矿灯的架构示意图一，如图1所示，本申请实施例的矿灯包括矿灯本体，所述矿灯本体设有处理模块1、codec芯片2、扬声器3、麦克风4、第一通信模块5和第一电源模块6，所述处理模块1与所述第一通信模块5连接，所述codec芯片2与所述处理模块1、所述扬声器3和所述麦克风4相连。
其中，所述codec芯片2与所述麦克风4之间可通过麦克风接口连接，所述麦克风4采集用户输入的语音后，通过麦克风接口将所述语音向所述codec芯片2发送，以由所述codec芯片2对所述语音进行处理。所述codec芯片2可内置有用于对环境噪声进行数字降噪处理的自适应滤波算法，以在对所述麦克风4发送的语音进行数字降噪处理后，通过音频接口向处理模块1发送所述语音，以由处理模块1通过第一通信模块5向外部发送。需要说明的是，所述处理模块1与所述第一通信模块5之间可通过信号线建立通信连接，也可通过其它方式建立通信连接，例如，第一通信模块为无线通信模块时，所述处理模块1在集成有无线通信模块的情况下，可通过该无线通信模块与所述第一通信模块5建立无线通信连接。如此，通过codec芯片对获取的语音进行数字降噪处理，提高了语音质量以使用户能够获得高质量的语音通信，实现了在提供照明功能的同时还可提供高质量的语音通信功能，结构简单，并提升了用户体验。
可选的，所述第一电源模块6包括第一升压电源60和第一稳压电源61，所述第一升压电源60与所述第一稳压电源61相连。可以理解地，由于输入所述矿灯本体的电压可能过小，因此，需要利用所述第一升压电源60对输入的电压进行升压，再利用所述第一稳压电源61对升压后的电压进行稳压处理，从而向所述处理模块1等部件或模块供给稳定的电压，从而确保所述矿灯能够稳定工作。
其中，所述矿灯本体还设有与所述codec芯片2和所述扬声器3相连的音频放大器7。可以理解地，当所述codec芯片2输出的语音信号太小时，用户可能无法听见或听清楚所述扬声器3所发出的声音，因此有必要利用音频放大器7对所述codec芯片2输出的语音信号进行放大，然后再由所述扬声器3进行广播。
图2为本申请实施例提供的矿灯的架构示意图二，如图2所示，所述矿灯还包括电池盒，所述电池盒设有第二通信模块8、天线9和第二电源模块10，所述第二通信模块8与所述天线9和所述第一通信模块5连接。可以理解地，穿戴于用户头部的矿灯本体不适合携带大容量电池，而放置于腰部等位置的电池盒可方便携带大容量电池，从而可减轻用户头部的重量，又可延长矿灯的工作时长。需要说明的是，所述第二电源模块10可与所述第一电源模块6连接，以为所述第一电源模块6进行供电。此外，所述处理模块1通过所述第一通信模块5可与所述第二通信模块8之间建立无线通信连接，而不是有线通信连接即不通过带有数据通讯功能的连接线进行连接，从而可减少所述矿灯的体积和提高使用便利性以及降低成本。
可选的，所述第一通信模块5包括第一短距离无线通信模块，所述第二通信模块8包括第二短距离无线通信模块，相应的，通过第一短距离无线通信模块与第二短距离无线通信模块之间的短距离无线通信连接，所述处理模块1可通过所述天线9与外部设备进行通信。其中，所述第一短距离无线通信模块和所述第二短距离无线通信模块包括以下模块至少一种：蓝牙模块、2.4g无线通信模块、zigbee无线通信模块。如此，通过短距离无线通信连接能够实现稳定可靠的通讯，进一步提高了语音通信的质量。
其中，所述第二电源模块10包括可充电电池101、第二升压电源102和第二稳压电源103，所述第二升压电源102与所述可充电电池101和所述第二稳压电源103相连。可以理解地，由于所述可充电电池101的输出电压可能过小，因此，需要利用所述第二升压电源102对所述可充电电池101的输出电压进行升压，再利用所述第二稳压电源103对升压后的电压进行稳压处理，从而为所述第二通信模块8等部件或模块供给稳定的电压，确保所述矿灯能够稳定工作。
可选的，所述第二通信模块8为cat1模块，所述天线9为4g天线。其中，cat1模块可以用于2g、4g通信和基站定位，4g天线可以用于增强cat1模块的数据发送功率和接收灵敏度。同时，在所述第二通信模块8为cat1模块时，所述第一通信模块5可为蓝牙模块。
可选的，所述矿灯还包括与所述处理模块1或所述第二通信模块8相连的调试接口(图中未示)。这里，通过所述调试接口，可根据需要便于对所述处理模块1或所述第二通信模块8进行调试。
本实施例中的矿灯的工作原理如下：麦克风4采集到声音后，通过麦克风接口传输给codec芯片2；codec芯片2对声音进行降噪处理，并通过音频接口将生成的音频信息传输给处理模块1；第二通信模块8对处理模块1通过第一通信模块5传输的音频信息解析后，通过天线9发送至通信基站。而通信基站在接收到音频信息后，根据要求通过天线9将音频信息传输给第二通信模块8，第二通信模块8在对音频信息解析后，通过第一通信模块5将音频信息传输给处理模块1；处理模块1通过音频接口将音频信息传输给codec芯片2，以由codec芯片2在对音频信息进行降噪处理后传输给音频放大器7，进而由扬声器3输出声音。
下面通过具体示例对所述矿灯进行举例说明，图3为本申请实施例提供的矿灯的结构示意图，如图3所示，所述矿灯包括头灯板和电池盒底板两部分，其中，头灯板包括带蓝牙模块的单片机(mcu)、codec芯片(音频编码译码器)、扬声器、麦克风和电源系统，电池盒底板包括cat1模块、4g天线和电源系统，且电源系统包括电池、声压电源和稳压电源。所述矿灯的工作原理如下：头灯板的麦克风采集到声音后，通过codec芯片进行降噪处理，降噪处理后的音频信息通过音频接口传给mcu，mcu将音频信息通过蓝牙传输到电池盒底板，电池盒底板上的cat1模块将音频信息解析，并通过4g天线传输到井下4g基站。4g基站收到音频信号后，根据要求将音频信息传输给指定的电池盒底板的cat1模块，电池盒底板上的cat1模块将音频信息解析后，通过蓝牙将音频信息传输给头灯板的mcu，mcu将音频信息通过音频接口传送给codec芯片，codec芯片再次进行降噪处理，将音频信号传送给音频放大器，最终由扬声器输出声音。
需要说明的是，codec芯片中嵌入有lms自适应滤波算法。通过对矿井噪声源和语音的特性进行分析，根据矿井工作面的真实噪声场景，模拟了噪声的环境，包括单噪声源的反射混响噪声和多噪声源等情况。利用在矿井下面录制的噪声，包括采煤机、水泵、有轨电车、传送皮带等机械噪声，对lms自适应滤波算法进行了相应的改进和分析,利用滤波器权向量的特点，快速、准确的估计出声源与通话者实时的距离，然后根据距离变化实时更新滤波器的阶数，提高滤波器的处理效果，以达到了降噪的目的。
本实施例提供的矿灯在实现照明功能同时，又可以进行语音通话。并且，能够根据矿工在井下不同的工作面的情况，通过数字ai降噪算法，滤除环境噪声，得到一个比较完美的干净的声音。
此外，本申请实施例还提供了一种矿下照明系统，包括通信基站和如上所述的矿灯，所述通信基站与所述矿灯通信连接。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
1.一种矿灯，其特征在于，包括矿灯本体，所述矿灯本体设有处理模块、codec芯片、扬声器、麦克风、第一通信模块和第一电源模块，所述处理模块与所述第一通信模块连接，所述codec芯片与所述处理模块、所述扬声器和所述麦克风相连。
2.根据权利要求1所述的矿灯，其特征在于，所述矿灯还包括电池盒，所述电池盒设有第二通信模块、天线和第二电源模块，所述第二通信模块与所述天线和所述第一通信模块连接。
3.根据权利要求1所述的矿灯，其特征在于，所述第一电源模块包括第一升压电源和第一稳压电源，所述第一升压电源与所述第一稳压电源相连。
4.根据权利要求2所述的矿灯，其特征在于，所述第二电源模块包括可充电电池、第二升压电源和第二稳压电源，所述第二升压电源与所述可充电电池和所述第二稳压电源相连。
5.根据权利要求1所述的矿灯，其特征在于，所述矿灯本体还设有与所述codec芯片和所述扬声器相连的音频放大器。
6.根据权利要求2所述的矿灯，其特征在于，所述第一通信模块包括第一短距离无线通信模块，所述第二通信模块包括第二短距离无线通信模块。
7.根据权利要求6所述的矿灯，其特征在于，所述第一短距离无线通信模块和所述第二短距离无线通信模块包括以下模块至少一种：蓝牙模块、2.4g无线通信模块、zigbee无线通信模块。
8.根据权利要求2所述的矿灯，其特征在于，所述第二通信模块为cat1模块，所述天线为4g天线。
9.根据权利要求2所述的矿灯，其特征在于，所述矿灯还包括与所述处理模块或所述第二通信模块相连的调试接口。
10.一种矿下照明系统，其特征在于，包括通信基站和如权利要求1至9任一项所述的矿灯，所述通信基站与所述矿灯通信连接。
技术总结