矿井数字移动通信系统研究与设计

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1、摘要矿井移动通信系统主要是为解决在矿井中人员移动信息的传输和获取问题，以实现流动人员在任何地点和任何时刻都能与他们通信对象保持及时有效的联系。作为矿区通信技术的重要组成部分，与矿区的煤炭专用通信网和矿区地面通信网一起构成了煤矿专用通信系统。目前，我国矿井通信系统技术水平低、通信效果差、可靠性低、相互信息孤立并且防灾、抗灾能力差，通信技术水平严重滞后于煤矿安全生产的现实需要。因此，研究并设计全矿井移动通信系统对于促进数字化矿山建设，满足煤矿安全生产具有十分重要的意义。本课题通过对现有矿井移动通信系统，如漏泄通信、透地通信

2、和感应通信等通信系统的分析，结合井下移动通信环境的特点，研究并设计了矿井数字移动通信系统。首先设计系统的网络结构。本系统是基于有线网络的无线传输体系，无线通信网络是在每个巷道设置三小区为一个区群的带状网，每个小区设置基站，移动台之间通过本小区的基站进行数据中转，以900MHz的电磁波为信道进行无线通信。有线通信网络结构是在每巷道中通过RS．485总线连接各基站，每条RS．485总线都能经由网关连接在井下主干光纤网上，从而实现井上井下通信链路的畅通。其次选择合适的芯片设计系统节点(基站、移动台终端)的硬件电路。系统选用T

3、I公司的16位超低功耗单片机MSP430F149芯片进行时钟和收发控制，TRF6900芯片进行射频收发，MX．COM．INC公司的CMX639芯片对语音编解码，通过对各芯片外围硬件电路设计，构架了基站和移动台的硬件电路。然后以时分多址为基础设计了空中接口协议。本协议参照开放系统互连参考模型，无线接口的信令网络分为物理层、数据链路层和网络层三层协议结构，可以实现话音速率为8kbps的时分双工数据传输。最后设计了系统软件的结构和主要子程序。本课题的研究成果对于构建高度集成的全数字化矿井移动通信系统，对全面提高我国煤炭工业现

4、代化生产的通信水平、煤矿生产效率和防灾抗灾能力具有很强的现实意义，设计方案的成功应用必将产生巨大的社会效益和经济效益。图58表14参63关键词：矿井安全；移动通信：网络结构；MSP430F149；TRF6900：空中接口；语音编解码分类号：TN929．532摘要Abs仃actMinecommunicationsystemismainlyusedtoresolvetheproblemoftransmittingandacquiringstaff'smobileinformationinmine，SOthatitcanma

5、keeverymobilepersonnelkeepintouchwiththosecommunicationtargetinanyplaceandanytime，Asamostimportantpartoftechniquesintheareaofcoredistrict，itformsthecoalminespecificcommunicationsystemwithcoalprivatenetworkandmining锄．船groundcommunicationsnetwork．Nowadays，thereexi

6、stsmanydefects，suchaslowleveltechnology，badcommunicationeffect,lowreliability，isolatedinformationandweakabilityofpreventingandresistingnatul面dlsastersinnationalminecommunicationsystem，andthetechnologicallevelofcommunicationlagsbehindthecurrentrequirementsofcoalm

7、inesafetyinproduction．Thus，itismeaningfulfordesigningandexploringakindofentireminemobilecommunicationsystemtopromotetheconstructionofdigitalmineandsatisfytheneedofminesafetyproduction．删sdissertationmainlystudiedthedigitalmobilecommunicationsystemofmineaccordingt

8、othecharacteristicsofcoalmineenvironmentthroughanalyzingpresentmobilecommunicationsystemsinunderground,suchasleakycommunication,earthcommunicationandinductivecommunic