井下通信与人员定位自动化技术研究

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1、煤矿现代化2013年第4期总第115期井下通信及人员定位的自动化技术研究李鹤(郑州煤电股份有限公司超化煤矿机电运输科，河南新密452385)摘要本文首先阐述了现有矿井自动化技术的基本原理，特点和可达到的性能；在此基础之上，详细介绍分析了现有的自动化井下通信技术和自动化井下人员定位技术的基本理论基础，可达到的性能，特点以及发展现状；然后对它们的特点和性能分别进行对比分析。最后总结全文并指出未来研究方向。关键词井下通信；井下人员定位；自动化技术中图分类号：TD655文献标志码：A文章编号：1009—0797(2013)04—0043—04矿井自动化技术Il】可较好的完成井下所需的数其主要功

2、能是通过计算机与井下各分站之间进行实据采集等工作；实现高效安全的生产。近年来由于煤时的数据交换，数据处理，布局监控系统以及显示图矿采掘技术的迅速发展，对煤矿自动化系统的要求逐形。这样可直观的显示井下各分站的实时数据。渐增高。因此，煤矿自动化技术已成为煤矿业的一个1．1．2矿用隔爆网络交换机重要发展方向，其两个重要应用即是井下通信和人员矿用隔爆兼本安型网络交换机采用RIP或定位。目前应用于井下通信的技术主要有：井下小灵RSVP的路由协议，通过软件实现路由以及交换功通技术，WiFi技术，透地通信技术等。而人员定位技能。有较高的可靠性且功耗低。术主要有：射频定位技术，GPS定位技术，红外定位

3、技1．1．3分站术等。本文针对现有的自动化井下通信技术及自动分站嵌入TCP／IP协议，可与地面主站之间使用化人员定位技术进行比较分析；阐述矿井自动化的井该协议进行通信。其主要功能即是采集数据并对其下通信及人员定位等技术的未来发展方向。进行运算处理，之后送至显示屏。本文后续部分内容安排如下：第1节介绍矿井1．2矿井自动化系统特点自动化发展现状；第2节细述现有的自动化井下通基于现有的矿井自动化系统的组成部分，可知信技术；第3节详述现有的自动化人员定位技术；最矿井自动化系统必有其独特之处；其主要特点如下：后第4节总结全文并简介未来工作。(1)将矿井自动化系统宽带网扩展至井下，实现现有各种监控

4、系统的兼容；l矿井自动化技术(2)骨干网带宽和传输速率应满足相应要求；目前广泛应用的矿井自动化网络系统是煤矿井(3)矿井监控采用开放的TCP／IP协议，可与其下综合业务数字网(MISDN，MineIntegratedServices他自动化监测系统兼容；DigitalNetwork)。该矿井自动化技术以工业以太网技(4)具有工业电视监控图像数字化接入功能；术为基础，设计实现较好的矿井自动化系统。(5)具有IP网络电话接入功能；1．1矿井自动化系统组成(6)有较高的处理突发事件的能力，即离散点的矿井自动化系统【2_主要包括地面监控主站，矿用信息应能随时接人自动化系统。隔爆网络交换机和分站

5、。2自动化井下通信技术1．1．1地面监控主站(见图1)：囹雨躁：I应用处理一一一一一一l一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一F．[霎堕塑二]：!承⋯载传⋯输——；⋯⋯l⋯⋯⋯⋯⋯i⋯⋯⋯：豳—Lwcb~—I：!数⋯据⋯源图1地面监控主站系统框图地面监控主站与井下自动化分站系统相配套，图2自动化井下诵信系统框图·43·煤矿现代化2013年第4期总第115期由于煤矿井下与普通场景不同，所以自动化井下机经交换机为进入无线信号覆盖范围区域的每个手通信技术更加具有特殊性。图2为一种自动化井下持设备分配一个IP地址，并在管理软件中注册，将通信系统框图。目前自动化井下通信技术嘲主要有漏数据录入

6、数据库。注册之后的手机即可进行正常的泄通信技术，透地通信技术，井下小灵通技术，WiFi通话。手持机呼叫时发出无线信号，该信号在调制打技术等；以下分别介绍各种自动化井下通信技术。包后经矿用网络交换机传送至地面管理主机；经软2．1漏泄通信技术件处理后再次经矿用网络交换机送至呼叫手持机所漏泄通信技术是利用在巷道中架设一条特质覆盖区域的节点；此时，呼叫目标手持机收到信号的漏泄电缆替代基站的普通天线，电缆上每隔一段后，会通过振铃的方式提示并调制成语音给持机者，距离均有一个槽孔，通过槽孑L漏泄出的电磁场完成完成一次通话。在此期间，所有经过软件处理的数据移动台之间以及移动台和固定台之间的远距离通均会

7、存人数据库以便用于数据查询依据。信。该种通信技术信道稳定且电磁干扰较少。但是其WiFi技术组成的矿井通信系统组网方便易维维护和管理成本较高，信道利用率低，且对故障的处护，且使用公用频段有较强的扩展能力。可见WiFi理能力较差。通信技术将是自动化井下通信技术的发展趋势。2．2透地通信技术2．5各种自动化井下通信技术对比透地通信技术[Sl以大地为电磁波传播媒介，无线以上所介绍的各种井下自动化通信技术各有特电波穿透大地的无线电通信方式。较为注明的透地