煤矿WI—FI无线通信技术研究及应用.pdf

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1、NewA新p应pli用cation煤矿WI—FI无线通信技术研究及应用口唐微中煤集团大屯公司徐庄煤矿【摘要】本文研究是以徐庄煤矿通信需求为背景，为井下设计建设一套无线调度通信系统。针对当前徐庄煤矿-r,l~信息化的建设情况，对WI—FI无线技术及组网IP技术进行了研究分析，采用将WI—FI无线技术与光纤环网技术有效结合的方式，提出了基于WI—FI技术的井下无线调度通信系统的实现方案，并对方案进行具体的应用分析、设计和研究。【关键词】wI—FI无线通信煤矿工业环网一、绪论PHS(小灵通)通信系统与3G(大灵通)通信系统存在着基站由于煤矿生产环境的特殊性，井下作业对生产管理有

2、非控制器和基站非本质安全型防爆、系统不具备冗余功能、抗常高的实时性要求，作为生产管理人员、电机车司机、绞车灾变能力差、井下基站至地面最大通信距离不满足井下通信司机、瓦检员、皮带维护工等流动人员应能够与生产调度室10公里的要求等问题，通信终端存在功能单一、信道容量小及时取得联系，将生产一线的各种情况上报，实现统一指挥的缺陷。考虑到矿井下的特殊性和经济性，还是选用Wi—Fi统一调度。煤矿事故的发生是不确定性的，事故发生后必须更适合井下局域网的环境。依据当时情况，采取果断的措施进行处理，对井下人员进行三、系统设计要求紧急抢救，但对井下人员的监控由于受各种条件的限制还很煤矿井下是

3、一个特殊的工作环境，有潮湿、易燃、易爆不完善，对于井下人员的情况不能及时反映，导致事故发生和腐蚀性气体，无线传输衰耗大(例如，在地面通信距离可时不能及时、准确的得到井下人员的信息，无法做出正确的达数几千米的对讲机，在井下通信距离仅有百米)等特点。决策，以致会造成抢险不及时，有可能贻误对生命的抢救。对于煤矿矿井这一特殊环境，徐庄煤矿井下无线通信系统不目前井下的有线通信远远不能适应井下大量流动作业人员及同于一般的地面无线通信系统，它应有以下特殊的要求：其管理上的需要，因此研究应用一套完善、可靠的井下无线(1)无线通信的传输技术应适应煤矿井下的工作环境，设通信系统对于煤矿提高效

4、率和实现安全生产至关重要。备还应有防尘、防水、防潮、防腐、耐机械冲击等防护性能。二、国内外研究现状(2)无线通信设备应具有较强的抗干扰能力，应采用安全由于煤矿井下的特殊性，制约了井下无线通信系统的发性能好的本质安全型。展，我国井下无线通信系统一直主要靠引进吸收国外的相关(4)无线通信系统的体积不能很大，通信设备发射功率符技术，但随着近年来地面无线技术的快速发展，新型的无线合国标。技术越来越多的服务于煤矿井下。目前可用于煤矿井下的无(6)无线通信设备的电源电压波动适应能力强，备用电源线系统主要有：漏泄通信技术、透地通信技术、井下小灵通应维持不小于2小时的正常工作。技术、WI

5、—FI技术。(7)无线通信系统应有较强的抗故障能力。2．1WI—FI技术(8)系统应具有较大的信道容量。能满足矿井生产调度的WI—FI(WirelessFidelity)。是一种无线局域网数据需要，且可以与煤矿行政、调度通信系统联网，形成一个统传输的技术与规格，也就是IEEE定义的无线通信标准一的、资源共享的通信平台。IEEES02．11。无线局域网是有线局域网的扩展和替换，是在四、工作原理有线局域网的基础上通过无线HUB、无线访问节点(AP)、无徐庄煤矿所设计的矿井无线通信系统应由地面监控系线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现。WI—FI属于统、井下分站和移动通信终

6、端组成。地面监控系统负责整个短距离无线技术，覆盖范围可达几百米，使用的是2．4GHz系统的管理与控制，通过地面监控系统可以对井下人员以及附近的频段。其整个系统以WI—FI无线网络和TCP／IP相应设备进行实时的监控。地面监控系统任务可由服务器并协议为基本架构，以矿井工业以太环网为整个系统的主干传配有相应数据库管理软件完成。井下分站为整个系统的关键输平台，形成有线主干与无线终端相结合的方式，覆盖矿井部分并负责多项功能。部分或全部巷道及地面相关区域，最终实现煤矿宽带无线通系统工作原理：位于地面的管理主机通过交换机为进入讯。到无线信号覆盖区域的每一台手持机分配一个IP地址，并2

7、．2Wi-Fi与相关技术匕较自动为其在管理软件中注册，将数据存人数据库。注册后的漏泄通信系统存在着抗灾变能力差、大量的串联中继设手持机即可正常通话。呼叫时节点收到手持机发出的无线信备导致可靠性差、系统不具备冗余功能等问题，通信终端存号，并将其调制打包后通过矿用网络交换机送到地面管理主在功能单一、信道容量小的缺陷。感应通信系统存在着体积机，经软件处理后又经矿用网络交换机送到覆盖被呼叫手持大、重量重、信道容量小、通信距离短等问题。透地通信系机所在区域的节点，呼叫目标手持机接收信号后经过振铃提统存在着设备体积大、重量重、信道容量小、