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        基于WIFI技術(shù)的礦用機(jī)車無(wú)線通信系統(tǒng)的應(yīng)用探析

        2014-04-29 00:00:00黃海
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年2期

        摘 要:眾所周知,我國(guó)有著十分豐富的煤炭資源,煤礦數(shù)量有很多;在煤礦調(diào)度過(guò)程中,十分重要的一個(gè)問(wèn)題就是煤礦機(jī)車的通訊和管理。通過(guò)實(shí)踐研究表明,采用傳統(tǒng)的通信系統(tǒng),存在著諸多的問(wèn)題,比如井下布線比較復(fù)雜,安裝難度較大等等;針對(duì)這種情況,文章提出了基于WIFI技術(shù)的礦用機(jī)車無(wú)線通信系統(tǒng),希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

        關(guān)鍵詞:WIFI技術(shù);無(wú)線通信系統(tǒng);礦用機(jī)車

        1 前言

        通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),目前國(guó)內(nèi)煤礦使用了多種多樣類型的礦用機(jī)車,比如電瓶車、內(nèi)燃機(jī)車等。因?yàn)槊旱V井下有著十分復(fù)雜的地質(zhì)情況,礦用機(jī)車就有著特別大的作用,不管是井下工人,還是設(shè)備材料的運(yùn)輸,都是由礦用機(jī)車來(lái)完成的;那么與目標(biāo)車輛之間的通訊時(shí)間,就成為了一個(gè)重要問(wèn)題。目前,大部分煤礦采用的是傳統(tǒng)的有線電話通訊網(wǎng)絡(luò),這種通訊系統(tǒng)存在著很多的缺點(diǎn),比如在井下需要比較復(fù)雜的布線,安裝難度較大等,這樣就限制了井下有線話機(jī)的數(shù)量;往往需要經(jīng)過(guò)數(shù)十分鐘的延遲之后,機(jī)車司機(jī)才可以接收到重要信息,這樣煤礦調(diào)度機(jī)車的時(shí)長(zhǎng)也得到了增加,對(duì)工作效率產(chǎn)生很大的影響,緊急救援時(shí)間得到了延長(zhǎng),還會(huì)對(duì)煤礦形象產(chǎn)生破壞作用,不利于煤礦的安全生產(chǎn),威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全和國(guó)家的和諧發(fā)展。

        那么如今煤礦生產(chǎn)中,非常重要的一個(gè)問(wèn)題就是如何保證機(jī)車通信的實(shí)時(shí)性,縮短與目標(biāo)機(jī)車通訊的時(shí)間,提高工作效率,縮短救援時(shí)間。目前采用的是直接通訊和中繼轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)煤礦井下安全監(jiān)控和生產(chǎn)調(diào)度對(duì)井下機(jī)車的管理,前者是利用載波電話等來(lái)將機(jī)車狀態(tài)信息實(shí)時(shí)上報(bào),但是它只有很差的音質(zhì)和音量,無(wú)法有效的抗干擾。后者是將機(jī)車首先利用紅外通訊向中繼站點(diǎn)傳輸,然后其他的中繼站點(diǎn)將得到的訊息傳送上報(bào)。這種方式也存在著很明顯的缺點(diǎn),那么就是延時(shí)會(huì)增加。隨著時(shí)代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,中國(guó)煤炭行業(yè)必然會(huì)朝著自動(dòng)化和信息化管理的現(xiàn)代化礦井發(fā)展。那么,就需要大力研究礦井機(jī)車無(wú)線通信技術(shù),如果煤礦中出現(xiàn)了各類問(wèn)題,相關(guān)的反應(yīng)和部署都可以在第一時(shí)間做出,將礦井機(jī)車的作用給充分的發(fā)揮出來(lái)。

        2 系統(tǒng)介紹

        系統(tǒng)構(gòu)成:該系統(tǒng)包括了很多個(gè)組成部分,比如地面監(jiān)測(cè)服務(wù)器、中繼網(wǎng)關(guān)、用戶網(wǎng)關(guān)等,還有WIFI無(wú)線基站、車載式移動(dòng)電話等都是它的組成部分。某煤礦將以太環(huán)網(wǎng)和礦井無(wú)線通信系統(tǒng)作為了已有礦用工業(yè)的傳輸通道,通過(guò)以太網(wǎng)線,可以直接連接所有的WIFI無(wú)線基站和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī),同時(shí),將車載式移動(dòng)電話安裝在礦用無(wú)軌腳輪車上,與基站之間的語(yǔ)音通信也是利用WIFI無(wú)線信號(hào)來(lái)連接的。

        系統(tǒng)的工作原理:本系統(tǒng)的工作原理是利用礦井寬帶以太網(wǎng)平臺(tái)來(lái)連接通訊服務(wù)器、礦用無(wú)線通信基站、礦用手機(jī)等,通過(guò)WIFI無(wú)線信號(hào)、網(wǎng)線和光纖等來(lái)傳輸所有的數(shù)據(jù)。服務(wù)器將IP地址分配給工作區(qū)域內(nèi)的每一臺(tái)機(jī)車,然后注冊(cè)于管理軟件中。在管理軟件中注冊(cè)車載電話,可以直接通話于礦井無(wú)線通信收集、調(diào)度電話座機(jī)等,并且本輛機(jī)車在井下的實(shí)時(shí)位置也可以利用與該輛機(jī)車上的車載電話通信的基站來(lái)有效確定。車載電話發(fā)出的無(wú)線信號(hào),被基站所接收,然后將這些無(wú)線信號(hào)調(diào)制和打包,之后向地面管理主機(jī)傳送,利用的是礦用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),管理軟件對(duì)其做必要的處理,然后利用礦用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)來(lái)向被呼叫手機(jī)所在區(qū)域的基站進(jìn)行傳送,信號(hào)被呼叫的目標(biāo)所接收到之后,除了必要的振鈴提示之外,還需要通過(guò)調(diào)制將其以語(yǔ)音的形式向持機(jī)者發(fā)送,完成一次通話。在這個(gè)過(guò)程中,經(jīng)過(guò)管理軟件處理的所有數(shù)據(jù)都會(huì)在數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存。外線通話指的是連接在用戶網(wǎng)關(guān)上的電話用戶需要與PSTN電話系統(tǒng)的用戶通話。在這一類通話中,電話功能由中繼網(wǎng)關(guān)電路來(lái)模擬,將遠(yuǎn)程環(huán)路會(huì)接功能提供出來(lái),并且對(duì)來(lái)話振鈴進(jìn)行檢測(cè)。用戶網(wǎng)關(guān)上的電話撥號(hào)后,電話機(jī)的模擬信號(hào)會(huì)被用戶網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)化為IP數(shù)據(jù)包,向以太環(huán)網(wǎng)平臺(tái)上傳送,這些信號(hào)被中繼網(wǎng)關(guān)接收到之后,可以對(duì)電話自動(dòng)接聽(tīng),連接到PSTN程控交換機(jī),將二次撥號(hào)音提供給主叫電話。

        主要設(shè)備介紹:地面監(jiān)測(cè)服務(wù)器,它的作用主要是處理調(diào)度和管理WIFI無(wú)線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù),和煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中心站的功能類似??梢栽诤芏嗟牟僮飨到y(tǒng)上運(yùn)行這個(gè)系統(tǒng)軟件程序,比如窗口2008、窗口XP等等,本文使用的方案設(shè)計(jì)是在LINUX操作系統(tǒng)上運(yùn)行的,這樣系統(tǒng)的可靠性、安全性以及經(jīng)濟(jì)性可以得到有效保證。這個(gè)軟件的主要功能包括很多方面,比如號(hào)碼注冊(cè)管理功能、會(huì)話狀態(tài)、顯示功能、錄音功能以及參數(shù)設(shè)置功能等等。礦用無(wú)線通信基站,將WIFI技術(shù)應(yīng)用到礦用無(wú)線通信基站中,有線無(wú)線轉(zhuǎn)換、并具交換、持續(xù)、控制、管理功能都可以得到實(shí)現(xiàn),可以將語(yǔ)音、數(shù)據(jù)以及圖像多媒體信息接入進(jìn)去,支持的功能有很多,比如人員定位、對(duì)講功能、一鍵呼叫功能等,可以在800米左右的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)覆蓋,預(yù)留端口,這樣就可以對(duì)功能進(jìn)行擴(kuò)展,通過(guò)阻燃網(wǎng)線來(lái)連接各個(gè)基站,以太網(wǎng)有效通信距離較長(zhǎng),一般在1千米左右。礦用車載式移動(dòng)電話,礦用機(jī)車無(wú)線通信系統(tǒng)的語(yǔ)音終端就是礦用車載式移動(dòng)電話,要想與車載電話進(jìn)行語(yǔ)音通信,可以通過(guò)基站提供的覆蓋信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)要想聯(lián)通PSTN網(wǎng)絡(luò),只需要對(duì)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備進(jìn)行增加即可。本軟件的接入工具是IP,管理采用的是WEB方式,這樣用戶管理和維護(hù)的難度就會(huì)得到降低;可以利用用戶自定義規(guī)則來(lái)編制車載電話號(hào)碼。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的具體情況,來(lái)對(duì)多種語(yǔ)音編碼方式進(jìn)行自動(dòng)選擇,比如G711等;可以對(duì)機(jī)車定位,還具有聲光報(bào)警功能。語(yǔ)音網(wǎng)關(guān),通過(guò)語(yǔ)音網(wǎng)關(guān),可以有效無(wú)縫連接無(wú)線通信系統(tǒng)與PSTN有線電話系統(tǒng),結(jié)合用戶有線電話系統(tǒng)交換機(jī)類型來(lái)對(duì)語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)或者數(shù)字中繼網(wǎng)關(guān)來(lái)模擬,直接接PSTN環(huán)路中繼積聚可以對(duì)語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)進(jìn)行模擬,通話可以支持4路用戶通過(guò)。

        系統(tǒng)功能:具體來(lái)講,礦用機(jī)車無(wú)線通信系統(tǒng)的功能主要包括這些方面,一是煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)恼Z(yǔ)音指揮調(diào)度可以得到滿足,并且額可以定位井下機(jī)車;二是井下機(jī)車在基站間高速移動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換;三是井下供電可以利用各個(gè)型號(hào)機(jī)車的寬電源來(lái)進(jìn)行;四是可以無(wú)縫連接六大系統(tǒng)中的井下無(wú)線通信系統(tǒng),可以系統(tǒng)化管理煤礦井下手機(jī)和車載電話系統(tǒng)等。五是利用管理軟件來(lái)與礦井機(jī)車司機(jī)進(jìn)行通訊,可以直觀便捷進(jìn)行,并且一對(duì)一或者一對(duì)多都可以實(shí)現(xiàn),有著十分友好和美觀的界面。系統(tǒng)有標(biāo)準(zhǔn)接口預(yù)留,那么就可以聯(lián)網(wǎng)行政電話系統(tǒng)。有標(biāo)準(zhǔn)接口預(yù)留,這樣位置、視頻以及其他的多媒體信息等都可以利用已有的系統(tǒng)平臺(tái)來(lái)傳輸。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        通過(guò)分析得知,在煤礦中應(yīng)用基于WIFI技術(shù)的礦用機(jī)車無(wú)線通信系統(tǒng),具有一系列的優(yōu)點(diǎn),比如可以有效縮短通訊時(shí)間,縮短救援時(shí)間,提高工作效率,保證礦井生產(chǎn)的安全等等。文章簡(jiǎn)要分析了基于WIFI技術(shù)的礦用機(jī)車無(wú)線通信系統(tǒng)的應(yīng)用,希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

        參考文獻(xiàn)

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