摘 要：近些年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，與此同時(shí)，對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求也與日俱增，為保證下井工人的安全，井下電子通信系統(tǒng)也要隨之完善和優(yōu)化。本文通過(guò)對(duì)基于RFID技術(shù)的井下電子通信系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和分析，希望對(duì)提高井下電子通信水平，保證井下通信效果有所幫助。

關(guān)鍵詞：RFID技術(shù);電子通信系統(tǒng);井下

引言：在新時(shí)期背景下，我國(guó)對(duì)于礦產(chǎn)資源需求量在不斷增加，而礦產(chǎn)資源開(kāi)采的主要方式為井下開(kāi)采，為保證下井工人的人身安全，構(gòu)建井下電子通信系統(tǒng)勢(shì)在必行，但由于傳統(tǒng)電子通信系統(tǒng)效果較差，且存在一些問(wèn)題，因此對(duì)基于RFID技術(shù)的井下電子通信系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，具有十分重要的意義。

一、井下電子通信系統(tǒng)硬件優(yōu)化設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

井下電子通信系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)模塊組成：一是主站模塊;二是從站模塊;三是信號(hào)采集模塊。其中采集模塊具有存儲(chǔ)器和采集器。

該系統(tǒng)是在傳統(tǒng)井下電子通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì)得到的，具體優(yōu)化方向?yàn)樾畔⒐芾矸绞?，分布式是該系統(tǒng)管理信息的主要方式[1]。在井下電子通信系統(tǒng)之中，從站模塊首先會(huì)對(duì)采集器采集的信息進(jìn)行分布式管理，然后通過(guò)傳輸?shù)姆绞?，將信息送至主站進(jìn)行統(tǒng)一且集中的管理，繼而完成對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化，井下工人的人身安全將得到保證。

（二）主站模塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)

PFID技術(shù)是主站模塊優(yōu)化設(shè)計(jì)主要利用的技術(shù)，利用該技術(shù)對(duì)主站模塊進(jìn)行優(yōu)化，能快速獲取井下信息命令，并通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，將命令傳輸至從站模塊。主站模塊主要由兩部分組成：一是平臺(tái);二是控制芯片。

在應(yīng)用PFID技術(shù)優(yōu)化和設(shè)計(jì)主站過(guò)程中，首先需要選擇控制芯片的中央處理器，安全性是選擇處理器的主要標(biāo)準(zhǔn)。工作人員應(yīng)選擇四核以上的處理器，以強(qiáng)化控制芯片的性能，并且這類處理器的安全性較高，適應(yīng)能力強(qiáng)。通過(guò)PFID技術(shù)的利用，能夠?qū)μ幚砥鬟M(jìn)行鎖步操作，這樣一來(lái)，可以避免電子通信系統(tǒng)在運(yùn)行中產(chǎn)生一些問(wèn)題。

（三）通信從站模塊設(shè)計(jì)優(yōu)化

通信從站模塊主要功能是根據(jù)主站模塊的命令對(duì)井下作業(yè)進(jìn)行管理，與此同時(shí)，該模塊會(huì)驅(qū)動(dòng)采集器，采集井下作業(yè)信息[2]。井下電子通信系統(tǒng)的兩側(cè)是從站模塊主要安裝位置，方便模塊對(duì)井下作業(yè)進(jìn)行管理。從站模塊在接到主站命令后，會(huì)驅(qū)動(dòng)采集模塊進(jìn)行工作。通信主站與驅(qū)動(dòng)模塊是互相連接的，連接方式為并聯(lián)，也就是說(shuō)一個(gè)主站可以對(duì)多個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行控制，井下電子通信的安全性也因此大大提升。通信從站模塊內(nèi)還包括定時(shí)裝置，這個(gè)定時(shí)裝置具備計(jì)算和儲(chǔ)存功能，其中計(jì)算的主要對(duì)象為數(shù)據(jù)工作時(shí)間，得到計(jì)算結(jié)果后，利用儲(chǔ)存功能將其儲(chǔ)存于驅(qū)動(dòng)平臺(tái)之中。

（四）信號(hào)采集模塊

信號(hào)采集模塊由以下兩部分組成：一是采集器;二是儲(chǔ)存器。該模塊會(huì)受到驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)，在接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，采集器會(huì)自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)。采集器采集信息的主要信號(hào)為井下作業(yè)信號(hào)，并且該模塊還能對(duì)所采集的信息進(jìn)行處理，以提高井下作業(yè)的效率和安全性。

二、井下電子通信系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

基于RFID技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)井下電子通信系統(tǒng)軟件，首先需要對(duì)井下作業(yè)信號(hào)在傳輸過(guò)程中的損耗函數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，為準(zhǔn)確計(jì)算損耗數(shù)值，我們可以將信號(hào)損耗設(shè)為PL，而信號(hào)輸入功率為P1，信號(hào)平均輸出功率為P2，列出以下函數(shù)公式：PL=P2/P1;這個(gè)公式代表著信號(hào)在傳輸過(guò)程中的損耗。

信號(hào)傳輸評(píng)價(jià)損耗函數(shù)公式為：PL（d）=PL（d0）（d/d0）n，;在該函數(shù)式中，d代表信息數(shù)據(jù)錄入和輸出的時(shí)間差值;d0代表的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間差;n代表信號(hào)傳輸損耗參數(shù);而PL（d0）是指井下作業(yè)信息在錄入時(shí)的損耗值。

通過(guò)對(duì)上述兩個(gè)函數(shù)公式的計(jì)算，我們可以得到信號(hào)傳輸損耗平均值：PL（d）=Kdn，，該式中K代表校對(duì)常數(shù)。

工人在礦井下作業(yè)過(guò)程中，容易受到諸多因素的影響，在一定程度上加大了電子通信的難度，為消除這些不利影響，強(qiáng)化電子通信系統(tǒng)的效果，應(yīng)通過(guò)分析的方式，得出井下電子通信公式，并計(jì)算出外界因素對(duì)信號(hào)的影響程度。

三、基于RFID技術(shù)的井下通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

為保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的可行性和有效性，我們應(yīng)采取實(shí)驗(yàn)的方式，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)。本次實(shí)驗(yàn)對(duì)象為兩個(gè)，一個(gè)是傳統(tǒng)的井下電子通信系統(tǒng);另一個(gè)為基于RFID技術(shù)的井下電子通信系統(tǒng)，而研究對(duì)象為井下作業(yè)信號(hào)數(shù)據(jù)。由于兩種系統(tǒng)在通信管理方式上存在差異，因此，本文主要利用第三方軟件記錄和對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（一）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

為保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程的準(zhǔn)確合理性，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，工作人員需要設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)。在試驗(yàn)過(guò)程中，電子通信系統(tǒng)存在不同，會(huì)對(duì)控制方式造成影響，想要保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，就要合理設(shè)置外部環(huán)境參數(shù)，保持一致。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

（二）實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知基于RFID技術(shù)的井下電子通信系統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)電子通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，井下作業(yè)安全性提升了26%左右，與此同時(shí)，井下作業(yè)效率也大大增加，由此可知，基于RFID技術(shù)對(duì)井下電子通信系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，效果十分顯著。

結(jié)論：綜上所述，基于RFID技術(shù)對(duì)電子通信系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要是對(duì)系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)主要包括以下部分：一是主站模塊;二是通信從站模塊;三是信息采集模塊。而進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，則需要利用函數(shù)公式，對(duì)電子信號(hào)損耗進(jìn)行計(jì)算。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，結(jié)果表明優(yōu)化后的電子通信系統(tǒng)安全性遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)通信系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊民，丁學(xué)科.基于RFID技術(shù)的井下電子通信系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].電子世界，2018（22）：163+165.

[2]胡亮.基于RFID技術(shù)的井下控制系統(tǒng)在隨鉆擴(kuò)眼作業(yè)中的應(yīng)用[J].石油鉆采工藝，2018，40（05）：596-600.

作者簡(jiǎn)介：

彭亮（1996年9月17日），男，漢族，籍貫：四川巴中。