煤矿井下通讯技术与系统设计
煤矿井下通信一体化系统设计
1网络通信技术Network Communication Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering随着我国煤矿企业的发展，煤炭开采强度也在不断加大。
因此，煤炭生产安全问题日益凸显，成为一个更加令人担忧的问题。
当下，许多煤矿在实际的日常经营管理过程中存在许多突出的问题。
如井下应急信息救援通信手段不完善、落后，系统设计技术的落后和应急设备资源配置的不完善等，直接导致了煤炭开采重大事故的发生。
在发生危急情况时，地下通信不畅，它将严重影响应急管理工作的顺利开展，危及许多矿工的人身安全和财产安全，不利于社会的健康发展煤炭开采。
近年来，我国无线电通信技术也发展迅速，一系列无线电通信技术在我国现场开发中得到了多种应用，并取得了巨大成功完成。
在根据地下矿山信息通信应用场景的实际应用情况，结合实际应用需求作出贡献；井下应急信息通信选择无线网络通信作为技术突破口看。
广泛的无线网络通信技术被引入地下，在无线通信网络的基础上，开发煤矿应急通信系统。
1 井下通信技术1.1 井下通信技术现状煤矿井下通信，是一项非常重要的技术，不仅关乎着煤矿企业的发展，还会危及到矿工的人身以及财产安全。
井下通信技术可以作为矿井应急中心与井下的重要救援力量、应急服务运行中心之间的一条临时应急通信线路，在矿难突然发生时发挥作用，避免二次停电，防止造成更大的经济损失和人身损害。
事故发生后井下供能系统将自动为矿井停止供电，直接导致井下应急通信控制系统不能全面实施井下救援作业。
1.2 数字一体化系统的组成及特点（1）系统采用现代光纤网络无线传输将井下新井井层通信管理系统直接融入井下主井通信系统，合成网络建立井下井层通信系统一体化管理系统，实现统一通信管理、调度和统一维护。
（2）本监控系统主要具有以下主要特点：①n+1备份；②有线网络调度控制系统；③无线调度控制系统；④支持移动设备应用；⑤应急事件处理控制系统。
基于电力线载波通信技术的煤矿安全监测系统的设计
信技术 ， 提出了一种可 以综 合 监测 有毒气 体 、 门开 关等 多种 安全 因 素 的监测 系 统。 风 给 出了系统 的硬件 和软 件设计 。对硬 件设计 中智 能节 点重点 进行 了描 述。以 瓦斯 浓
度 监 测 为 例 ， 出 了模 拟 量 智 能 节 点 的设 计 ； 风 门 开关 监 测 为 例 ， 出 了 开 关 量 节 点 给 以 给 的设 计 。采 用 集 成 开 发 环 境 平 台 Ｐ ＋ ６ ３ Ｍ Ｖ ．０进行 软 件 开 发 。利 用 电 力 线 载 波 芯 片 ， 实 现 远 距 离 数 据 传 输 。试 运 行 结 果 表 明 ， 统 能 实 时 、 确 地 监 测 煤 矿 井 下 安 全 状 况 ， 系 准 提
无 线 网络 的煤 矿 安 全 监 测 系 统 的 设 计 ， 献 ［ ］ 文 ９
给 出 了基 于 Ｃ Ｎ 总线 的煤 矿 安 全 监 测 系统 的设 Ａ
计 。现有 的煤矿安 全监 测 系统都 有一 个共 同 的特
点， 就是 需要 重新 投 入 较 大 的成 本 来 建 设 这些 监 测 系统 ， 加上 井下 环境 条件非 常 恶劣 ， 建设 和维 护 监 测系统 时需 花 费大量 的人 力 、 力和 财力 ， 物 而这 些 监测 系统有 些 只能 监测 其 中一 些 安 全 因素 ， 如
ａ ｈ ｅ ｅ ｙ ｕｓｎ ｏ ｒ ｌ ａｒｅ ｈ ｐ ． Ｔｈ ｅ ｔｒ ｓ ｌｓ ｓ ｗ ｈｉ ｙ ｔ ｍ ａ ｎ ｐ ｅ ｉｅｙ ａ ｆ ｃｅ ｔｙ ａ ｃ ｉ ｖ ｄ ｂ ｉ ｇ ｐ ｗｅ —ｉ ｃ ｒｉｒｃ ｉ ｓ ｎｅ ｅ ｔ ｓ ｅ ｕ ｔ ｈｏ ｔ ｓ ｓ ｓｅ ｃ ｎ ｒ ｒ ｃ ｓ ｌ ｎｄ ｅ ｉ ｎｌ ｔａ ｕ ｉ ｌｗ ｏ ｔ ｏ ｃ ｓ． Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ：ｐｏ ｗｅｒｌｎｅ ｃ ｍ ｍ ｕｎ ｃ ｔｏ ｔ ｃ －ｉ ｏ ｉ ａ ｉ ｎ ｅ ｈｎｏ ｏ ｙ；ｃ ａｌｓ ｆ ｔ ｏ ｔ ｉ ｌｇ ｏ ａ ｅ ｙ ｍ ｎｉｏｒｎｇ；ｓ ａｒ ｄｅ；ｌ ｎｇ ｄｉｔ ｍ ｔｎｏ ｏ ｓａｎｃ ｅ
Kt15矿用无线通信系统
WiFi无线通信系统实现目标 无线通信系统实现目标
3． 提供各类有线、无线接口，可以接入人员定位系 统、基于网络的人员与设备管理系统、安全生产监控 系统等一系列的增值服务。 4. 提供无线接口，可以接入矿用无线摄像机，使得井 下视频监控点具备更强的移动性，同时，可以实现我 公司矿用井下救援系统移动视频的接入。
•
由于终端接入鉴权过程时间较长， 由于终端接入鉴权过程时间较长， 因此胖AP下终端在漫游过程中容易 因此胖 下终端在漫游过程中容易 产生掉话， 产生掉话，而KT15瘦AP模式支持 瘦 模式支持 802.11r，漫游切换时间小于 ，漫游切换时间小于50ms
系统架构-井上设备
• • • 井上设备由网管台服务器、无线控制器(AC)、 语音交换 机（IPPBX/SipServer）、调度台、光纤交换机，室外 基站（AP）等组成。 1、网管台服务器 、 主机服务器，能够实现系统网管软件的配置与管理、所 有井下基站的统一维护。同时还能够有效地将音频、视 频和数据业务综合起来，能为用户提供完善的多媒体(音 频/视频/数据)业务解决方案。 2、无线控制器（AC） 、无线控制器（ ） 无线控制器能够提供多基站、多网络管理处理功能。强 大的处理能力能够支持多个无线网络的无缝漫游，并提 供安全的、易管理的网络。无线控制器可插拔式光模块 安装方式，能够方便的接驳各种类型的光纤网络。同时， AC提供双机热备方式，保证系统运行的安全稳定。 3、语音交换机（IPPBX/SIPServer） 、语音交换机（ ） 语音交换机是完全将语音通信集成到数据网络中，从而 将分布在各个区域员工的语音和数据集成在一个网络进 行通信，并能够使传统的调度电话系统融入到此新网络， 实现生产调度及人员管理。一体化的IP调度机功能，具 备多级调度、集群对讲功能等丰富的业务。 5 、光纤交换机 将井下光纤网络设备以及AC，网络语音交换机，调度台， 网管台服务器接入到统一网络中实现数据传输。 6 、井上基站（AP） 井上基站（ ） 满足语音通讯的同时还能够为井上管理办公提供无线上 网、中短途数据传输等应用提供服务。
分析井下巷道电话无线电通讯的距离
分析井下巷道电话无线电通讯的距离1. 引言1.1 研究背景现代矿山中，通信技术的发展对于提高生产效率和安全管理起着至关重要的作用。
井下巷道是矿山生产中重要的工作区域，但由于巷道狭窄、空间复杂等特点，传统有线通信并不能满足巷道通信的需求。
无线电话通信技术成为井下巷道通信的主要选择。
在井下巷道无线电话通信中，通信距离一直是一个影响通信效果的关键因素。
由于巷道中存在的岩石、水、粉尘等物质对电磁波的传播产生阻碍，导致通信距离限制。
对于井下巷道电话无线电通讯的距离进行深入的研究和分析具有重要意义。
通过对井下巷道电话无线电通讯的距离进行研究，可以为提高通信质量、保障矿工安全提供技术支持。
针对不同的矿山环境和通信需求，探索有效的通信距离增强方法，进一步完善巷道通信网络，提升矿山生产效率和安全管理水平。
【研究背景】中的这些问题将在接下来的研究中得到深入探讨和解决。
1.2 研究目的本文旨在深入研究井下巷道电话无线电通讯的距离问题，通过对现有通讯技术的分析和影响通讯距离因素的探讨，探讨如何提高通讯距离并设计实验进行验证，最终探讨该技术在实际应用中的场景。
研究目的旨在解决井下巷道通讯距离有限的问题，为提高井下工作人员的安全性和工作效率提供技术支持，同时也为井下通讯技术的发展提供新的思路和方法。
通过本研究，将为井下巷道通讯技术的进步和应用提供重要参考，促进相关领域的发展，推动工业生产的进步和安全生产的保障。
1.3 研究意义分析井下巷道电话无线电通讯的距离对于现代矿井工作安全和效率具有重要意义。
随着矿井深度的增加和井下作业区域的扩大，传统有线通讯方式已经无法满足需求。
研究井下巷道电话无线电通讯的距离具有重要意义。
井下通讯距离的研究可以帮助优化井下通讯系统，提高通讯服务质量，保障矿工在井下的安全。
通过深入了解通讯距离的影响因素和提高方法，可以有效解决井下通讯中出现的信号衰减、干扰等问题，提高通讯的稳定性和可靠性。
研究井下通讯距离可以促进矿井数字化转型，提高整个矿井工作的智能化水平。
基于HART总线技术的煤矿通信系统设计
０ 引
言
芯 片功耗 低 。微 控制 器 采 用 飞 利 浦公 司 的低 功 耗 微控 制 器 Ｌ Ｃ １ ４ 该微 控制 器具有 功耗低 和多种 掉 电运行模 式 Ｐ ２０ ， 等特点 ， 在功 能 ， 并且 运算 速度 、 集成 度 等方 面具 有传 统单 片机不 可 比拟 的优 势Ⅲ 。
关键词 ：ＨＡ Ｔ协议 ； Ｒ 频移键控 ；Ｌ Ｃ １４ 数据远程通信 Ｐ ２０ ； 中图分类号 ：Ｔ ２ Ｐ３ 文献标识码 ：Ａ
Ｃｏ ｌｅ ｙ ｃ ｍ ｍ ｕ ｃ ｔｏ ｙ ｔｍ ｅ ｉ ｎ ｂ ｓ ｄ Ｏｌ ｌｉｒ ｏ ｎｉａ ｉｎｓｓ ｓｅ ｄ ｓｇ ａ ｅ ｉ
ＨＡ ＲＴ－ ＢＵＳ ｔ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｅ ｈ ｌ ｇ
ｍ ｎｓ ｉ ｉ ｏ ｒｖｎ ｅ ｉ ｈ ｊｒ ｙ ｃｏ ｄｎ ｏ ｔ ｅＳ ａｅ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ Ｓ ｆｔ ｄ ｓｒ ｔｎ ａｄ ，ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｉ ｅ Ｇｕ ｈ ｕ ｐ ｏ ｉｃ ｔ ｅｍａｏ ｉ ，ａ ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｈ ｔｔ ｒ ｄ ｃｉ ａｅｙ ｉ ｕ ｔ ｓａ ｄ ｒ ｓ ｈ ｓ ａ ｅ ｎ ｚ ｎ ｔ ｏ ｎ ｙ
ＨＡ ＲＴ总线 是 由美 国 Ｒｏｅ ｕ ｔ 司在 １ ８ ｓｍｏ ｎ 公 ９ ６年推 出
的一 种通信 协议 ［］ Ｈ Ｔ现 场 通 信协 议 是 工 业 界广 泛 １， Ａ Ｒ 认可 的标 准 ， 要是 在 模 拟量 信 号 上叠 加 了调频 信 号 ， 主 实
现数据通信 的二线制传输， 并且可以实现线上取 电， 以 所 该技 术在 自动 化 仪 表 方 面应 用 非 常 广泛 。采 用 电流 环 技
煤矿井下应急救援无线通信设计
煤矿井下应急救援无线通信设计一、WiFi技术下的煤矿井下应急救援无线通信系统设计所谓WiFi，其实就是一种现代化短距离无线网络传输技术，可以在一定范围内接入互联网的无线电信号，也属于一种无线相容认证。
WiFi其实是由WECA（无线以太网相容联盟）宣传的业界术语。
在迅猛发展的无线通信技术中，尤其是相继出现的IEEE802,11g，IEEE802.11A等标准，WiFi逐渐成为IEEE802.11标准系统称谓。
其应急救援无线通信系统的主要组成部分，也就是其无线通信信道，通过计算机上的WIFI链路中心节点FFD1，就可以把救援人员的控制命令进行发送，直接发送到小车上的RFD采集终端。
借助于WIFI技术的自组网功能，其新投放的节点会在其2个节点通信距离大于通信范围之后，直接在WIFI网络中加入，并成为其中间路由节点，通常对其通信链路产生延伸作用，对其正常运行提供有效保证。
之后会继续将一些其他节点进行投放，在对其链路进行建立过程中，其救援前端的各种参数也会通过采集终端进行传送，救援中心就可以依照这些参数，对其具体的救援工作进行合理的安排。
(一)煤矿急救通信结构在煤矿井下发生灾害的时候，就需要立即将井下电力供应全部切断，其灾害现场环境具有一定的复杂性，所以，就结构而言，救援通信系统的构建主要包括井下指挥中心、无线救援通信系统以及地面指挥中心3部分。
具体救援系统结构见图1，个人终端、井下指挥中心与中继台共同组成煤矿井下无线救援通信系统。
就无线网络通信技术而言，煤矿急救通信结构属于无线与有线通信共同结合的紧急救援系统。
因为煤矿井下有着非常特殊的巷道结构，在具有局限性空间中进行无线信号的传输，所传输的距离接近地面。
所以在进行个人终端设计时，通过功放模块的增加来加大无线网络传输距离。
此外，在井下指挥中心与个人终端间，依照现场需要，添置中继台。
(二)井下个人终端设计在煤矿井下，语音模块、环境参数采集模块、图像采集模块、液晶显示模块、WiFi模块、键盘输入模块、MCU处理模块以及无线功放模块等共同组成个人终端硬件。
邢台矿矿山井下人员定位与通信系统的实现
邢台矿矿山井下人员定位与通信系统的实现摘要对于矿山井下人员进行定位是一项十分必要的工作，如何实时、有效的了解井下人员具体位置成为煤矿六大避险系统中的研究重点。
考虑到煤矿井下的实际环境，本文研制了一种基于zigbee 和wifi 矿山井下人员定位与通信系统。
关键词 wifi；zigbee；无线传感器网络；人员定位中图分类号tn91 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）41-0224-021研究的重要性和紧迫性我国近年来煤矿的生产安全形势比较严峻，由于矿井的巷道和井下作业人员的分布情况复杂，灾变时难以确定井下人员的数量和位置，给救援带来很大困难，矿井下的通讯以及发生事故后的即时营救是难以实现的困难问题。
现有的 rfid射频读写系统（包括superrfid），不能实现真正意义上的井下人员定位跟踪，无法实时地报告井下人员的具体位置，也无法实现井下实时语音通讯，只能作为下井人员区域定位和考勤登记使用。
为了满足煤矿井下安全生产的需要，矿山井下无线跟踪与定位系统在正常情况下应能为煤矿管理人员提供人员实时监控、进出限制、考勤作业、实时通讯等多方面的信息。
一旦发生安全事故，通过监控系统应可以知道该被困人员的具体位置，保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。
根据邢台煤矿井下巷道距离较长，工作面较为分散，设计并安装井下定位与通信系统对于解决井下发生矿难时人员分散难以准确施救具有十分重要的意义。
2 主要研究内容2.1 系统设计方案矿山井下定位与通信系统拥有两个射频系统：wifi部分和zigbee部分。
并具有通信分站和网络交换机的双重功能，可以直接连接到主干环网上，减少了基站控制器和中继器的需要，整个系统简洁、可靠性高、便于安装和维护。
其主要功能有2点：1）井下综合分站的wifi部分实现网络交换和无线网桥功能，构建无线骨干网、提供wifi信号覆盖和环网接力，负责在上位计算机和终端设备之间双向传递数据；2）井下综合分站的zigbee部分实现远距离射频识别系统的识读器功能，收集与读取矿工携带和安装在矿车上的标识卡位置信息、状态信息，并将这些信息进行本地的压缩处理，通过wlan骨干网向上位计算机提交该数据。
基于WIFI的煤矿机车调度通信系统设计
炭
工
程
２ １ 第 ４期 ０２年
基 于 ＷＩ Ｉ的煤 矿 机 车调 度 通信 系统 设计 Ｆ
卢 伟 ，李锡 文 ，史铁林
（ 中科技大学 ，湖北 武汉 华 ４０７ ） ３ ０４
摘
要 ：文章给 出一种 高效 的 煤矿 机 车调 度 通信 系统 ，对 现 有 的机 车调 度 手段 进 行 分析 讨
论 ，指 出其优 缺点 ，并对 井 下常 用 的无 线通 信 系统进 行 性 能 比较 。鉴 于 ＷＩＩ 有覆 盖 范 围广 ， Ｆ具
通信 速 率高及 可扩展 性好 等优 点 ，提 出一种基 于 ＷＩＩ Ｆ 的煤 矿机 车调 度通 信 系统。 系统 具 有 实 时 语 音通信 功 能 ，且 可对机 车运 行状 况及道 岔机 状 态信 息进 行 反馈 ，满足 了井下机 车调 度 的 需求 。 系统现 已在矿 下投入 使 用 ，运 行状 况 良好 ，各 项 功能均 满足要 求 ，提 高 了调 度 的效 率。
如图 １ 所示 ，该 系统 由工控 机、道岔 控制 器 、无 线接 人节点 Ａ （ ｃｅｓＰ ｉ ） Ｐ Ａ ｃｓ ｏ ｔ 、车 载通 讯器 四部分 组成 。工控 ｎ 机 、道岔控制器及无 线接人节点 Ａ Ｐ均通过 网线接入井下 布 置的光纤环 网。其 中车 载通 信器 内有 一 Ａ ｃｓ Ｍｉｔ ｌ ｎ ｃｅｓ ｎ Ｃｉ ｔ ｅ
综合 考虑信 号覆 盖范 围、通 信速率 以及 系统 的可扩 展 性等 因素 ，本文采用基于 ｗＩ 的通信技 术 ，实现井下机 车 ｎ
调度 通信 。
可 分 别 对 机 车 速 度 位 置 和 道 岔 机 进 行 监 测 、 控 制 。机 车 司
机也可实时 了解 自身速度 、位 置及道 岔机状 态信 息等 。
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煤矿井下通讯技术与系统设计随着工业化的不断发展，能源需求也在逐步增加。
其中，煤炭作为传统能源之一，一直扮演着重要角色，为经济健康发展做出了巨大贡献。
但是，煤矿作为煤炭能源的生产地，其危险系数较高，事故频发，亟须采用先进的技术手段，提高安全生产水平。
煤矿井下通讯系统是一种重要的、必要的技术手段，有助于实现井下生产的信息化、自动化和数字化管理。
本篇文章旨在探讨煤矿井下通讯技术与系统的设计方案，为煤矿企业提供参考。
一、煤矿井下通讯技术
通过煤矿井下通讯技术，煤炭企业可以及时获取井下作业现场的信息，了解井下矿工的作业状况，及时指导、协调和安排井下作业，从而提高生产效率和生产安全水平。
下面简要介绍几种常见的煤矿井下通讯技术。
（一）语音通信技术
语音通信技术是煤矿井下通讯的最基本形式，能够满足现场的简单通信要求。
目前煤炭企业中大多数采用有线语音通讯技术，这种技术稳定、信号不受限制，但是有线电缆布设难度大、安装维护成本高等问题。
而对于井下采煤作业区域，因为布线困难，采用无线语音通讯技术也是可行的，但要注意防止干扰和窃听。
（二）数据通信技术
数据通信技术可以满足煤炭企业在井下生产管理中对信息的传
输和处理需求。
可通过有线和无线两种方式进行传输。
其中，有
线数据通信技术主要采用冷轧带屏蔽双绞线、光纤等传输媒介，
具有信息传输速率高、干扰弱等优点。
而无线数据通信技术则可
采用GPRS（通用分组无线服务）、WIFI（无线局域网）等技术
实现。
（三）智能化通讯技术
智能化通讯技术则是在语音和数据通信技术的基础上，加入了
数字化信息处理技术。
通过智能化通讯技术，可以实现图像、视
频等多媒体信息的传输。
在煤矿行业中，可以将其用于视频监控、机械臂控制、瓦斯浓度监测等方面。
二、煤矿井下通讯系统设计
煤矿井下通讯系统设计应遵循“安全、可靠、高效、低成本”的
原则，确保系统设计方案的合理性。
通讯系统设计流程包括网络
规划、设备选型、网络布线、监控系统设计等步骤。
（一）网络规划
网络规划是煤矿井下通讯系统设计的第一步，其重要性不言而喻。
在网络规划时，需要考虑井下煤层的地形地貌、煤层走向、
工作面划分等因素，结合煤层地质情况和工作实际需要，制定通
讯网络规划方案。
在设计方案中要充分考虑网络的可扩展性和灵活性，不断加强对井下通讯网络的规划和管理。
（二）设备选型
设备选型是通讯系统设计中的关键环节。
通信设备的品质和选择，会极大影响煤炭企业井下工作的正常进行。
因此，在设备选型时，应结合工作实际情况，选择合适的通讯设备。
要选择通讯设备的品质优良、性能稳定、维护方便等特点的设备，尽可能地做到通讯设备的标准化。
（三）网络布线
在进行网络布线时，应先制定布线方案和布线规范，以避免因不合理的井下布线导致通讯设备故障甚至异常。
在进行布线时，应对每个井下区域进行细致的计划，确保每个仪器装置、信号控制接口、通讯接口等都能互相配合工作，以达到冗余备份、交叉互检等效果，提高通讯系统的安全性。
（四）监控系统设计
在实际应用过程中，监控系统设计显得非常重要。
煤矿企业可以通过引进先进的市场上的监控设备产品，配合井下通讯系统建立起完善的监控系统，能够全面掌控井下的作业状况。
监控系统还可以与计算机等其他设备联接，实现数据交换和流通。
结语：
本文对煤矿井下通讯技术与系统设计方案进行了简要介绍，可以帮助煤矿企业借鉴优秀经验，充分了解与掌握通讯技术的优势与特点，制定出更好的通讯设计方案。
通过改进煤矿井下通讯系统技术，提高煤炭企业的生产效率和生产安全水平，促进其更好地融入现代化的生产和经营管理体系。