試析數(shù)字礦山的通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)基站設(shè)計(jì)

1、    試析數(shù)字礦山的通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)基站設(shè)計(jì)    田侃達(dá)張輔超摘 要：傳統(tǒng)的礦井同行系統(tǒng)具有封閉性，相互之間不能兼容，所以必要進(jìn)行創(chuàng)新和改革。建設(shè)礦山通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)基站是數(shù)字礦山建設(shè)的重要部分，要想實(shí)現(xiàn)安全的井下采掘以及信息化、智能化的企業(yè)管理，就必須進(jìn)行相關(guān)的數(shù)字礦山建設(shè)。礦山企業(yè)的生產(chǎn)區(qū)域比較廣泛而且具有分散性，這對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)基站建設(shè)增加了難度。隨著科技的不斷進(jìn)步，提出了基于wifi數(shù)字礦山通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的策劃方案，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)并用于構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線(xiàn)基站。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)視、無(wú)線(xiàn)通話(huà)、人員定位等多功能，為礦山資源開(kāi)采提供相應(yīng)的技術(shù)支持，提高礦山開(kāi)

2、采人的安全性和效益。本文通過(guò)對(duì)無(wú)線(xiàn)基站設(shè)計(jì)、無(wú)線(xiàn)基站總體結(jié)構(gòu)、wifi數(shù)字礦山無(wú)線(xiàn)通信電纜系統(tǒng)架構(gòu)以及無(wú)線(xiàn)基站的測(cè)試進(jìn)行了分析，旨在建立完善的數(shù)字礦山通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)基站的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：數(shù)字礦山 無(wú)線(xiàn)基站 總體結(jié)構(gòu) 通信電纜隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，礦山開(kāi)發(fā)項(xiàng)目不斷增多，然而礦山事故卻不能避免。在2016年5月8日陜西銅川市照金煤礦透水事故發(fā)生，導(dǎo)致11名礦工死亡，造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失。長(zhǎng)期以來(lái)，由于歷史和技術(shù)的原因，我國(guó)礦山企業(yè)所使用的各種通信系統(tǒng)比較落后、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)比較混亂，通信線(xiàn)路多切復(fù)雜，這是不能保障礦井安全和礦工安全的主要原因，所以必須要加強(qiáng)礦山的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，目前wifi無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)成為數(shù)字礦山通

3、信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要任務(wù)。一、wifi數(shù)字礦山無(wú)線(xiàn)通信電纜系統(tǒng)的建構(gòu)礦山通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中使用了光纖通信技術(shù)合wifi技術(shù)，它主要是由千兆光纖骨干網(wǎng)、100m光釬分行網(wǎng)絡(luò)、以及地面之間的服務(wù)器構(gòu)成。千兆光纖交換機(jī)和光電單模光纖復(fù)合電纜應(yīng)用互逆的雙回路網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)千兆光釬骨干網(wǎng)骨干網(wǎng)絡(luò)。該結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)大的故障自我恢復(fù)功能，這為系統(tǒng)的正常工作奠定了穩(wěn)固的基礎(chǔ)。在骨干網(wǎng)絡(luò)上，光交換機(jī)將100m光纖快速分支網(wǎng)絡(luò)連接到骨干網(wǎng)，100m光纖快速通訊分支網(wǎng)絡(luò)的分支節(jié)點(diǎn)是一個(gè)通過(guò)多模光纖混合電纜連接的wifi基站。由于礦井狀態(tài)和通訊信號(hào)的復(fù)雜性，所以需要將系統(tǒng)改變成環(huán)狀結(jié)構(gòu)或者樹(shù)型，最后的300m通訊距離使用

4、wifi無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)通過(guò)wifi無(wú)線(xiàn)基站與快速的100m分支網(wǎng)絡(luò)相連接。1.可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音和視頻通信功能。在現(xiàn)有的系統(tǒng)上，其中不添加任何設(shè)備，就可以將很方便的把ip語(yǔ)音技術(shù)加入系統(tǒng)中，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音和視頻通信功能，從而保證礦井人員的和操作安全性。在礦井中通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)攝像頭來(lái)監(jiān)控井下操作，使井下工作得到了安全的保障并且也滿(mǎn)足了工作上的要求。在地面上通過(guò)利用無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)可以看到地下工作的情況，從而能夠指導(dǎo)井下工作的開(kāi)展。2.實(shí)現(xiàn)人員的精確定位。通過(guò)wifi數(shù)字礦山無(wú)線(xiàn)通信電纜系統(tǒng)的建構(gòu)可以對(duì)井下人員進(jìn)行精確定位，登入該系統(tǒng)的服務(wù)器的視頻監(jiān)控服務(wù)部分，就可以對(duì)井下人員發(fā)號(hào)指令和指出修改之處，從而使

5、企業(yè)井下管理更加的科學(xué)化。3.設(shè)備控制，環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。數(shù)字礦山無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)地下設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的操作和監(jiān)控，同時(shí)也可以對(duì)礦井下的環(huán)境進(jìn)行隨時(shí)的監(jiān)控，一旦設(shè)備有異常的情況，就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)。2、無(wú)線(xiàn)基站設(shè)計(jì)。wifi基站是百兆分支網(wǎng)的基本節(jié)點(diǎn)，它是在wifi的wlan接入有關(guān)的分支光纖網(wǎng)，從而在光纖網(wǎng)內(nèi)部以及光纖與waln之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和交換。wifi無(wú)線(xiàn)基站設(shè)計(jì)應(yīng)用了先進(jìn)的sopc技術(shù)。sopc技術(shù)主要是將存儲(chǔ)器、i/o接口、處理器，硬件協(xié)處處理器和普通的用戶(hù)邏輯等功能集成到一fpga芯片里，從而建立一個(gè)可編程的片上系統(tǒng)。無(wú)線(xiàn)基站的主要硬件電路是由sopc在fpga芯片上配置32位的n

6、iosii軟核處理器，avalon總線(xiàn)和相關(guān)的接口模塊構(gòu)成，niosii系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是以niosii軟核為中心，將所有的接口都集成到一片fpga上，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，同時(shí)使用niosii軟核可在線(xiàn)配置的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的升級(jí)和擴(kuò)展，使系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期大大縮短。3.1無(wú)線(xiàn)基站站總體結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)處理單元、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元、電源管理單元、無(wú)線(xiàn)ap、人機(jī)交互單元等共同構(gòu)成了無(wú)線(xiàn)基站，如圖1所示以fpga為核心的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理單元，它一方面能夠滿(mǎn)足事務(wù)處理的內(nèi)容，另一方面又實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的功能。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)和rpid讀卡器獲取到電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，會(huì)通過(guò)它處理然后再傳送給地面的服務(wù)器，同時(shí)使用它能夠控制

7、人機(jī)交換單元把設(shè)備工作狀態(tài)顯示出來(lái)；當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，一旦大發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)除了通過(guò)人機(jī)交互單元顯示報(bào)警消息之外，還會(huì)立即采取相應(yīng)的保護(hù)措施。二、無(wú)線(xiàn)基站測(cè)試無(wú)線(xiàn)基站是通信網(wǎng)絡(luò)的基本節(jié)點(diǎn)，測(cè)試內(nèi)容主要包括單機(jī)測(cè)試和網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，單機(jī)測(cè)試和網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的方法和內(nèi)容都有所區(qū)別。網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的基礎(chǔ)是單機(jī)測(cè)試，單機(jī)測(cè)試不但是網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的前提，而且還可以監(jiān)測(cè)無(wú)線(xiàn)基站設(shè)計(jì)的合理性。單機(jī)測(cè)試中主要的參數(shù)有網(wǎng)絡(luò)延遲、信號(hào)量、抖動(dòng)、吞吐量以及丟包率等。在測(cè)試無(wú)線(xiàn)基站主要是應(yīng)用的7db全向天線(xiàn)，測(cè)試的軟件工具主要netiq chariot v5.4、局域網(wǎng)絡(luò)測(cè)試工具qcheck以及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度測(cè)試軟件wirelessmon

8、。測(cè)試的地點(diǎn)主要是與礦井環(huán)境相似的地方。利用無(wú)線(xiàn)基站單機(jī)進(jìn)行測(cè)試可以保證網(wǎng)絡(luò)的性能以及實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻“三網(wǎng)合一”的功能，因此在數(shù)字礦山的通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)基站設(shè)計(jì)必須要重視無(wú)線(xiàn)基站的監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格根據(jù)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和反饋。三、結(jié)語(yǔ)礦井通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)數(shù)字礦山的建設(shè)有重要的影響，礦井通信承擔(dān)著搶險(xiǎn)救災(zāi)、技術(shù)指導(dǎo)、傳遞信息等重要的任務(wù)，為員工的人身安全和礦井生產(chǎn)技術(shù)提供了基本的保障。在礦山進(jìn)行開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的過(guò)程中，井下的工作面可能只是暫時(shí)的，隨著礦石采掘技術(shù)的要求需要進(jìn)行充填或者是廢棄使用，這就需要通信設(shè)備發(fā)揮相應(yīng)的作用。數(shù)字礦山的通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)基站設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音、無(wú)線(xiàn)視頻便于對(duì)井下操作進(jìn)行指導(dǎo)，提高了礦山的開(kāi)采效益，降低了礦山災(zāi)難的發(fā)生，保障了人民的生命安全，因此加強(qiáng)數(shù)字礦山的通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)基站設(shè)計(jì)是是目前的重要工作。參考文獻(xiàn)：1張蓓蓓.數(shù)字礦山綜合無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的技術(shù) j.煤炭技術(shù)，2013，33（1）：45-46.2劉偉.井下移動(dòng)目標(biāo)無(wú)線(xiàn)定位技術(shù)研究 j.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2014，21（03）：88-89.3秦偉隆.基于wifi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化礦工調(diào)度系統(tǒng) j.西安，2013，21（03）：88-89.經(jīng)營(yíng)管理者·下旬刊2016年6期經(jīng)營(yíng)