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

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(chē)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(chē)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(chē)

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(lèi)型的礦用機(jī)車(chē)，比如電瓶車(chē)、內(nèi)燃機(jī)車(chē)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(chē)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(chē)來(lái)完成的；那么與目標(biāo)車(chē)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(chē)司機(jī)才可以接收到重要信息，這樣煤礦調(diào)度機(jī)車(chē)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(chē)通信的實(shí)時(shí)性，縮短與目標(biāo)機(jī)車(chē)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(chē)的管理，前者是利用載波電話等來(lái)將機(jī)車(chē)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(chē)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(chē)無(wú)線通信技術(shù)，如果煤礦中出現(xiàn)了各類(lèi)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(chē)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(hù)網(wǎng)關(guān)等，還有WIFI無(wú)線基站、車(chē)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(chē)載式移動(dòng)電話安裝在礦用無(wú)軌腳輪車(chē)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(chē)，然后注冊(cè)于管理軟件中。在管理軟件中注冊(cè)車(chē)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(chē)在井下的實(shí)時(shí)位置也可以利用與該輛機(jī)車(chē)上的車(chē)載電話通信的基站來(lái)有效確定。車(chē)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(hù)網(wǎng)關(guān)上的電話用戶(hù)需要與PSTN電話系統(tǒng)的用戶(hù)通話。在這一類(lèi)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(hù)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(hù)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(lèi)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(chē)載式移動(dòng)電話，礦用機(jī)車(chē)無(wú)線通信系統(tǒng)的語(yǔ)音終端就是礦用車(chē)載式移動(dòng)電話，要想與車(chē)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(hù)管理和維護(hù)的難度就會(huì)得到降低；可以利用用戶(hù)自定義規(guī)則來(lái)編制車(chē)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(chē)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(hù)有線電話系統(tǒng)交換機(jī)類(lèi)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(hù)通過(guò)。

系統(tǒng)功能：具體來(lái)講，礦用機(jī)車(chē)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(mǎn)足，并且額可以定位井下機(jī)車(chē)；二是井下機(jī)車(chē)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(chē)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(chē)載電話系統(tǒng)等。五是利用管理軟件來(lái)與礦井機(jī)車(chē)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(chē)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(chē)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)。

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