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[摘 要]从煤矿地面、井下地形的实际特点与需求出发，分析了构建无线通信系统的必要性和可行性，提出相应的建设方案和实施目标。
[关键词]无线通信；系统
中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0390-02
0 前言
城郊煤矿地面、井下地形复杂，面积大，设备分布区域分散，局部区域有线通信系统安装需要敷设大量通信电缆并安装固定电话，实施较为困难。本文结合城郊煤矿地面、井下地形的实际特点与需求，构建无线通信系统，信号实现了无缝覆盖；高质量的语音通信能够充分满足作业人员和零散工作人员的通信需求，提高了信息传递的实时性和可靠性，为作业人员提供了方便的交流的工具，具有比较好的理论价值和实践意义。
1 无线通信的实施背景
煤矿企业的调度通信和行政通信系统经过多年建设和发展，虽取得了较大的成效，但是缺乏成熟的井下移动通信解决方案。矿井工人和工作人员的实时无线语音通信、地面调度指令的实时下达等都显示出井下无线通信系统业务的特殊性和重要性。根据这些业务要求，安装了基于WIFI技术的矿用无线通信系统。
2 城郊煤矿调度通信系统现状介绍
城郊煤矿通信系统由行政交换机（飞利浦SOPHOIS3000型）、调度交换机（华亨SH-3000型）、鹤壁广大泰祥IP电话交换机组成。井筒电话电缆选用HUYVR型阻燃通信电缆，井下选用KTH-15型本质安全型自动电话机。城郊矿通信系统与外界直通是通过程控数字交换机以光纤为传播媒介和集团公司通信中心交换机组网，实行点对点通信方式，集团公司通信中心以光缆和电缆为传输媒介和永城市电信局连接，矿内所有的行政电话均可实现国内长途直拨功能。在矿调度室还配置有两部手机，作为光缆通信系统故障时使用，调度台配备一台传真机对外联络。利用手机、电话可随时保持对外联络，利用调度交换机可保证井上下各重要场所的通信联系。系统采用模块化设计，可以任意选择各种接口，系统的控制方式采用全分散控制方式，各分板均采用独特的CPU控制，CPU与各分板之间采用RS-232协议通信，信息传递时延时小，用户抗干扰能力强。
井下IP电话系统：采用隔爆型音频转换器，隔爆音箱组成广播系统。井下电话与地面行政电话采用非等位拨号，用手机、外线用户可通过调度台转接到井下，井下用户直接拨打地面行政交换机用户通信。行政电话装机用户覆盖全矿区所有办公室。
3 城郊煤矿无线通信系统组成及特点
3.1 系统组成
系统由自动化网络交换机、矿用基站、矿用本安手机及其它配套设备所组成。系统按实际使用要求，通过增加或减少基站的数量，改变无线覆盖范围，可实现大区域或小区域的无线通信。
3.2 系统特点
可实现调度交换机的全部功能，可以与调度交换机、行政交换机、IP电话等无缝连接；系统可与矿井自动化系统、视频系统等共用井下工业以太环网，无需额外建设专用的语音传输线路，可减少线路建设资金的投入；
3.2.1 系统通信设备采用标准TCP/IP协议，具有远程WEB管理功能，维护操作简单；
3.2.2 无线速率可达54Mb/s，可实现语音、数据、图像的综合传输；
3.2.3 无线Mesh级联技术，即使通讯线缆受到损害，井下各通信基站之间仍可利用MESH技术进行通信；
3.2.4 组网灵活：本系统既可接入矿方现有的工业环网，又可独立组网。有光缆接口基站和电缆接口基站。
3.2.5 覆盖方便：无线基站之间可采用电缆、光缆等多种连接方式，主传输线路采用星型结合树型的混合拓扑结构，便于安装使用；
3.2.6 采用开放的WiFi协议，任何符合WiFi协议标准的设备均可接入，从而可实现全矿井安全生产各环节的无线数据传输；
3.2.7 无线基站、手机等设备均采用本质安全型设计，可在工作面、回风巷等危险场所使用。WIFI手机为煤矿专业设计，适应矿井恶劣环境；
3.2.8 系统可通过网关设备与调度系统或公共电话网络无缝连接，实现与调度电话和外线的互通。
4 城郊煤矿无线通信系统实施
4.1 矿井无线通信系统的建设目标
4.1.1无线通信系统充分覆盖城郊煤矿井下轨道大巷区域、地面办公区区域，基本形成一个连续覆盖的煤矿网络，用户在基站之间无线漫游。对于井下巷道，平直的巷道无线基站可覆盖前后200米（布置见图1），拐弯处（见附图2）、巷道上下坡处、障碍物处等特殊区域，考虑设置基站对井下这些有可能产生盲区的区域覆盖，保证井下无线信号完全覆盖以及良好的网络带宽，用户可以根据流量或者用户数平均分布在不同的基站上。地面使用若干个大基站（室外型），基站为智能天线基站，对城郊矿区内、东、西、北风井院内、矿门口等进行无线覆盖。
4.1.2在保证网络稳定可靠的基础上，采用先进的无线网络技术。地面支持802.11b/g，802.11a，并考虑今后向802.11n技术的演进。考虑煤矿信息化建设的综合应用下，可支持人员监测、定位、数据传输等的综合应用。
4.2 整体系统实施内容（简图见图3）
4.2.1地面设备
地面设备主要由IP交换机、网管计算机、大基站等组成；大基站通过网线与已安装好的自动化交换机连接，基站采用220v电源就近供电。通信机房配置无线调度交换机一套，矿区内配置地面大基站8台，覆盖半径为200米；调度楼和办公楼等内部共配置地面普通基站10台，每台的覆盖半径为30米；基站为220v电源供电。地面基站分布：矿生产区、办公楼院等。
4.2.2井下设备
井下设备主要由基站、电源、手机等组成；井下的骨干网由光纤构成；基站与基站之间，基站与自动化网络交换机之间通过光缆连接，手机与基站通过空中接口进行通信，每一个基站都有一个单独的电源供电。原则上每台基站、配备一路电源，但设备比较集中区域，一台电源可供三台设备供电。根据井下情况共配置150台基站。
5 结束语
城郊煤矿无线通信信号实现了无缝覆盖；高质量的语音通信能够充分满足作业人员和零散工作人员的通信需求，提高了信息传递的实时性与可靠性，支持后续产品的平滑升级，为企业信息化管理创造了有利的条件，具有很好的推广价值
参考文献
[1] 李红艳.架设FTP服务器共享教学资源[J].计算机教学与教育信息化，2009，1：663-664.
[2] 王杰，许卫明.基于xlight的FTP服务器搭建初探[J].湖北函授大学学报，2011，10：106-107.
[3] 王杰，许卫明.基于web的高校学生综合测评系统的设计与实现[J].科教导刊，2009，10：64-68.
[关键词]无线通信；系统
中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0390-02
0 前言
城郊煤矿地面、井下地形复杂，面积大，设备分布区域分散，局部区域有线通信系统安装需要敷设大量通信电缆并安装固定电话，实施较为困难。本文结合城郊煤矿地面、井下地形的实际特点与需求，构建无线通信系统，信号实现了无缝覆盖；高质量的语音通信能够充分满足作业人员和零散工作人员的通信需求，提高了信息传递的实时性和可靠性，为作业人员提供了方便的交流的工具，具有比较好的理论价值和实践意义。
1 无线通信的实施背景
煤矿企业的调度通信和行政通信系统经过多年建设和发展，虽取得了较大的成效，但是缺乏成熟的井下移动通信解决方案。矿井工人和工作人员的实时无线语音通信、地面调度指令的实时下达等都显示出井下无线通信系统业务的特殊性和重要性。根据这些业务要求，安装了基于WIFI技术的矿用无线通信系统。
2 城郊煤矿调度通信系统现状介绍
城郊煤矿通信系统由行政交换机（飞利浦SOPHOIS3000型）、调度交换机（华亨SH-3000型）、鹤壁广大泰祥IP电话交换机组成。井筒电话电缆选用HUYVR型阻燃通信电缆，井下选用KTH-15型本质安全型自动电话机。城郊矿通信系统与外界直通是通过程控数字交换机以光纤为传播媒介和集团公司通信中心交换机组网，实行点对点通信方式，集团公司通信中心以光缆和电缆为传输媒介和永城市电信局连接，矿内所有的行政电话均可实现国内长途直拨功能。在矿调度室还配置有两部手机，作为光缆通信系统故障时使用，调度台配备一台传真机对外联络。利用手机、电话可随时保持对外联络，利用调度交换机可保证井上下各重要场所的通信联系。系统采用模块化设计，可以任意选择各种接口，系统的控制方式采用全分散控制方式，各分板均采用独特的CPU控制，CPU与各分板之间采用RS-232协议通信，信息传递时延时小，用户抗干扰能力强。
井下IP电话系统：采用隔爆型音频转换器，隔爆音箱组成广播系统。井下电话与地面行政电话采用非等位拨号，用手机、外线用户可通过调度台转接到井下，井下用户直接拨打地面行政交换机用户通信。行政电话装机用户覆盖全矿区所有办公室。
3 城郊煤矿无线通信系统组成及特点
3.1 系统组成
系统由自动化网络交换机、矿用基站、矿用本安手机及其它配套设备所组成。系统按实际使用要求，通过增加或减少基站的数量，改变无线覆盖范围，可实现大区域或小区域的无线通信。
3.2 系统特点
可实现调度交换机的全部功能，可以与调度交换机、行政交换机、IP电话等无缝连接；系统可与矿井自动化系统、视频系统等共用井下工业以太环网，无需额外建设专用的语音传输线路，可减少线路建设资金的投入；
3.2.1 系统通信设备采用标准TCP/IP协议，具有远程WEB管理功能，维护操作简单；
3.2.2 无线速率可达54Mb/s，可实现语音、数据、图像的综合传输；
3.2.3 无线Mesh级联技术，即使通讯线缆受到损害，井下各通信基站之间仍可利用MESH技术进行通信；
3.2.4 组网灵活：本系统既可接入矿方现有的工业环网，又可独立组网。有光缆接口基站和电缆接口基站。
3.2.5 覆盖方便：无线基站之间可采用电缆、光缆等多种连接方式，主传输线路采用星型结合树型的混合拓扑结构，便于安装使用；
3.2.6 采用开放的WiFi协议，任何符合WiFi协议标准的设备均可接入，从而可实现全矿井安全生产各环节的无线数据传输；
3.2.7 无线基站、手机等设备均采用本质安全型设计，可在工作面、回风巷等危险场所使用。WIFI手机为煤矿专业设计，适应矿井恶劣环境；
3.2.8 系统可通过网关设备与调度系统或公共电话网络无缝连接，实现与调度电话和外线的互通。
4 城郊煤矿无线通信系统实施
4.1 矿井无线通信系统的建设目标
4.1.1无线通信系统充分覆盖城郊煤矿井下轨道大巷区域、地面办公区区域，基本形成一个连续覆盖的煤矿网络，用户在基站之间无线漫游。对于井下巷道，平直的巷道无线基站可覆盖前后200米（布置见图1），拐弯处（见附图2）、巷道上下坡处、障碍物处等特殊区域，考虑设置基站对井下这些有可能产生盲区的区域覆盖，保证井下无线信号完全覆盖以及良好的网络带宽，用户可以根据流量或者用户数平均分布在不同的基站上。地面使用若干个大基站（室外型），基站为智能天线基站，对城郊矿区内、东、西、北风井院内、矿门口等进行无线覆盖。
4.1.2在保证网络稳定可靠的基础上，采用先进的无线网络技术。地面支持802.11b/g，802.11a，并考虑今后向802.11n技术的演进。考虑煤矿信息化建设的综合应用下，可支持人员监测、定位、数据传输等的综合应用。
4.2 整体系统实施内容（简图见图3）
4.2.1地面设备
地面设备主要由IP交换机、网管计算机、大基站等组成；大基站通过网线与已安装好的自动化交换机连接，基站采用220v电源就近供电。通信机房配置无线调度交换机一套，矿区内配置地面大基站8台，覆盖半径为200米；调度楼和办公楼等内部共配置地面普通基站10台，每台的覆盖半径为30米；基站为220v电源供电。地面基站分布：矿生产区、办公楼院等。
4.2.2井下设备
井下设备主要由基站、电源、手机等组成；井下的骨干网由光纤构成；基站与基站之间，基站与自动化网络交换机之间通过光缆连接，手机与基站通过空中接口进行通信，每一个基站都有一个单独的电源供电。原则上每台基站、配备一路电源，但设备比较集中区域，一台电源可供三台设备供电。根据井下情况共配置150台基站。
5 结束语
城郊煤矿无线通信信号实现了无缝覆盖；高质量的语音通信能够充分满足作业人员和零散工作人员的通信需求，提高了信息传递的实时性与可靠性，支持后续产品的平滑升级，为企业信息化管理创造了有利的条件，具有很好的推广价值
参考文献
[1] 李红艳.架设FTP服务器共享教学资源[J].计算机教学与教育信息化，2009，1：663-664.
[2] 王杰，许卫明.基于xlight的FTP服务器搭建初探[J].湖北函授大学学报，2011，10：106-107.
[3] 王杰，许卫明.基于web的高校学生综合测评系统的设计与实现[J].科教导刊，2009，10：64-68.