WiFi在煤礦安全檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

摘要：由于近年來煤礦事故的頻發(fā)，國家越來越重視煤礦井下的安全系統(tǒng)的建設(shè)。WiFi具有網(wǎng)絡(luò)布置成本低，傳輸速度快，帶寬寬的優(yōu)勢，被越來越多的應(yīng)用在煤礦安全檢測系統(tǒng)中。介紹了WiFi技術(shù)，闡述了煤礦WiFi通訊系統(tǒng)的特點，重點介紹了基于WiFi的煤礦通訊系統(tǒng)的規(guī)劃及設(shè)計。

關(guān)鍵詞：WiFi技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)交換；無線通訊

1、WiFi技術(shù)概述

WiFi技術(shù)，符合IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)，也被叫做無線寬帶技術(shù)，WiFi技術(shù)的傳輸數(shù)據(jù)的速率高達11Mib/s。由于WiFi技術(shù)成本低，帶寬寬，數(shù)據(jù)傳輸速率高的優(yōu)勢，并且即使在信號較弱或者是存在干擾信號時，WiFi的寬帶也能夠?qū)崿F(xiàn)自動的調(diào)整，調(diào)整到1Mbps，2Mpbs，以及5.5Mpbs，從而使得整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性以及可靠性都得到了保證。因此，WiFi能夠構(gòu)成有基礎(chǔ)設(shè)施的無線網(wǎng)絡(luò)，同時，通過無線網(wǎng)卡，接入點Access Point或者基站Base Starion實現(xiàn)組網(wǎng)。實際上，WiFi是采用了2.4GHz-2.4836GHz頻段的無線保真技術(shù)。由于當(dāng)前該頻段沒有許可的無線頻段，因此，IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)都被叫做WiFi。

WiFi協(xié)議對網(wǎng)絡(luò)的功率是有限制的，要求網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射功率不大于100mW，這和煤礦井下設(shè)備安全要求相一致。

2、煤礦WiFi通訊系統(tǒng)

2.1 煤礦WiFi通訊系統(tǒng)的特點

煤礦的語音無線通信系統(tǒng)可以分為感應(yīng)通訊系統(tǒng)，泄漏通訊系統(tǒng)，小靈通通訊系統(tǒng)以及WiFi通訊系統(tǒng)等。

和其他通訊系統(tǒng)相比，煤礦WiFi通訊系統(tǒng)具有自身的優(yōu)勢：①煤礦WiFi通訊系統(tǒng)采用了組網(wǎng)架構(gòu)形式為分布式，管理方式為集中式管理。這樣就使得布線的成本與布線的時間盡可能的減少；同時，通過分布式的終端部署，使得網(wǎng)絡(luò)與調(diào)度平臺之間能夠?qū)崿F(xiàn)即時的通話與調(diào)度管理。②煤礦WiFi通訊系統(tǒng)的移動性能強。WiFi無線網(wǎng)絡(luò)，WiFi基站，調(diào)度平臺以及隨行分機等能夠非常輕松的進行布置，而和WiFi網(wǎng)絡(luò)相配合，實現(xiàn)了無線WiFi話機的就近接入，從而能夠使得全網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度都能夠?qū)崿F(xiàn)。⑨煤礦wiFi通訊系統(tǒng)的適應(yīng)性能強。基于WiFi的煤礦通訊系統(tǒng)的終端標(biāo)識為號碼，能夠?qū)崿F(xiàn)IP語言網(wǎng)關(guān)，WiFi話機，小靈通，手機，固話等的及時的調(diào)度。④煤礦WiFi通訊系統(tǒng)的語音系統(tǒng)容量非常大。基于WiFi的煤礦通訊系統(tǒng)能夠同時對3000部電話進行管理，支持同時300路的通話，并且能夠?qū)崿F(xiàn)350M/800M無線數(shù)字群的對接；⑤煤礦WiFi通訊系統(tǒng)具有靈活性能高的特點。當(dāng)在中心IP調(diào)度機進行注冊時，調(diào)度終端，雙機設(shè)備等也可以同時在本地的服務(wù)器進行注冊，或者同時注冊到IP-PBX上，從而能夠使得現(xiàn)場的通信隨時都保持通暢。⑥煤礦WiFi通訊系統(tǒng)的擴展性能強大。利用WiFi能夠?qū)崿F(xiàn)在煤礦下的無縫覆蓋，從而使得煤礦無線安全監(jiān)控站，無線監(jiān)控傳感器，監(jiān)視攝像機等可擴展的接入設(shè)備多元化。

2.2 煤礦WiFi無線通訊系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計

煤礦WiFi通訊系統(tǒng)的主干傳輸平臺是礦井的光纖網(wǎng)，而整個系統(tǒng)的基本架構(gòu)是基于TCP/IP協(xié)議，通過WiFi無線網(wǎng)絡(luò)的延伸，實現(xiàn)了無線終端和有線的主干之間的有機結(jié)合，從而實現(xiàn)了整個煤礦井下以及全部巷道甚至包括相關(guān)地面區(qū)域的信息覆蓋，從而為人們進行語音通訊管理，數(shù)字化視頻監(jiān)控，環(huán)境監(jiān)控以及人員管理提供了統(tǒng)一的平臺，并且電對安全生產(chǎn)的監(jiān)督，生產(chǎn)調(diào)度，應(yīng)急救援等提供了優(yōu)良平臺。

煤礦WiFi通訊系統(tǒng)包括了UPS電源，IP/PBX，煤礦網(wǎng)絡(luò)交換機，語音網(wǎng)關(guān)，煤礦用無線通信基站等。通過WiFi通訊系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦井上井下的通訊，對人員進行定位，對各類數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，同時對視頻信號進行接收和發(fā)射。煤礦WiFi通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見圖1所示。

語音網(wǎng)關(guān)的兩側(cè)分別和數(shù)字程控交換機相連接，同時通過IP網(wǎng)絡(luò)和IP/PBX相連接，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)了PSTN和IP/PBX的相通，實現(xiàn)了固定電話網(wǎng)絡(luò)，IP網(wǎng)絡(luò)以及移動網(wǎng)絡(luò)的有機結(jié)合，實現(xiàn)了多網(wǎng)絡(luò)，不用戶限制的綜合調(diào)度。

IP/PBX具有Ip路由器，PBX，防火墻以及語音網(wǎng)關(guān)等多種功能，能夠?qū)崿F(xiàn)和IP語音網(wǎng)絡(luò)的直接相連，并且能夠和PSTN，PBX等虛擬的語音網(wǎng)絡(luò)相連，這樣就實現(xiàn)了數(shù)據(jù)通訊與語音在同一個通信平臺的融合。

為了和煤礦地面上的無線信號覆蓋相配合，建立煤礦井上基站。其作用在于不但實現(xiàn)了語音的通信，同時能夠支持煤礦地面辦公室人員的無線上網(wǎng)以及地上短途數(shù)據(jù)傳播。

煤礦用本交換機的作用是實現(xiàn)煤礦井下IP數(shù)據(jù)的匯聚與傳輸。煤礦WiFi通訊系統(tǒng)中，實現(xiàn)煤礦井下無線網(wǎng)絡(luò)接入，無線的收發(fā)都是通過煤礦用本安交換機實現(xiàn)的。實際上，其實現(xiàn)了煤礦交換機和移動終端無線通信的傳輸。而煤礦本安手機實際上是IP電話，只不過是基于語音的可以提供VOIP功能的電話，不但具有商用手機的功能，同時能夠?qū)崿F(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)的共享。