基于WIFI技術的礦用機車無線通信系統的應用探析

摘 要：眾所周知，我國有著十分豐富的煤炭資源，煤礦數量有很多；在煤礦調度過程中，十分重要的一個問題就是煤礦機車的通訊和管理。通過實踐研究表明，采用傳統的通信系統，存在著諸多的問題，比如井下布線比較復雜，安裝難度較大等等；針對這種情況，文章提出了基于WIFI技術的礦用機車無線通信系統，希望可以提供一些有價值的參考意見。

關鍵詞：WIFI技術；無線通信系統；礦用機車

1 前言

通過調查發現，目前國內煤礦使用了多種多樣類型的礦用機車，比如電瓶車、內燃機車等。因為煤礦井下有著十分復雜的地質情況，礦用機車就有著特別大的作用，不管是井下工人，還是設備材料的運輸，都是由礦用機車來完成的；那么與目標車輛之間的通訊時間，就成為了一個重要問題。目前，大部分煤礦采用的是傳統的有線電話通訊網絡，這種通訊系統存在著很多的缺點，比如在井下需要比較復雜的布線，安裝難度較大等，這樣就限制了井下有線話機的數量；往往需要經過數十分鐘的延遲之后，機車司機才可以接收到重要信息，這樣煤礦調度機車的時長也得到了增加，對工作效率產生很大的影響，緊急救援時間得到了延長，還會對煤礦形象產生破壞作用，不利于煤礦的安全生產，威脅到人們的生命財產安全和國家的和諧發展。

那么如今煤礦生產中，非常重要的一個問題就是如何保證機車通信的實時性，縮短與目標機車通訊的時間，提高工作效率，縮短救援時間。目前采用的是直接通訊和中繼轉發來實現煤礦井下安全監控和生產調度對井下機車的管理，前者是利用載波電話等來將機車狀態信息實時上報，但是它只有很差的音質和音量，無法有效的抗干擾。后者是將機車首先利用紅外通訊向中繼站點傳輸，然后其他的中繼站點將得到的訊息傳送上報。這種方式也存在著很明顯的缺點，那么就是延時會增加。隨著時代的發展和科學技術的進步，中國煤炭行業必然會朝著自動化和信息化管理的現代化礦井發展。那么，就需要大力研究礦井機車無線通信技術，如果煤礦中出現了各類問題，相關的反應和部署都可以在第一時間做出，將礦井機車的作用給充分的發揮出來。

2 系統介紹

系統構成：該系統包括了很多個組成部分，比如地面監測服務器、中繼網關、用戶網關等，還有WIFI無線基站、車載式移動電話等都是它的組成部分。某煤礦將以太環網和礦井無線通信系統作為了已有礦用工業的傳輸通道，通過以太網線，可以直接連接所有的WIFI無線基站和工業以太網交換機，同時，將車載式移動電話安裝在礦用無軌腳輪車上，與基站之間的語音通信也是利用WIFI無線信號來連接的。

系統的工作原理：本系統的工作原理是利用礦井寬帶以太網平臺來連接通訊服務器、礦用無線通信基站、礦用手機等，通過WIFI無線信號、網線和光纖等來傳輸所有的數據。服務器將IP地址分配給工作區域內的每一臺機車，然后注冊于管理軟件中。在管理軟件中注冊車載電話，可以直接通話于礦井無線通信收集、調度電話座機等，并且本輛機車在井下的實時位置也可以利用與該輛機車上的車載電話通信的基站來有效確定。車載電話發出的無線信號，被基站所接收，然后將這些無線信號調制和打包，之后向地面管理主機傳送，利用的是礦用網絡交換機，管理軟件對其做必要的處理，然后利用礦用網絡交換機來向被呼叫手機所在區域的基站進行傳送，信號被呼叫的目標所接收到之后，除了必要的振鈴提示之外，還需要通過調制將其以語音的形式向持機者發送，完成一次通話。在這個過程中，經過管理軟件處理的所有數據都會在數據庫中儲存。外線通話指的是連接在用戶網關上的電話用戶需要與PSTN電話系統的用戶通話。在這一類通話中，電話功能由中繼網關電路來模擬，將遠程環路會接功能提供出來，并且對來話振鈴進行檢測。用戶網關上的電話撥號后，電話機的模擬信號會被用戶網關轉化為IP數據包，向以太環網平臺上傳送，這些信號被中繼網關接收到之后，可以對電話自動接聽，連接到PSTN程控交換機，將二次撥號音提供給主叫電話。

主要設備介紹：地面監測服務器，它的作用主要是處理調度和管理WIFI無線通信系統中的數據，和煤礦監控系統中心站的功能類似。可以在很多的操作系統上運行這個系統軟件程序，比如窗口2008、窗口XP等等，本文使用的方案設計是在LINUX操作系統上運行的，這樣系統的可靠性、安全性以及經濟性可以得到有效保證。這個軟件的主要功能包括很多方面，比如號碼注冊管理功能、會話狀態、顯示功能、錄音功能以及參數設置功能等等。礦用無線通信基站，將WIFI技術應用到礦用無線通信基站中，有線無線轉換、并具交換、持續、控制、管理功能都可以得到實現，可以將語音、數據以及圖像多媒體信息接入進去，支持的功能有很多，比如人員定位、對講功能、一鍵呼叫功能等，可以在800米左右的距離內實現無線信號覆蓋，預留端口，這樣就可以對功能進行擴展，通過阻燃網線來連接各個基站，以太網有效通信距離較長，一般在1千米左右。礦用車載式移動電話，礦用機車無線通信系統的語音終端就是礦用車載式移動電話，要想與車載電話進行語音通信，可以通過基站提供的覆蓋信號來實現，系統要想聯通PSTN網絡，只需要對系統的網關設備進行增加即可。本軟件的接入工具是IP，管理采用的是WEB方式，這樣用戶管理和維護的難度就會得到降低；可以利用用戶自定義規則來編制車載電話號碼。結合網絡的具體情況，來對多種語音編碼方式進行自動選擇，比如G711等；可以對機車定位，還具有聲光報警功能。語音網關，通過語音網關，可以有效無縫連接無線通信系統與PSTN有線電話系統，結合用戶有線電話系統交換機類型來對語音網關或者數字中繼網關來模擬，直接接PSTN環路中繼積聚可以對語音網關進行模擬，通話可以支持4路用戶通過。

系統功能：具體來講，礦用機車無線通信系統的功能主要包括這些方面，一是煤礦生產運輸的語音指揮調度可以得到滿足，并且額可以定位井下機車；二是井下機車在基站間高速移動可以實現無縫切換；三是井下供電可以利用各個型號機車的寬電源來進行；四是可以無縫連接六大系統中的井下無線通信系統，可以系統化管理煤礦井下手機和車載電話系統等。五是利用管理軟件來與礦井機車司機進行通訊，可以直觀便捷進行，并且一對一或者一對多都可以實現，有著十分友好和美觀的界面。系統有標準接口預留，那么就可以聯網行政電話系統。有標準接口預留，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平臺來傳輸。

3 結束語

通過分析得知，在煤礦中應用基于WIFI技術的礦用機車無線通信系統，具有一系列的優點，比如可以有效縮短通訊時間，縮短救援時間，提高工作效率，保證礦井生產的安全等等。文章簡要分析了基于WIFI技術的礦用機車無線通信系統的應用，希望可以提供一些有價值的參考意見。

參考文獻

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