现代化矿井通信技术与系统

提出了由矿用有线调度通信系统、矿井移动通信系统、矿井广播通信系统和矿井救灾通信系统等组成的煤矿井下通信技术体系。提出矿用调度通信系统应采用矿用有线调度通信系统。提出全矿井移动通信系统宜采用WiFi、3G、4G等通信技术。提出矿井广播通信系统既可采用矿用有线调度通信系统远程供电广播技术,也可采用基于以太环网和无源光网络的IP通信技术。提出矿井救灾通信系统应采用无线多媒体通信技术,宜采用WiFi和MESH等通信技术。提出矿井移动通信系统应满足手机脱网通信、基站脱网通信、无线自组织网络、接入煤矿井下有线宽带传输平台等要求。指出在手机脱网通信、接入煤矿井下有线宽带传输平台、无线自组织网络、矿用无线摄像机、基站脱网通信、多功能矿井移动通信系统、矿井无线宽带传输等方面,WiFi优于WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。提出多功能矿井移动通信系统和矿井无线宽带传输宜采用WiFi。     

煤矿绿色无线通信关键技术探讨

从透地通信、感应通信、漏泄通信、小灵通通信、WiFi通信及3G通信等煤矿无线通信技术的现状出发,分析了现有煤矿无线通信技术存在的问题;结合绿色无线通信的概念和特点,详细介绍了煤矿无线通信网络能效分析、煤矿绿色无线通信标准建立、高能效覆盖方法设计、无线网络协作通信技术及高能效实时传输技术等煤矿绿色无线通信的关键技术。     

矿井宽带无线传输技术研究

提出了矿井宽带无线传输技术是解决采掘工作面移动监控、监视和语音通信需求的关键技术。提出了矿井宽带无线传输应满足传输带宽宽、便于接入有线宽带网络、中继设备少、体积小、发射功率小、电磁兼容性好、安全性好、传输协议标准化、电源电压波动适应能力强等要求。提出了漏泄通信不能用作矿井宽带无线传输技术,但可用于煤矿井下局部通信等;感应通信不能用作矿井宽带无线传输技术,但可用于煤矿井下救灾通信等;透地通信不能用作矿井宽带无线传输技术,但可用于煤矿井下避难硐室等应急通信;小灵通、CDMA、GSM、Bluetooth不能用作矿井宽带无线传输技术;RFID不能用作矿井宽带无线传输技术,但可用于煤矿物联网、矿用设备管理和防碰撞等;ZigBee不能用作矿井宽带无线传输技术,但可用于煤矿井下人员、胶轮车、电机车等动目标精确定位和矿用传感器无线传输等;UWB不能用作矿井宽带无线传输技术,但可用于煤矿井下生命探测、防碰撞、煤矿井下人员和胶轮车等动目标精确定位等;WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等3G不能用作矿井宽带无线传输技术,但可用于煤矿井下语音移动通信等。提出了矿井宽带无线传输技术宜采用WiFi,4G有可能成为未来矿井宽带无线传输技术。     

5G通信技术及其在煤矿的应用构想

近年来我国煤矿无线通信系统首选WiFi和4G通信技术,随着煤矿智能化建设的发展,现阶段煤矿无线通信系统的性能已无法满足煤矿智能化发展的各项需求。对比前几代移动通信技术,阐述了第五代移动通信技术(5G)关键技术及其性能优势;给出了矿用5G无线通信系统的组成及组网方式;结合5G通信技术特点和煤矿智能化发展需求,提出了5G通信技术在煤矿的应用场景,如井下无人驾驶及智能运输、全矿井位置服务、设备远程操控、故障远程诊断、大宽带业务数据传输、煤矿机器人云端控制、全矿井安全监测信息采集、虚拟现实/增强现实矿山等;指出针对煤炭行业的5G技术应用场景还需不断挖掘和完善,且由于5G网络对承载网要求较高,煤矿应预估部署成本,结合自身发展状况和需求搭建矿井5G通信网络。     

基于WiFi的矿用人员定位卡的设计

为满足煤矿企业对井下人员管理的现代化和信息化需求,以井下无线WiFi网络为基础,提出了一种基于WiFi的矿井人员定位卡。利用模块化思想完成了以STM32F103VCT6处理器和CO2128联网芯片为核心的WiFi定位卡硬件和软件设计,实现了WiFi定位卡无线通信,并进行了无线通信测试,通信效果良好,满足井下使用。     

数字矿山通信网络无线基站的设计与实现

针对现有矿井通信系统各自封闭、相互之间不能兼容的现状,提出基于WiFi的数字矿山通信网络系统的设计方案,设计开发用于构建通信网络系统的无线基站。该无线基站采用先进的可编程片上系统技术,实现WiFi语音通话、WiFi视频监视、人员定位等多种功能,为矿山资源开采的可视化、可知化和生产过程的可控化提供技术支持。测试结果表明,该基站网络性能好,能满足实际应用的要求。     

矿井信号收发器通信模块设计

针对目前井下信号收发器存在信号传输距离短、传输速率低、抗干扰能力差、功耗大等问题,设计了一种基于RS485串口通信技术和无线WiFi技术的矿井信号收发器通信模块。该模块采用WinCE嵌入式系统,与井下监控终端通过RS485接口进行基于Modbus协议的数据通信,将监控终端采集到的数据通过WiFi网络以TCP/IP协议发送至无线接入点,并与井上监控中心服务器进行数据双向通信。测试结果表明,该信号收发器通信模块具有较高的数据传输实时性和可靠性。     

我国煤矿通信技术的现状和发展

介绍了煤矿生产调度通信技术和矿井局部通信技术的现状，并指出了煤矿通信技术的发展方向。     

LTE通信技术在煤矿的应用研究

分析了当前煤矿无线通信系统的现状以及矿井信息化、智能化发展对无线通信系统的应用需求,介绍了LTE通信技术的优势,提出了矿用LTE无线通信系统的网络架构设计,展望了LTE通信技术在煤矿的应用前景。     

矿用TD-SCDMA技术与WiFi技术对比分析

简单介绍了TD-SCDMA和WiFi技术;结合煤炭行业的应用需求,从无线链路预算、通话质量、系统容量、切换质量和功率控制等方面对TD-SCDMA和WiFi技术的性能及其在煤矿井下的适用性进行了对比分析,结果表明,TD-SCDMA技术更加适用于矿井通信系统。