基于WiFi的煤矿井下智能终端设计

针对现有智能终端灵活性差、功能较单一等缺点,提出了一种基于WiFi的煤矿井下智能终端设计方案,详细介绍了该终端的硬件与软件设计。该终端集环境信息采集、人员定位和信息交互功能于一体,利用采集的井下环境温度、瓦斯体积分数等实现对井下环境信息和人员信息的实时感知;通过获得AP的RSSI反馈给监控中心进行井下人员定位;矿工通过人机交互界面查看监控中心发送的调度信息、救援信息或者发送报警信息到监控中心。该终端功耗低、实时性高、灵活性强,具有良好的应用前景。     

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。     

基于S3C2410的井下WiFi便携终端的设计

设计了基于WiFi技术的煤矿井下信息设备终端,利用WiFi无线局域网技术和VoIP语音处理技术,通过采用嵌入式微处理器S3C2410和Linux操作系统作为软件平台可实现VoIP语音通话、人员定位和环境监测等功能。各项功能都已经通过试验,通话时语音清晰,无明显延迟,可以满足井下生产应用的需要。同时终端还具有良好的可扩展性。     

基于WiFi和ZigBee的井下人员无线跟踪与定位系统的设计

针对现有矿山人员定位系统成本高、安装复杂、只能区域定位等问题,提出了一种基于WiFi和ZigBee技术的井下人员无线跟踪与定位系统的设计方案和一种符合矿山实际要求的基于一维线性空间的实时定位方法,详细介绍了该系统的软硬件设计。该系统采用WiFi技术组建无线语音局域网络,采用ZigBee技术组建无线传感器监测网络,通过井下综合分站同时发射WiFi和ZigBee无线信号,实现了井下实时通信信号和定位信号的覆盖。该系统已实际应用,效果良好。     

基于802.11n的多功能无线传输平台的设计与应用

针对现有煤矿井下人员定位系统存在功能单一、定位精度不高的问题,设计了一种基于802.11n的煤矿本安型多功能无线传输平台。该平台基于802.11n传输协议和采用信号强度测量模块,不仅实现了数据、语音和视频等的高速传输,还可同时通过WiFi信号实现井下人员的实时定位。煤矿井下实际测试结果表明,该平台的无线传输速率达到了120Mbit/s,信号覆盖范围为500m,实时定位精度为9.68m,满足了煤矿安全信息的传输要求。     

井下低功耗WiFi手持终端设计

针对传统手持设备在煤矿井下通信困难且待机时间短的问题,提出了一种低功耗WiFi手持终端的设计方案,介绍了该手持终端的硬件电路和软件的设计。该终端利用PXA322处理器完成音频、图像和视频数据的采集与传输;针对WiFi网络搜索费电这一现象对电源进行可编程管理设计。实验结果表明,该手持终端通信可靠,省电耐用,完全满足井下生产应用的需要。     

基于WiFi技术的井下多功能便携终端的设计与实现

针对井下信息设备各成体系、维护困难的问题,设计了一款基于WiFi技术的多功能便携终端。该多功能便携终端采用WiFi模块实现无线局域网的接入,其硬件电路以ARM嵌入式微处理器为核心,应用软件以嵌入式Linux为平台,可实现VoIP语音通话、人员定位、环境监测等多种功能。     

煤矿井下Android可视语音通信终端设计

提出了一种基于低功耗ARM Cortex-A8内核的煤矿井下可视语音通信终端设计方案,详细讨论了可视语音通信终端的功能、硬件组成和软件模块。该方案在Android嵌入式操作系统平台上,结合SIP协议和语音视频编解码器实现井下终端的可视语音通信功能。测试结果表明,可视语音通信终端整机功耗可控制在20W以内,能够实现本质安全设计;终端进行语音对讲时CPU负荷很轻,处理视频压缩和显示时,CPU平均使用率能够保持在50%以下,性能满足可视对讲需求。     

煤矿井下精确定位系统研究

针对现有基于RFID,ZigBee,WiFi等技术的煤矿井下人员定位系统定位精度较低的问题,提出了融合可见光通信和惯性导航系统的煤矿井下精确定位系统。该系统以煤矿井下LED照明灯作为LED可见光定位基站,利用智能信息矿灯内置CMOS摄像头接收可见光信号进行定位,利用智能信息矿灯内置加速度传感器和陀螺仪数据进行时间积分得到井下人员运动轨迹和方向,并通过智能信息矿灯识别LED可见光定位基站的ID编码信息重新定位来修正惯性导航数据,从而实现精确定位。在煤矿井下布置8个LED可见光定位基站,通过5台智能信息矿灯以正常速度移动来测试系统定位精度,结果表明系统定位误差小于1m,满足煤矿井下人员定位精度要求。     

WiFi无线通信系统在井下打钻点中的应用

介绍了WiFi无线通信系统的特点及其在石壕煤矿井下瓦斯打钻点中的应用。实际应用表明,WiFi无线通信系统很好地实现了井下瓦斯巷打钻点的视频监控和语音通话功能,地面调度中心能根据井下的现场图像及时地作出调度。     

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。     

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。     

一种大功率多光口本安万兆交换机设计方案

针对目前煤矿井下通信中日渐增多的带宽需求和通信要求,提出一种大功率多光口本安万兆交换机的设计方案。硬件电路由万兆交换电路、隔离电源模块、电源管控单元、DDM及光模块电路组成,软件设计基于嵌入式Linux操作系统。该多光口本安万兆交换机符合本安设计要求,适用于煤矿井下复杂恶劣的工作环境、支持万兆上行通讯或组成冗余环网,多个光口可依现场环境配置为万兆或千兆,具有很高的可靠性和实时性,满足井下工业以太网本安终端设备的数据传输要求。     

煤矿自动化与信息化技术回顾与展望

目前,煤炭在我国能源生产结构中的占比为74.29%,在我国能源消费结构中的占比为71.26%,又是廉价、供应可靠、可洁净利用的能源,它与石油、天然气相比储产比最大,而核电、水电、风电等能源规模又无法与其相比,因此,煤炭仍将是我国的主要能源。"十一五"期间,煤矿安全监控、煤矿井下人员位置监测、煤炭产量远程监测、全矿井移动通信、无人值守远程监控技术及系统取得了突破和快速发展,在煤矿安全生产工作中发挥着重要作用。今后还需进一步加强传感器无盲区布置方法,基于煤矿安全监控系统的瓦斯、火灾、冲击地压等煤矿重大灾害预警技术,无人工作面遥控技术,本质安全无线通信与光纤通信技术,煤矿井下人员精确定位技术,煤矿井下生命探测技术,基于3D GIS的煤矿安全生产管理信息系统等的研究。     

基于VB6.0的无线瓦斯监测系统的软件设计

针对煤矿监控系统采用有线通信方式无法实现信息灵活采集的问题,构建了基于VB6.0的无线瓦斯监测系统,主要介绍了基于VB6.0的无线瓦斯监测系统软件的设计。该软件通过CAN总线网络接收数据采集终端发送的瓦斯数据信息,根据数据帧内容确定作业地点、作业人员、瓦斯浓度,并将数据存储在SQL Server 2000数据库中,从而实现了瓦斯浓度超限报警、实时数据显示、人员定位信息查询等功能。