煤矿井下无线传输衰减分析测试与最佳工作频段研究

5G,UWB,ZigBee,WiFi6等矿井移动通信、人员及车辆定位、无线传输等技术在煤矿井下应用,促进了煤矿安全生产和煤矿智能化建设。然而受电气防爆的限制,煤矿井下无线发射功率不大于6 W,制约着矿井无线传输距离,增加了基站用量和系统成本,不便于系统使用和维护。在无线发射功率受电气防爆限制的条件下,选择传输衰减较小的无线工作频段,可有效提高无线传输距离,减小基站用量和系统成本。为满足矿井无线传输工作频段选择与优化的需求,在国家能源集团国神公司三道沟煤矿的辅助运输大巷和综采工作面分别进行了700 MHz～6 GHz频段的无线传输测试,并对测试结果进行了分析,提出了矿井无线传输优选频段：(1)辅助运输大巷无线传输的最佳工作频段为700～910 MHz。(2)综采工作面无线传输的最佳工作频段为700～1 710 MHz。(3)辅助运输大巷无线传输衰减比综采工作面无线传输衰减小,且随着频率增大,辅助运输大巷与综采工作面无线传输衰减的差值变小。(4)矿井无线传输的最佳工作频段为700～1 710 MHz。     

NRF24L01组网方式

NRF24L01是一款由NORDIC公司生产的无线传输模块,它的工作频段是世界上通用的频段。空中的最大传输速率可达,而且功率非常低,当工作在接收模式下时,为最大电流,工作在发送模式下时,为最大电流。没有加功率芯片的NRF24l01模块的传输距离最近:空旷条件下,传输的距离为15米,传输的距离为30米,传输的距离为50米,如果是外加天线的话传输距离会更远。功率加强版的模块NRF24L01+在空旷条件下传输距离可达110米。其最大的特点是不仅能实现一对一的点对点通信,还能实现最大为六对一(六个发送端一个接收端)的多机通信。本文主要介绍如何利用NRF24L01实现基于STC89C52单片机的无线多机通信。     

矿用5G频段选择及天线优化设置研究

矿井无线通信和矿用5G移动通信技术是煤矿智能化关键技术之一。为提高煤矿井下无线传输距离、绕射能力及无线通信系统的稳定性和可靠性,减少基站用量、组网成本和维护工作量,研究了矿用5G工作频段和基站天线位置对无线传输损耗和传输距离的影响。主要结论如下:①煤矿井下无线发射功率受本质安全防爆限制,接收灵敏度受电磁噪声限制,天线增益受本质安全防爆和巷道空间限制。在煤矿井下无线发射功率、接收灵敏度、天线增益受限的情况下,应通过优选无线工作频段和优化天线设置位置,提高矿井无线传输距离和绕射能力,提高系统稳定性和可靠性,减少基站用量、组网成本和维护工作量。②矿用5G工作频段应优选700 MHz。煤矿井下700 MHz频段与现有5G其他工作频段2.6,3.5,4.9 GHz相比,具有无线传输损耗小、无线传输距离远、绕射能力强、基站用量少、组网成本低和维护工作量小等优点。③提出的传输损耗/位置变化率分析方法便于分析巷道横向不同区域位置变化引起的无线传输损耗变化情况。④无线基站天线应靠近巷帮设置,距巷帮不小于0.01 m,垂向位于巷道高度约2/5处。这样既不影响行人和行车、便于安装维护,也可以满足无线传输损耗较小、无线传输距离较远的要求。⑤矿用手机、人员定位卡、便携式无线甲烷检测报警仪、多功能无线矿灯、便携式无线摄像机、便携式无线仪器设备、可穿戴无线设备、车辆定位卡、车载无线设备、无线摄像机、无线传感器、物联网设备等无线终端,在不影响使用的条件下应尽量靠近巷道中心,以提高无线传输距离。     

H.264编码和SHDSL传输技术在井下电视的应用

井下电视应用一直受到传输速率的影响,数字井下电视可以分析并解决井下复杂状况问题。采用H.264编码技术可以在相同带宽传输更高的图像质量,以及采用单对线高速数字用户线(SHDSL)技术可以解决井下传输距离与速率相矛盾的问题。该传输技术具备自适应能力来适应同轴铠甲电缆,对传输介质降低了要求且节省成本。通过以上两种技术可以解决井下图像传输距离短和分辨率低的问题,并提高井下数据传输速率。     

矿井无线通信系统的频率选择

在研究了井下地质条件和生产环境对通信频率的影响因素基础上,确定了井下无线通信传输的较佳频段,并提供了井下蜂窝通信基站的布置方案。     

基于TRF6900的远程数据采集系统的设计与实现

TI公司的无线收发芯片TRF6900是工作在850～950MHz ISM频段的低功耗无线收发芯片,与普通无线收发芯片相比,非常适合在复杂的电磁环境下实现距离范围在1000米以内的无线移动通信;通过对TRF6900芯片的功能分析,论述了基于该芯片构建远程数据采集系统的原理及实际电路的设计,该系统提高了井下数据采集的速度和灵活方便性;应用结果表明,该系统运行稳定可靠,检测精度高,具有一定的实用性和推广价值.     

从3公里到5公里

道千兆位以太网联盟主席Tony Lee于4月来到北京,为人们带来了关于千兆位以太网技术方面的最新消息:9微米的单模光纤传输距离已经由原来的3公里提高到了至少5公里(使用1000Base-LX收发器;62.5微米的单模光纤传输距离由原来的440米提高到了至少550米(使用1000Base-LX)。 Tony Lee是Extreme公司的产品经理。Extreme公司成立于1996年5月,公司创始人分别来自Bay、NPI、Sun公司,其主要产品Summit系列交换机有以下特点:支持千兆位以太网和     

传导无界“线”通过红外装置控制手机

红外线端口(又叫做IrDA资料,IrDA控制,或者IrDA Air)是红外线资料协会(Infrared Data Association)的规范。红外线控制埠是最常见的红外线接口形式。红外线信号沿视线方向传播,其传送光束的最大角度为30度,在5米范围内可以获得75kbps的双向资料传送速率(实际运用中会有所不同),最新的一项红外线数据传输标准是一种短距离解决方案,该解决方案中传输的距离可达2米,同时得到9600bps到4Mbos的传输率。     

到底谁更好？——2.4GHz、蓝牙无线耳机安全体验

一直以来,消费类无线耳机大多是低端采用红外传输信号,中高端则基于UHF频段,但是无线耳机无论采用以上何种无线技术,在抗干扰和稳定性方面都很难让人满意。以我们前段时间评测的一款基于UHF频段的无线耳机来说,在传输距离方面表现确实不错,基本能在25米开外正常接收。     

煤矿井下电磁干扰对通信和监控系统的影响分析

文章从电磁波在矩形巷道中的传输特性出发,分析了电磁波低于和高于截止频率的衰减特性,总结了井下各种电磁辐射干扰源产生干扰的情况。通过对井下电磁干扰实测数据的分析,得出井下电磁干扰的频段主要为500 MHz以下;当干扰源与通信和监控系统的距离为几米远时,其对系统基本不会产生影响。     

现代无线电通信技术之通信方法拓新

早在七十年代,人们开始研究无线电通信技术.无线电通信技术有线电通信相比,具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点,备受市场的青睐.     

信道长度翻一番——朗讯OptiSPEED PLUS扩展千兆位以太网传输距离

朗讯科技推出千兆位以太网光纤布线解决方案SYSTIMAX SCS OptiSPEED PLUS。OptiSPEED PLUS扩展了千兆位光纤以太网的传输距离多达一倍,支持信道长度可达600米,同时信道可支持5个光纤连接头。OptiSPEED PLUS 采用的基于业界标准的62.5微米多模光纤应用,支持1000BASE-SX 及1000BASE-LX 的传输距离均达到600米。其中1000BASE-SX 由标准规定的300米扩展到600米,1000BASE-LX 则没有了标准要求的跳线模式调整的限制。OptiSPEED PLUS 提供端对端性能保     

矿用载波技术

<正> (一)关于传输线的基本概念井下传输信号的距离,少则数十一数百米,多则一二十公里。在这样的距离内,对于50赫工频而言,输电线一般可用一组集中的参数——串联的电阻、电感和并联于线间的电容和绝缘电阻(漏电导)     

深入认识IEEE1394接口

IEEE1394接口标准1995年,美国电气和电子工程师学会(IEEE)制定了IEEE1394标准,它是一个串行接口标准,但它能像并联SCSI接口一样提供同样的服务,并且其成本低廉。它的特点是传输速度快,现在为400Mb/s,以后可望提高到800Mb/s、1.6Gb/s、3.2Gb/s,所以传送数字图像信号也不会有问题。用电缆传送的距离现在是4.5m,进一步要扩展到50m。目前,在实际应用中,当使用IEEE1394电缆时,其传输距离可以达到30m;而在使用NEC研发的多模光纤适配器时,使用多模光纤的传输距离可达500m。在2000年春季正式通过的IEEE 1394-2000中,最大数据传输速率可…     

基于ZigBee的语音通信技术

ZigBee是一种低功耗、低成本的新型短距离无线通信开放性技术标准.它工作频段灵活,使用的频段分别为2.4 GHz、868 MHz(欧洲)及915 MHz(美国),均为免执照频段;传输速率为250 kbps,有效传输距离为10～75 m. 通过在发射端加功率放大器还可以实现更远距离的通信.     

矿山应急救援指挥综合通信系统设计

以矿山应急救援指挥通信系统发展趋势为设计需求,结合三级指挥信息传输模型,提出了一种结合有线SHDSL、无线WiFi和卫星通信技术的矿山应急救援指挥综合通信系统设计方案。测试结果表明,该系统传输速率高,通信距离长,满足井下语音、视频、环境监测参数和人员生命体征参数等多种实时数据融合通信的需要。     

人体通信的信号传输机制与特性研究

针对人体通信的信号传输机制和传输特性,建立多层组织结构的人体通信系统模型,采用时域有限差分法从电磁场与人体相互作用的角度对其进行探讨。仿真结果表明,在人体通信中,信号在人体表面的传播具有表面波的特征,电磁场在平行和垂直于人体表面的方向上具有不同的衰减常数,在0~1000 MHz的频率范围内,500 MHz~600 MHz是最佳的人体通信频段,在收发器与人体表面相隔一定距离的情况下,同样可以获得较好的通信效果。     

智能控制技术在矿井提升设备中的应用研究

提升机是井下生产过程中运输人员和物资的主要设备,目前工作环境差、工作强度高、故障率较高等现状,制约着井下正常生产,难以满足井下安全高效运输人员物料的要求,利用PLC监控技术和变频技术,可以实现对提升机的实时动态控制,提高提升机的耐久性和安全性,实践表明,具有一定的使用价值.     

基于CAN总线的煤矿瓦斯与环境监测系统设计

针对传统的井下瓦斯监测因采用人工检测方式而导致非实时性及易出错等问题,结合井下生产环境复杂、传输距离长、监测范围广的特点,提出了一种基于CAN总线的煤矿瓦斯与环境监测系统的设计方案。该系统以AT89S52单片机为下位机系统核心,利用单总线及多传感器技术对井下温度、风速、瓦斯浓度等多种环境参数进行自动监测,并通过CAN总线将数据实时传送给上位机。实验结果表明,该系统具有较高的稳定性、可靠性和抗干扰能力。     

监控系统长距离以太网解决方案

由于传统以太网100米传输距离的限制，网络监控系统的监控距离受到了制约。目前已有厂家推出以太网物理层芯片，使10M以太网在普通网线上的传输距离可达到1000米以上，从而扩展了网络监控系统的监控范围。本文重点介绍了此类芯片的特性、应用模式，以及与现有解决方案相比的优势。[编者按]