漢明科技礦井通信系統(tǒng)設計方案(共21頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上井下通信系統(tǒng)設計方案專心-專注-專業(yè)目 錄1 項目說明1.1 項目背景近幾年煤炭企業(yè)頻繁發(fā)生重特大安全生產(chǎn)事故，給國家和人民帶來巨大的生命財產(chǎn)損失，政府和企業(yè)因此共同將煤礦安全生產(chǎn)的信息化工作提上空前的高度。煤礦企業(yè)的調(diào)度通信和行政通信系統(tǒng)經(jīng)過多年建設和發(fā)展，雖取得了較大的成效，但是缺乏成熟的井下移動通訊解決方案。礦井工人和工作人員的實時無線語音數(shù)據(jù)通信要求非常迫切，井下人員所處位置更新、井下生產(chǎn)的動態(tài)數(shù)據(jù)上報、地面通知的實時下達等都顯示出井下通信系統(tǒng)業(yè)務的特殊性和重要性。為完善礦井信息化建設，qq煤礦需要一套能滿足對語音通話和語音調(diào)度高質(zhì)量要求的先進無線通信系統(tǒng)。項

2、目可行性 系統(tǒng)采用WiFi無線以太網(wǎng)技術(shù)作為井下移動通信技術(shù)實現(xiàn)方案，WiFi技術(shù)是成熟的、標準化的、目前正得到廣泛應用的新一代移動通信技術(shù)，支持多種WiFi數(shù)據(jù)終端接入，具有高帶寬、強抗干擾、小型靈活等技術(shù)優(yōu)勢，能有效解決目前井下無線通信功能單一、抗干擾性差、容量小、技術(shù)水平落后等問題；WiFi 技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)得到廣泛的應用。1.2 項目預期目標系統(tǒng)建成后，能實現(xiàn)井上井下礦區(qū)內(nèi)外的語音通信功能；井下無線信號要求需要覆東翼軌道大巷、西翼軌道大巷、軌道上山、皮帶上山、軌道下山、皮帶下山及行人回風巷和主井位置通往采掘面的部分巷道。 2 總體設計2.1 系統(tǒng)設計說明qq煤礦井下通信系統(tǒng)主要完成井上井

3、下礦區(qū)內(nèi)外的語音通話功能。在qq煤礦方案設計中，我們采用標準的工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議，可方便實現(xiàn)遠程通信和跨網(wǎng)通信，還可為井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)、視頻監(jiān)控、井下傳感器數(shù)據(jù)無線傳輸、井下廣播提供升級。而無線覆蓋采用成熟的WiFi技術(shù)，在橫截面積12平方米無岔路直巷，無線覆蓋半徑達到500米，在橫截面積6平方米（2米多寬、2米多高）的窄巷，無岔路直巷情況下的覆蓋半徑為350米，相比其他廠家的產(chǎn)品，可在同樣無線覆蓋范圍的條件下，用較少數(shù)量的分站，減小用戶投資的成本。井下分站順著巷道走向作樹形延伸，同地面的交換機等設備一起構(gòu)成百兆光纖工業(yè)以太網(wǎng)，同時作為井下的無線覆蓋，實現(xiàn)語音通信功能。整個網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)為環(huán)形

4、+樹形，分站之間的連接線纜為百兆光纜，通信容量大且抗干擾能力強；應用軟件采用B/S架構(gòu)，采用MYSQL做為數(shù)據(jù)庫管理工具。說明：如果已經(jīng)設計安裝了井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，漢明系統(tǒng)可接入利用其作為骨干，以提高全網(wǎng)的可靠性和為客戶節(jié)省費用。如果井下沒有工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，漢明系統(tǒng)可通過井上環(huán)網(wǎng)交換機構(gòu)成環(huán)網(wǎng)。2.2 系統(tǒng)設計依據(jù)GB3836.1-2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第1部分 通用要求GB3836.4-2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第4部分 本質(zhì)安全型“i”MT209-1990 煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求MT210-90 煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品基本試驗方法M

5、T/T286-1992 煤礦通信、自動化產(chǎn)品型號編制方法和管理辦法MT/T772-1998 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)主要性能測試方法MT/T899-2000 煤礦用信息傳輸裝置2.3 系統(tǒng)設計原則qq煤礦井下通信系統(tǒng)在設計過程中綜合考慮了以下基本原則：（1）滿足井下無線功能要求；（2）在達到規(guī)定的安全指標的基礎上，確保系統(tǒng)的性能指標，如覆蓋率指標，要把主要運輸大巷和重要的上下山巷道全部覆蓋。（3）控制系統(tǒng)成本，節(jié)省用戶開支，保證系統(tǒng)的適用性；（4）提高可維護性，降低維護成本，降低系統(tǒng)壽命周期內(nèi)總體運行費用；（5）系統(tǒng)要容易施工、容易維護、可靠耐用；（6）模塊化設計，無論是硬件還是軟件，各個分層間結(jié)構(gòu)清楚，

6、完全標準化，便于系統(tǒng)升級和網(wǎng)絡擴容；（7）采用標準TCP/IP接口，兼容性好，接口方式靈活，能滿足煤礦信息化建設不斷發(fā)展的要求，可與各種應用軟件或數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)對接，接口標準，便于未來進一步開發(fā)，相互傳遞數(shù)據(jù)。3 系統(tǒng)規(guī)劃3.1 系統(tǒng)組成系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡設備、終端設備和應用軟件組成，系統(tǒng)組成如圖1所示。（1）網(wǎng)絡設備：主要為調(diào)度室交換機、井口分站以及井下分站。分站除了作網(wǎng)絡設備外，還作井口和井下的無線覆蓋，以實現(xiàn)語音通信功能。（2）終端設備：終端設備主要有本安型手機。（3）應用軟件：應用軟件主要包括語音調(diào)度軟件防爆攝像頭調(diào)度電話服務器網(wǎng)絡交換機地面井下公用電話網(wǎng)地面分站W(wǎng)IFI手機語音網(wǎng)關(guān)井下環(huán)網(wǎng)交

7、換機本安手機綜合分站圖 1 系統(tǒng)組成示意圖3.2 無線覆蓋3.2.1 井下覆蓋井下無線覆蓋由94臺分站組成，分別用于覆蓋東翼軌道大巷、西翼軌道大巷、軌道上山、皮帶上山、軌道下山、皮帶下山及行人回風巷和主井位置通往采掘面的部分巷道的覆蓋，保證井上井下有效通話。詳細設計說明如下：¨ 井下覆蓋共需94臺分站，設計光纖使用52Km。¨ 設計11臺分站完成對箕斗井附近巷道、西翼皮帶巷、東翼皮帶巷、東翼軌道巷的巷道覆蓋¨ 設計11臺分站完成對2300軌道上山、2300皮帶上山、303中部車場、9100軌道巷的巷道覆蓋¨ 設計7臺分站完成對2100軌道上山、2100皮

8、帶上山及周邊的巷道覆蓋¨ 設計14臺分站完成對2700軌道下山、2700皮帶下山、-480南翼運輸大巷、-480北翼運輸大巷、-480集中皮帶巷、-480集中軌道巷、-480集中運輸巷等巷道的覆蓋¨ 設計16臺分站完成對2600軌道下山、2600皮帶下山、三水平皮帶巷、三水平軌道巷、三水平軌道下山、三水平皮帶巷二期等巷道的覆蓋設計4臺分站完成對北二運輸大巷的覆蓋¨ 設計33臺分站完成對重要的行人巷道、皮帶巷道、運輸巷道的重要支巷和一些變電所、絞車房、水倉等重要巷道和地點。¨ 預留2臺分站做備用。圖 2-1井下東翼、西翼區(qū)域巷道分站布置圖圖 2-2 305

9、中部車場區(qū)域巷道分站布置圖圖 2-3 2100軌道上山、2100皮帶上山區(qū)域巷道分站布置圖圖 2-4 主井、2900皮帶下山、2900軌道下山區(qū)域巷道分站布置圖圖 2-5 2600軌道下山、2600皮帶下山、三水平軌道下山區(qū)域巷道分站布置圖圖 2-5 2600軌道下山、2600皮帶下山、-480北翼運輸大巷三水平軌道下山區(qū)域巷道分站布置圖3.2.2 無線覆蓋效果分站在井下的有效覆蓋半徑設計為400-500m，天線采用全方向覆蓋。井下的分站信道設置為12信道，SSID設置統(tǒng)一，實現(xiàn)井下手機的無縫漫游切換。 井下覆蓋達到80%，在各個重點區(qū)域，利用增加分站的架設來達到有效的信號覆蓋。最終實現(xiàn)整個井

10、下通暢的語音通話效果。 3.3 設備連接和網(wǎng)絡接口（1）井下分站提供3個網(wǎng)絡接口（光口或者電口）；（2）分站之間以及分站和交換機之間均采用4芯光纜連接。3.4 網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)和IP地址分配3.4.1 網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡采用環(huán)形加樹形拓撲結(jié)構(gòu)。拓撲結(jié)構(gòu)圖如下：圖 3 井下分站網(wǎng)絡拓撲圖3.4.2 IP地址分配 所有分站固定分配IP地址，手機也固定分配IP地址，設置在一個網(wǎng)段里。3.5 系統(tǒng)功能 （1）系統(tǒng)可實現(xiàn)井下手機與手機之間、井下手機與井下固定電話、井下手機與調(diào)度電話之間、井下手機與地面手機之間、井下手機與地面固定電話間的雙向通話。 （2）系統(tǒng)能與其它設備復用井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的信息傳輸平臺，運行

11、穩(wěn)定、可靠性好，無須鋪設獨立的通訊線路，實現(xiàn)真正意義上的多網(wǎng)合一功能； （3）系統(tǒng)可通過網(wǎng)關(guān)設備與調(diào)度系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)無縫連接。 （4）系統(tǒng)基于工業(yè)以太網(wǎng)平臺傳輸，最大支持基站數(shù)不少于200臺，傳輸距離不小于30km； （5）如果配置調(diào)度臺，系統(tǒng)可實現(xiàn)強拆、強插、群呼、組呼等調(diào)度功能，還可以配置錄音功能、會議功能。（6）系統(tǒng)具有短信功能。（7）脫網(wǎng)通信：手機具有對講功能，在沒有服務器以及脫網(wǎng)的狀態(tài)下也可以通話，此時手機之間是自組網(wǎng)，相互間直接通話。（但需要互相有信號覆蓋）3.6 2 應用說明（1）系統(tǒng)可以實現(xiàn)井下手機用戶的語音移動通信功能。（2）井下分站配套的備用電源具有在斷電情況下支持分站工作

12、2小時的能力。系統(tǒng)可以在斷電的情況下持續(xù)提供覆蓋區(qū)域的通信能力，為應急救援提供通信保障。井下分站間還有無線中繼能力，此功能也為應急救援提供了有力的保障。（3）系統(tǒng)可方便擴展，隨著巷道的掘進實現(xiàn)快速擴容，并可接視頻及廣播，為系統(tǒng)擴展應用預留接口。4 系統(tǒng)配置4.1 系統(tǒng)主要電性能參數(shù)¨ 工作電壓² 地面設備：AC220V；² 井下設備：n 分站電源：AC127V/220V/380V/660v；n 分站：DC15V；² 手機：DC3.7V。¨ 最大傳輸距離² 手機與分站之間的最大無線可靠通信距離500m；² 分站之間最大傳輸距離

13、10km以上。¨ 最大容量² 系統(tǒng)允許接入的最大分站數(shù)量為200臺以上；² 單分站可同時通信手機數(shù)：15路通話；² 系統(tǒng)最大手機數(shù)量不限（但軟交換系統(tǒng)需根據(jù)要求配置容量）¨ 無線部分技術(shù)參數(shù)² 工作頻段：2.4GHz；² 傳輸協(xié)議：IEEE802.11g；IEEE802.15.4¨ 系統(tǒng)誤碼率：不大于10E-8。4.2 材料清單系統(tǒng)配置清單如下：本安基站本安電源本安手機IP語音調(diào)度平臺定向天線2光2電光纖收發(fā)器語音網(wǎng)關(guān)本安交換機無線攝像機功分器防爆外殼WIFI定位軟件和定位標簽IP廣播系統(tǒng)無線CPE地面3G單兵應急

14、系統(tǒng)5 系統(tǒng)主要設備5.1 綜合分站圖 5礦用本安型讀卡分站防爆標志為Exib。特點：a）多功能：分站內(nèi)置光電收發(fā)器，不需要井下交換機、基站控制器和中繼器等設備。 b）結(jié)構(gòu)設計合理、體積小巧，輕便，非常便于安裝和維護。c）傳輸距離遠：有線傳輸距離10千米以上，無線通信高達500米。d）可移動性：分站無線通信方式提供了高度的便捷性，使設備可根據(jù)實際情況移動。一旦某一區(qū)域不再需要使用，如采掘面的采掘工作全部完成，可把該區(qū)域內(nèi)的分站移到其他需要的地方或者回收上來備用。主要技術(shù)指標¨ 重量：8千克（含內(nèi)置光電收發(fā)器）；¨ 工作電壓：DC 15V；¨ 天線類型：全向天線；&

15、#168; 無線覆蓋半徑：500米（橫截面積12平方米無岔路直巷）；¨ 光纜最大傳輸距離：不小于10千米；¨ 分站與分站通信 ² 無線頻段：2.4GHz；² 無線通信距離：500米（橫截面積12平方米無岔路直巷）；² 有線：單模光纖； ¨ 分站與手機通信 ² 接收靈敏度：-75dBm/m；² 無線通信距離不小于500m（橫截面積12平方米無岔路直巷）；² 每臺分站可以容納15路通話。¨ 配套電源含2小時備份電池。 ¨ 有線光信號接口² 接口數(shù)量：3個以太網(wǎng)光信號接口；

16、8; 傳輸方式：以太網(wǎng)；² 最大傳輸距離：不小于10km； 5.2 礦用本安型手機圖 7 KT156-S本安手機防爆標志為Exib。礦用本安型手機是專門為礦井設計的無線通話終端設備。該手機為WIFI手機，可在礦用本安型讀卡分站的無線覆蓋范圍內(nèi)進行語音通話，可實現(xiàn)手機與手機通話、手機與固定電話通話，并且在網(wǎng)絡覆蓋范圍內(nèi)免費通話。該手機為工業(yè)手機，待機時間長，耐強力沖擊。主要技術(shù)指標¨ 無線接入方式：IEEE 802.11b/g；¨ 工作頻段： 2.4GHz； ¨ 接收靈敏度：-75dBm；¨ 無線通信距離：500米；¨ 振鈴響度：70dB。¨ 待機時間：5天；¨ 通話時間：4小時；¨ 工業(yè)手機設計、防塵、防水、防震5.3 KDW16A礦用隔爆兼本安型不間斷電源箱KDW16A礦用隔爆兼本安不間斷電源箱是直