矿用无线通讯系统和矿用无线摄像仪通讯系统可行性报告

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  KTW125矿用无线通信系统…

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  泰安丰华无线电厂
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  庆法
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  山东省泰安市泰山区

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矿用手机通讯可行性报告

目录

第一章矿用无线通讯系统介绍...- 1-

1.1矿用无线系统的优势...- 1-

1.2 a矿用无线通讯系统的功能...- 2-

1.3矿用无线通讯系统的扩展性能...- 3-

1.4矿用无线通讯系统的组成框图及硬件...- 4-

1.4.1系统连接示意框图...- 4-

1.4.2网络拓扑图...- 6-

第二章矿用无线通讯系统主要硬件设备介绍...- 7-

2.1井上设备...- 7-

2.1.1软交换平台...- 7-

2.1.2语音网关...- 8-

2.1.3井上基站...- 8-

2.1.4核心交换机...- 8-

2.2井下设备...- 9-

2.2.1矿用本安型交换机部分...- 9-

2.2.2矿用本安无线基站部分...- 14-

2.2.3矿用本安型光纤接线盒...- 19-

2.2.4矿用本安型手机...- 20-

第三章项目设计依据、目标和原则...- 22-

3.1设计依据...- 22-

3.2设计目标...- 23-

3.3设计原则...- 23-

3.3.1高可靠性和可用性原则...- 23-

3.3.2先进性原则...- 23-

3.3.3标准化、规范化原则...- 23-

3.3.4兼容性、开放性和扩充性原则...- 23-

3.3.5经济性原则...- 23-

3.3.6安全性最高的原则...- 24-

附2:小灵通黯然退市,wifi技术后劲勃发...- 27-

对于每个煤矿,他们遇到的问题是:ktw125矿用无线通信系统采用的是小灵通技术,2011年底小灵通清频退网,严格意义上小灵通已经属于淘汰产品了,再上小灵通已无多大必要,因为小灵通设备的原厂家ut斯达康已经关门不生产了,中兴的小灵通也不会再生产了,备件和售后服务会是很大问题,综合各方面原因,如没必要,小灵通将不是首选。那么什么东西能取代它成为热点哪,答案:vifi手机网络。
vifi手机网络在泰安目前还没有一家做的,对于做矿压系统的厂家而言,加上这个系统,最大的优点是可以在矿压的系统基础上,再增加手机就可以建成网络,非常节约成本,不需要再单独建基站,而建基站是耗费很大投资的。换句话说,只要客户要了矿压系统,那么手机系统也基本上要用同一家的,因为其他厂家的还要重复建基站。
目前形势如果加入手机系统,就能在泰安做矿压的同行内建立优势,使矿压系统具有独到的特点,能给客户增值,同时每个矿工一部手机,还可以起到很好的宣传作用。
另外本系统有把握,速度快,约几个月拿证,只需要在矿压的基础上再加2个证就可以组成系统。第一章矿用无线通讯系统介绍1.1矿用无线系统的优势
1全数字化,是通讯发展的趋势;
2采用以太网络和voip技术;
3可以多系统共用主体网络,可以和矿井信息化建设共用千兆环网交换机和光缆,减少了施工量,节约资金。在没有安装环网的煤矿,可以为远程控制、集中调度、视频监控等提供接口和光缆线路;
4能够复用矿务局与煤矿之间、煤矿与煤矿之间的计算机网络,实现跨区域通讯。
5一个基站允许16部手机同时通话,可以群呼、组呼,满足应急救援的需要。占线的几率比较低;
6一个基站双向覆盖距离700米---900米(受天线馈线长度、环境湿度、巷道空间等影响)。一个基站标配2个天线,在多岔口可以扩展到4个天线。天线分体设计便于覆盖角度调整。
7基站多种接入方式(大巷用光缆接入,工作面用双绞线接入,100米以内用网线接入),基站全本安设计。
8多种设备供电方式:近端供电和远端供电。
9多种交流电接入电压:127v,380v,660v
10井下设备有备用电源,断电后可持续工作两个小时以上;
11针对煤矿采掘面的特点,设计了一款能进入采掘面的基站,可以远程供电、双绞线接入、全本安设计。
12基站脱网工作,手机脱网通讯。即使井下基站与服务器中断隔离,手机仍可以建立通话。
13系统可以支持点对点短信,点对多点短信。
14手机待机时间可达100小时,持续通话5小时。
15调度无人值守,手机可以和调度进行绑定,同时振铃。
16遗漏提醒,;
17可以为井下摄像机提供链路。
18井上、井下基站可以实现无线上网;
19系统频率2.4g,属于工业自由频段,不用向无线电管理委员会申请;
1.2矿用无线通讯系统的功能
1实现井上井下通讯一体化、有线无线一体化、调度通讯行政通讯一体化,用户井上、井下漫游。
2有控制台(软件)
(1)组呼、群呼。
(2)调度强插、强拆。
(3)多通道同时录音、具备一个放音通道。
(4)有录音功能:多通道同时录音、具备一个放音通道。
(5)实时功能:随时分机的。
3查询功能,可计费。
4具有呼叫转移功能
5对手机可进行等级限制,设置不同的呼叫权限用户
6有系统维护功能:系统具备计算机管理及维护、系统测试、远程维护功能
7遗漏通知功能:手机关机或不在服务区,所有来电留有记录,一旦手机开机或到达服务区时,以短信形式通知,包括来电号码、拨打时间等信息;
8绑定功能:可实现手机与手机,手机与固话之间的绑定,拨打任一终端时,同时振铃。
9一键拨号
10用户状态语音提示
11脱网通讯
12手机终端功能:
1)来电显示
2)状态概要显示
3)呼叫等待,呼叫保持
4)有密码保护功能
5)短信息功能:可实现点对点手机短信功能。
1.3矿用无线通讯系统的扩展性能
1百兆传输速率提高到千兆传输速率,并支持视频传输;
2可以接入无线摄像机:
当前的视频监控仅仅是对固定位置的监控,某些重点位置如采煤面、综掘面等都还属于视频监控盲区,这些地区布线困难,不便于移动监控。可以应用视频图像无线网络传输技术,无需布线,实现了对重点区域的动态监控。
以无线摄像机和双绞线高质量视频传输技术为核心的井下移动视频监控系统,其安装在绞车上的无线摄像机和安装在绞车司机旁的计算机让井下无级绳绞车司机、井下斜巷运输绞车司机能看到绞车前方实时场景,像地面开车一样身临其境开绞车。同时实现和前方打点通信、移动通信、广播对讲。
该系统还可用于井下单轨吊移动视频监控、井下瓦斯钻场移动视频监控、井下工作面移动视频监控等,已在多个煤矿成功应用。
矿用本安摄像机
工作电压:dc12v
工作电流:800ma
防爆型式:本质安全型
接口类型:网口/无线
画质:d1(图像格式可调节)
外壳防护等级:ip65
3支持数据上传下载功能:
可以应用无线手持pda设备,对井下各种数据信息进行上传,及时有效。
1.4矿用无线通讯系统的组成框图及硬件1.4.1系统连接示意框图
矿用本安型交换机
矿用本安型无线基站
矿用本安型无线基站
矿用本安型交换机
ups电源
备用电池组
核心交换机
软交换平台
电脑等网络设备等
ac220v交流
供电电缆
固定网络
光纤收发器
kdw660/12b2
矿用直流稳压电源
kdw660/12b2
矿用直流稳压电源
kdw660/12b1
矿用直流稳压电源
kdw660/24b
矿用直流稳压电源
矿用本安型光纤接线盒
井上部分
井下部分
……无……线……信……号……覆……盖……区……
矿用本安型手机
矿用本安型手机
矿用本安型手机

第二章矿用无线通讯系统主要硬件设备介绍2.1井上设备2.1.1软交换平台
矿用无线通讯系统采用软交换技术实现。功能包括:基本通话、调度、会议、录音、检索。同时还能够有效地将音频、视频和数据业务综合起来,能为用户提供完善的多媒体(音频/视频/数据)业务解决方案。
软交换平台介绍:
1.实现井上井下通讯一体化、有线无线一体化、调度通讯行政通讯一体化,用户井上、井下漫游。
2.有控制台(软件)
3.查询功能,可计费。
4.组呼、群呼。
5.调度强插、强拆。具有呼叫转移功能
6.对手机可进行等级限制,设置不同的呼叫权限用户
7.有会议功能:具备召开会议的功能。
8.有录音功能:多通道同时录音、具备一个放音通道。
9.实时功能:随时分机的;
10.有系统维护功能:系统具备计算机管理及维护、系统测试、远程维护功能
11.遗漏通知功能:手机关机或不在服务区,所有来电留有记录,一旦手机开机或到达服务区时,以短信形式通知,包括来电号码、拨打时间等信息;
12.绑定功能:可实现手机与手机,手机与固话之间的绑定,拨打任一终端时,同时振铃。
13.一键拨号
14.用户状态语音提示
2.1.2语音网关
　　语音网关一侧连接传统程控交换机,一侧与ip网连接,实现ip网与pstn的互连互通,将ip网络与固定网络、移动网络完美结合,从而实现对于公网、专网有线、无线用户的综合指挥调度。同时利用语音网关提供的fxs接口可以将处于不同局域网的调度台接入系统,以备局域网出现故障的时候,调度台仍然可以完成基本的通话功能。
　　根据系统不同容量的要求,可以选用不同类型的语音网关与pstn互通。在小容量系统里,可以选用fxo语音网关,利用模拟中继线接入pstn。在大容量系统里,可以利用e1中继网关,同时根据不同的现场情况可以选用isdnpri、一号信令或者七号信令接入。
2.1.3井上基站
为了配合井上无线网络的覆盖提供了一款井上室外性的无线大功率基站(可不选),除了能够满足语音通讯的同时还能够为井上管理办公提供无线上网、中短途数据传输等应用提供服务。
在井口、调度室必须分别安装一个小功率基站,满足井上井下无线通讯的需要。
2.1.4核心交换机
井上的语音网关、监控管理计算机接入地面核心交换机。
2.2井下设备2.2.1矿用本安型交换机部分
交换机为系统网络提供中继和接口,进行数据交换,为矿井信息化提供百兆以太网,主要包括:矿用本安型交换机、矿用直流稳压电源、矿用光纤接分线盒三部分组成,下面我们将逐一介绍每个产品的相关参数。
矿用本安型交换机
具体参数如下:
2支持6路光信号端口,2路rj45信号端口,具有链路备份功能
2传输速率:光信号端口支持10/100m自适应,rj45信号端口10/100/1000自适应
2防护等级:ip54
2防爆形式:本质安全型
2防爆标志:exibⅠ
2额定工作电压:dc12v1dc12v2
2最大工作电流:0.9a0.8a
为矿用本安型交换机提供2组12v本安电源,并提供长达2小时的不间断电源。
具体参数如下:
2额定工作电压:dc12vdc12v
2最大工作电流:0.9a0.9a
2防护等级:ip54
2防爆形式:隔爆兼本安
2防爆标志:exd[ib]Ⅰ
2电缆长度建议不超过3米
2.2.2矿用本安无线基站部分
无线基站是无线网络的接入点、无线收发单元,是移动终端与矿用交换机之间的无线通信传输中转站。无线基站主要包括:矿用本安型无线基站、矿用直流稳压电源箱二部分组成。
2.2.4矿用本安型手机
矿用本安型手机是基于语音的使用灵活的无线ip,矿用本安手机可以替换煤矿企业现用的平台或替换无绳。满足企业构建高性价比无线平台的需求,而且大大增强了通话的灵活性,保障用户的无绳平台平滑的向voip转变,还可共享ip网络(无线局域网)。
基本性能如下:
2额定工作电压:dc3.7v
2工作电流:不大于550ma
2防护等级:ip54
2防爆型式:本质安全型
使用环境:
无强烈振动和直接漏水、淋水处.
环境湿度:0℃-40℃
相对湿度:不大于95%(25℃).
用于含有甲烷和煤尘等混合物的矿井中.
话机规格:
外形尺寸:102.54521
手机重量: 120g
手机电池:充电锂电池,3.7v, 950mah.
充电器:输入ac100-220v / 输出dc 5v1a
协议 :sipv2协议rfc3261/stun、rtp
lcd:彩色lcd18”128160分辨率
无线通讯指标:
工作信道:1--11信道
数据传输速率:1mbps54mbps
发射场强:-17±5dbm/m
接收灵敏度:-80db/m
手机功能:
来电显示;
状态概要显示;
呼叫等待,呼叫保持;
短信息功能: 实现点对点的短信互发、转发、;
最近通话查看:可查看未接、已接、已拨;
脱网通讯: 在没有ip-pbx下实现终端对终端语音通讯
支持分组对讲;
支持一键求助功能;
支持点对点通讯
第三章项目设计依据、目标和原则3.1设计依据
《性环境用防爆电气设备通用要求》gb3836.1-2000
《性环境用防爆电气设备隔爆型电路和电气设备要求》36.2-2000
《性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》gb3836.4-2000
《煤矿安全规程》2007版
《矿用分站》mt/t1005-2006
《矿用信号转换器》mt/t1006-2006
《矿用信息传输接口》mt/t1007-2006
《矿用一般型电气设备》gb12173-90
《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》mt209-90
《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法》mt210-1990
《煤矿用信息传输装置》mt/t899-2000
《矿山电力设计规范》gb50070-94
《微型计算机通用规范》gb/t 813-2000
《信息技术设备的安全》gb 4943-90
《电气产品现场工作可靠性、有效性和维修性数据收集指南》gb 5081-85
《低压电气外壳防护等级》gb/t 4208-93
《关于促进煤炭工业信息化建设的建议》
《智能调度室装备规范》
《外壳防护等级(ip代码)》gb4208-1993
《利用随机数骰子进行随机抽样的方法》gb/t111-1998
《矿用一般型电气设备》gb2173-1990 
《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》mt209-90 
《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法》mt210-90 
《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品质量检验规则》mt211-90 
《煤矿通讯、自动化产品型号编制方法和管理办法》mt/t286 
系统井下设备除满足上述标准及其他相关标准规定要求外,在结构、隔爆接合面、外壳机械强度、坚固件、引入装置及电气安全等均应符合各自产品标准规定的要求。
3.2设计目标
构建煤矿井下无线通讯、系统可采用基于工业以太网平台进行数据传输,为进一步实现数据采集自动化、业务信息集成化、信息管理网络化奠定基础。
3.3设计原则3.3.1高可靠性和可用性原则
系统必须能保证持续运行的高可靠性、稳定性。系统采用先进的层次化设计保证系统能连续稳定的运行。
3.3.2先进性原则
当今社会信息技术的发展变化迅速,各种新技术应用层出不穷现有技术也不断提高,为保证建设后系统的技术在目前阶段处于先进地位且能在今后的一段时间内不被淘汰,系统采用目前先进的工业以太网和voip技术
3.3.3标准化、规范化原则
方案所采用的技术和设备材料等,都必须符合相应的国际标准和国家标准,并符合煤炭行业的相关标准。便于系统的升级、扩充,以及与其他系统或厂家的设备互连、互通。井下所有设备必须为隔爆或本安型设备,且具有防爆合格证和“ma”标志。
3.3.4兼容性、开放性和扩充性原则
系统的软、硬件必须采用模块化、组态化设计,可以方便地进行容量的扩充和功能的升级。系统建设基于矿计算机网络和通信网络,基于web、b/s结构,构建安全生产综合调度系统。
3.3.5经济性原则
系统优化设计,子系统具有标准化、模块化,在实现先进性和保证可靠性的前提下,达到较优的性能价格比;
3.3.6安全性最高的原则
系统具有抗过流、过压、防雷击等保护措施。具有防强电磁场干扰、特殊冲击波的冲击。
附2:小灵通黯然退市,wifi技术后劲勃发
1.小灵通退市:
今年2月初,工信部向中国电信、联通等三大运营商发文,明确要求所有1900-1920mhz频段无线接入系统应在2011年底前完成清频退网工作,以确保不对1880-1900mhz频段td-scdma系统产生有害干扰。同时,要求现在的运营企业应对在用的1900-1920mhz频段无线接入系统停止扩容和发展新用户,不得扩大覆盖范围。这一项措施将迫使正处在这一频段的小灵通退出无线通讯领域,为td-scdma让路。
小灵通是特殊时期的产物,是当年中国电信和中国网通没有移动牌照的无奈之举。由于小灵通低辐射、低资费、号码简短易记,至今仍然受到一些特殊群体,如孕妇、老年人的喜爱。小灵通要退市,很多市民并不甘心就这样与其说再见,他们希望能继续使用小灵通。而比普通百姓更不舍说再见的当数煤矿行业了。由于技术、成本以及最重要的安全等众多因素的限制,gsm/gprs及对讲业务在煤矿行业无法得到有效应用,所以小灵通曾一度统治着煤矿行业的通讯领域。很多人会担心小灵通退市之后,煤矿行业的通讯危机就会随之而来。
实际上,这个退市的消息并不会给煤矿通讯带来太大的冲击。早在2008年,日本的小灵通芯片厂家已经停产,国内主流厂家的ut-斯达康也退出了小灵通市场,国内小灵通的供货已经变得相当紧张。面对这种紧张的局面,一些敏锐的业内人士及供货商开始探寻新的通讯方式及通讯工具,wifi便在人们的视线中脱颖而出。那么,wifi无线网络及其应用终端,是否可以把煤矿行业从这场即将到来的通讯危机中解救出来呢?
技术在煤炭应用前景:
wifi的全称是wirelessfidelity,无线保真技术,又叫ieee802.11b/g,使用2.4ghz附近频段,具有覆盖范围广、传输速度高、布网成本低等特点。井下大都以光纤配无线基站的方式建网,既提高了网络的可靠性也大大降低了建设成本和建设的复杂度。
由于wifi的传输速度远高于小灵通,现在最普及的ieee801.11g可达到54mbps,其下一代产品甚至可以达到300mbps,并且wifi的频段在世界范围内是无需任何电信运营执照的开放频段,因此wlan无线设备提供了一个世界范围内可以使用的,费用极其低廉且数据带宽极高的无线空中接口。我们可以在wifi覆盖区域内快速浏览网页,随时随地接听拨打。而其它一些基于wlan的宽带数据应用,如无线监控、移动办公、流媒体等功能更是值得期待。
另外,ieee802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦,而wifi的实际发射功率不超过25毫瓦,这是一个什么样的概念呢?手机的发射功率约200毫瓦至1瓦间,gsm手机的发射功率甚至更大,手持式对讲机高达5瓦,可见wifi是绝对安全的。这一点无论是对特殊的百姓群体还是对安全生产要求严格的煤矿来讲,都是一个有力的竞争点。
随着wifi技术的推广和普及,wifi手机应运而生,其低廉的运营成本和通话费用得到越来越多行业用户的青睐。一些企业针对行业用户的进一步开发,更丰富了wifi通讯系统的功能,使其逐渐成熟强大。部分先进的wifi技术企业已经做到了如下wifi的应用:应急通讯系统、集群对讲业务、调度管理平台和wifi定位系统。可以说这些应用是为煤矿等行业用户量身定做的产品,除了以低廉的成本和使用费用满足矿井下基本的通讯需求以外,集群对讲业务可以方便快捷地实现语音信息的实时有效传播;调度管理平台可以对工作人员进行统一的调度管理,合理分配和使用资源;wifi定位系统则对用户进行定位,一旦出现意外或危险情况,可以及时准确地采取营救措施。
据悉,山西省政府决定2009年在全省各行业和各领域开展为期一年的安全生产专项整治工作,重点是煤矿、非煤矿山、尾矿库、化工、道路交通等高危行业及其他容易引发各类生产安全事故的重点行业和领域,矿山的应急系统一天都没有停止发展,有行业人士认为:中央调任国家安监总局局长、党组书记王君到山西,目的很明确,“专家治省”路线就是要扭转山西严峻的安全形势,所以安全将成为王君主政后的头等大事。工欲善其事,必先利其器。wifi通讯系统凭借优异的功能和性能势必成为煤矿安全通讯不可或缺的利器,而小灵通的退市仅仅是加速了wifi在这个领域内的占领势头。
无线产品煤矿市场优势:
一、小灵通系统构成复杂,成本高,并且每个节点最多只支持3部手机同时通话,wifi通讯系统结构简单造价低,每个ap可支持16部以上的手机同时通话;
二、小灵通系统体积庞大,存在维护复杂扩容复杂的问题,也很难再有更多的扩展性,wifi通讯设备便捷灵活,易于维修,扩展性强;
三、小灵通功能单一,而wifi通讯系统具有调度、定位、报警等综合功能,是一举多得的选择。
各种方式比较
项目
有线方式
小灵通
vifi无线调度系统
布网复杂程度
布网维护复杂 
布网维护复杂 
简单 
布网工程量
大 
大 
小 
布网造价
高 
高 
低 
可移动性
弱 
强 
强 
稳定性
差 
好 
好 
安全性
差 
差 
好 
传输距离
短 
短 
无距离限制 
操作性
繁琐 
繁琐 
简单 
热备份
无法双机热备 
无法双机热备 
双机热备 
扩展性
不可 
不可 
方便扩容 
容量
小 
小 
大 
交换方式
电路交换 
电路交换 
软交换 
短信
不可 
不可 
可 
对讲
不可 
不可 
可 
广播
不可 
不可 
可 
一键报警
不可 
不可 
可 
定位
不可 
不可 
可 
本厂承接各种电子产品合作开发,并经营: 一. 煤矿顶板动态在线检测系统(矿压,离层,锚杆,钻孔应力。) 二.单体液压支柱密封质量检测系统 三. 顶板离层报警在线检测系统。 四. 矿井水文在线检测系统。(远程无线摇测) 五.矿用水泵在线检测系统。 六. 矿用风机在线检测系统。 七. (14通道)矿压表,离层仪。 八.无线通讯系统(vifi手机全国最低价供应) 九. 矿用无线摄像仪,全国最低价供应,保修2年。本厂以同行业最优惠的价格,产品质量最硬,最周到的服务迎接全国各地方朋友联系洽谈。 联系人:孟经理 :丰华无线电厂 传真:8213123 供矿用:顶板动态,单体支柱密封,水文,水泵,风机等在线检测系统。
系列产品:直流轨道焊机 温度巡回检测装置 矿用风机在线监测系统 综采压力表(双通道) yhy-d型水压(位)智能监测仪swy-3型水位自记仪 矿用压力手持采集器 yhy60(a)矿用本安型数字压力计(单体支住)