煤矿通讯系统中应用无线以太网技术分析

金路

摘 要：煤矿生产工作中所处的环境条件极为恶劣，环境为移动性的，需要将采掘、支护以及通信等设备搬运到新的工作环境中。在复杂的工作环境中，迫切的需要将无线通讯技术应用于工作中，满足煤矿工作生产和管理的实际需要。将无线以太网技术应用于煤矿移动通讯当中，可以很好的实现系统的组网、应急救援通信以及视频监控等功能，并且准确的进行人员位置的确定。本文就煤矿通讯系统中应用无线以太网技术进行了详细的分析。

关键词：煤矿通讯系统；无线以太网；技术分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.124

1 无线以太网技术介绍

无线以太网技术应用于上世纪七十年代初，工作在两个相对开放的频段，实用应用的技术包括直序列扩频、正交频分复用、智能天线和频道聚合等，无线以太网技术是在有限以太网技术基础上的进一步拓展和应用。具有发展前景广阔，标准化协议好、灵活性程度高、资金投入量低、抗干扰能力强、带宽大等优势，能实现对语音的承载以及数据和视频的传输。无线以太网技术在国内的应用范围较广，包括：手提电脑、手机以及各类终端设备等，包括家庭中以及企业内部的各类无线网络、在石油、教育以及医疗等领域中也已井有较为广泛的应用，电信以及移动运营商已经将自身的服务与以太网相连接，实现的智能化的建设。

2 无线以太网在煤矿通信中的应用

在煤矿通讯中，无线以太网的应用主要表现在移动通信、应急救援、视频、监控以及自动化和监测、位置的确定等方面

2.1 移动通信

煤矿生产移动通信中应用无线以太网技术，兴起于本世纪初，现阶段在国内已经有了几十套系统，随着无线以太网技术的更新和进步，各类无线以太网的问题都得到了合理的解决，已经实现了无线以及有线一体化、生产一体化的通信功能。

2.2 系统组网

在系统组网中，原来的链型或者星型拓补是井下的主要通讯系统，全部的子系统形成一个新的网络，系统的特点是带宽小，可靠性不足、冗灾能力差等。现阶段，工业以太网络已经大量的应用于煤矿中，实现了井下通信系统功能以及可靠性的提高。但是以太网采用的传输方式为有线形式的，基于井下的情况复杂程度高、工作范围小且位置不断改变等特点，必须注意几个方面的问题。第一，在环境条件良好、位置固定的巷道布置环网，基于施工条件限制，维护难度较高，受到拆迁的影响，有些位置无法布置环网，一些真正危险的位置保留采掘面等还不能进行环网的布置，无法布置环网的地方往往也是最关键的工作点。第二，移动生产设备以及线缆拆迁，涉及到极大的工作量，对设备和材料产生较大的损耗，而以太网的组网技术以及无线网桥技术则可以满足无线组环的功能。比如：采掘煤矿端面执行主运顺槽以及辅运顺槽，实现和以太网的有效连接。使采掘工作面和顺槽、大巷之间形成了一个环路，可以完成设备的随时撤回，使运行以及维护工作更加简单快捷，使系统的工作更加方便可靠。

2.3 工业自动化

煤矿中综合自动化技术逐渐推广，现阶段，煤矿的生产、监控系统自动化程度逐渐提高，运行复杂程度有显著增加。随着子系统数量和种类的增多，接入系统的传输方式采用星型以及链型的网络拓补形式，如果以有线的方式接入，则容易受到位置因素以及现场环境因素的影响，极为不便。

2.4 综合自动化技术

在煤矿生产中，综合自动化技术不断得到应用，现阶段煤矿工程的生产系统以及监控系统的自动化程度逐渐提高，复杂程度显著增加。子系统中数量和种类均有所增加，现阶段子系统的接入方式為星型以及链型，在应用有线的接入方式时，极易受到位置和操作现场环境条件的影响，如果进行线缆的架设，则无法实现灵活移动，链路可能稳定性不足。对于被控设备以及子系统，通过以太网实现串行通信，总线通信等多个种类的接口。如果采用以太网接入自动化适配设备，可以实现子系统的设备接入不再受线缆的影响，使接入极为方便快捷，同时，使稳定性得到了显著的提高。

2.5 应急通信

煤矿行业作业的危险性较高，极易在井下出现紧急状况或者发生灾害，在应对这类现象的时候，应该保证通信的顺畅以及稳定。现阶段应用的有线通讯系统以及无线通讯系统，工作对地面交换设备极为依赖，受大气管控的影响较大，当灾害发生以后，伴随着设备的损坏和线路的破坏，井下会出现断电，当和地面设备失去联络后，通信系统将无法正常使用。不能在应急救援中发挥作用。在现阶段的通信机制下，系统内部不同的基站以及手机之间，都能够实现脱网通信，当无法和地面的中断设备取得联络时，在系统的内部，通信仍可以继续，无线以太网能够实现多条传输视频的承载。在矿井的生产环境中，一些摄像设备具有无线以太网的传输功能，具有灵活性强、可实现车载等一系列的优势，是现阶段的工业系统的合理增补。

2.6 人员定位

现阶段煤矿应用中人员定位的实现需要有相对独立的系统，并由网络支持系统的工作，基于无线以太网定位技术的日渐成熟，在很多公共场所都有所应用，最重要的优势就在于系统是标准化的，不需要另外构建与维护，可以和很多业务共同构建网络平台。

3 无线以太网设备井下维护检修技术

煤矿井下无线以太网设备的维护工作通常设备的事故都是在运行过程中发生的，对于故障，一定要根据其现象进行分析和处理。首先，将启动按钮的接触器按下，但是不进行结合，这样的故障现象较为常见，处理方式有很多，调换电源线和负荷线，将熔体更换或者是适当调整闸刀的接触压力；第二种故障是接触器吸合但是不自保，通过调整出头的压力或者是更换、打磨触头能够很好的维护设备的性能； 第三是将停止按钮按下之后接触器不发生释放，首先需要对卡阻现象进行排除，然后调整电磁铁的气隙，增加弹簧的反作用力。

综上所述，基于协议标准化、规模小、灵活程度高以及资金投入量低等优势，无线以太网被广泛的应用于煤矿通信系统中，实现了高效率的管理与生产，具有极为广阔的应用前景，提高了我国的煤矿生产的效率，提高了安全性的水平。

参考文献：

[1]张宏.Ether CAT 工业以太网通讯技术在机器人生产线控制系统中的应用[J].有色金属加工，2014（02）：57-60.

[2]邓晓博，黄众.基于工业以太网和无线通讯技术地铁车内维护系统的设计[J].技术与市场，2014（06）：114-115.endprint