煤场无线通讯的分析与应用

辽宁省本溪市机电工程学校 王晓凤

一、概述

本钢沙窝煤场堆取料机系统需要加装中控室可监控的集中控制系统，同时新建2套堆取料系统，以适应生产需要。原堆取料机系统采用传统的手工操作方式，用中控室通知岗位操作工完成的堆取料工作，效率差，中控室对下面运行情况不了解，易出现偏差。堆取料机工作时处于移动和旋转状态，以达到全方位多角度完成堆取煤工作，这种工作方式造成了铺设线路的障碍，所以经研究决定采用无线通讯方式进行连接堆取料机。

二、无线产品分析

针对工厂环境，市场上的无线产品主要分为2大类，一种是以数据流传输方式的无线通讯设备，另一种是以节点方式连接的无线通讯设备。本文选取进行比较的2种设备分别为Data-Linc Group的SRM6310E（以下简称SRM6310E）和美国邦纳DX70（以下简称DX70）。

1.通讯方式对比

SRM6310E为无线电以太网调制解调器，采用无线方式进行以太网连接，最大可用无线通讯方式传输115.2KB的数据，主站，从站可以由使用者自由设定，可以进行点对点连接，也可以用轮讯的方式进行点对多点的连接。

DX70工艺无线网络采用点对点的通讯方式，由一个网关和一个节点组成，实现双向I/O映射，同一区域最大可共存32对。每一对之间的I/O开关量为8IN&4OUT。

2.参数对比

SRM6310E的工作频率为2.4-2.483GHz，工作范围是无阻挡物情况下使用Data-Linc的鞭式天线为32.18公里，输出功率最大为500mW（根据实际情况，功率可从100mw变化到500mw），电源的供电电压为10.5-18.0VDC,有12VDC墙安装式变压器，并可选24VDC。

DX70工作频率为2.4-2.4385GHz，工作范围是在无阻挡物情况下使用2dbi天线为3.2公里，发送功率为18dbm，电源的供电电压为+10-30VDC。

3.综合对比

SRM6310E和DX70均采用跳频技术SRM6310E采用智能频谱跳频扩频技术，SRM6310E应用的跳频，扩频和32位误码矫正技术保证了数据传输的可靠性，无需昂贵的射频点检测技术，射频数据传输速率为188kbps，并且不需要FCC点现场许可证，Data-Linc之跳频扩频技术还结合了32位CRC循环校对方法。而DX70采用跳频扩频（FHSS）技术，实现网关与节点之间的双向数据交换。通讯频率依据随机序列生成的跳频表周期性地在不同频率间跳变，采用该技术后不仅可以避免其他射频信号的干扰，而且也增强了安全性。通过调节旋钮开关设置不同的网络ID号最终确定了不同的跳频表。两种技术均能避免周围环境带来的干扰。

SRM6310E和DX70均是以外置的显示灯来显示无线通讯设备运行状态和通讯速率，同样直观简便。但Data-Linc Group为SRM6310E提供了LincViewTM诊断软件，是提供给外置SRM调制解调器的可选无线网络管理工具，此软件提供主要区域监控以及维护系统网络，方便判断无线网络状态。DX70只能从显示灯判断内部状态。

SRM6310E为金属外壳，密闭性较好，同样可设于野外等复杂环境，DX70为塑料外壳，但相对SRM6310E来说体积小很多，安装更加方便灵活。SRM6310E设置必须由计算机通过专用数据线完成，利用数据线通过WINDOWS自带的超级终端或专门的SRM6310E设置软件，均可完成对SRM6310E的各种设置：DX70内部参数全部在出厂前设定完毕，无需其他辅助设备。

三、现场实验与分析

沙窝煤场位处平地，一面靠山，无高大建筑物阻挡，所以堆取料机之间均为可视，中控室与堆取料机之间也皆可视，两个最远点之间距离不超过一公里，且整个煤场内部和周围没有可对无线通讯造成强大影响的干扰源。根据上一部分对SRM6310E和DX70数据的分析和对比，沙窝煤场的现场环境对于进行无线通讯来说，所有条件都是非常适合的。

我们在现场进行了SRM6310E和DX70的无线通讯对比和实验：

测试时间：7天（其中2天为阴雨天气，视为恶劣天气环境）

测试范围：500-2000米

测试方法：

1.两套装置的主站位置固定，以主站为中心从站向同一方向移动，至接收不到信号为止。

2.两套装置的主站位置固定，从站固定在离主站500米的位置进行日常数据工作。

测试结果如下：

1.在同为外置天线的情况下，SRM6310E的通讯距离和效果优于DX70。

2.在相对恶劣条件下，如阴天下雨等，SRM6310E和DX70均无明显影响。

3.SRM6310E和DX70在点对点运行的条件下，通讯效果均很好，但SRM6310E在进行点对多点运行时，通讯速率明显下降。

4.SRM6310E在实验过程中有网络阻塞造成通讯不畅的情况。

根据上述实验结果，结合SRM6310E和DX70的数据，不难看出SRM6310E功率大输出距离和数据通讯量均大于DX70，但DX70因为是节点型通讯方式，需要通讯量小，所以稳定性上占有一定优势。

在安装方面，二者均可安装在控制柜内，所占面积与体积相仿。而且二者均可用现场的24VDC或12VDC电源供电，不需要另接供电设备。为达到最好的通讯效果,二者都需要在室外外加天线，通讯电缆的铺设条件是完全一样的。SRM6310E为以太网通讯方式，外接线和电源接线均在外面。DX70除天线外的所有接线都在内部，接线方式与通常的电器接线方式相同。

四、实际应用

根据以上实验和数据对比结果，我们可以看出SRM6310E通讯数据量大，距离远，DX70稳定性好。SRM6310E因为的以太网结构，实现功能更多，应用更广泛，然而SRM6310E相对DX70价格高，不具有成本优势。

沙窝煤场旧取料堆因为自动化程度低，所以改造后需要的通讯量大，而新取料堆机因为自动化程度高，只要求很少的几个点进行通讯连接。鉴于以上全部分析的比较，我们在实际应用中为新堆取料机选择稳定而价格便宜的DX70进行节点连接，为改造的旧堆取料机选择了以SRM6310E为基础的以太网结构连接。在后期的实际应用在效果良好。