基于物聯(lián)網(wǎng)的礦山井下安全避險綜合信息系統(tǒng)(一)
工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)作為整個礦山的核心網(wǎng)絡,承載礦山所有工業(yè)自動化、視頻監(jiān)控、人機定位、環(huán)境監(jiān)測等數(shù)據(jù)的大流量傳輸,如(圖1)所示。。
工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的布設滿足以下幾個設計條件。
1. 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)應滿足千兆數(shù)據(jù)帶寬,滿足井下各種應用的數(shù)據(jù)傳輸需求,且預留足夠的擴容余量;
2. 覆蓋所有提升系統(tǒng)、生產(chǎn)中段馬頭門、風機房、采區(qū)變電所、炸藥庫、泵房等重要樞紐及機電設備場所(與地表生產(chǎn)系統(tǒng)結合形成全礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng));
3. 預留接口,滿足未來擴容延伸需求;
工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)走向說明:井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)布設采用雙環(huán)網(wǎng)架構,
無線水平通訊子系統(tǒng)
對于各生產(chǎn)中段水平主巷及斜坡道道采用無線綜合分站進行覆蓋,每隔若干米布設一個分站,實現(xiàn)WIFI和zigbee雙無線網(wǎng)絡覆蓋,如(圖3)所示。
無線水平通訊系統(tǒng)采用國際領先的無線技術,無線分站是采用最新的WIFI無線技術和一個zigbee定位模塊。由于該產(chǎn)品有兩個光纖模塊,整個無線骨干核心網(wǎng)采用“背靠背”的二層透明接力方式,組成了一條有線與無線混合的水平通訊鏈路,帶寬高,系統(tǒng)延時小,運行穩(wěn)定的無線骨干鏈路,可以承受各種諸如環(huán)境采集,人員定位,語音通訊、視頻監(jiān)控等應用。
無線分站組網(wǎng)的特點有:透明傳輸機制造就穩(wěn)定高速的無線鏈路;完善的冗余設計;無線手機的無縫漫游;特殊極化天線的使用;同步NTP自維護機制;動態(tài)TDD(時分雙工);雙向動態(tài)自適應調(diào)制;可調(diào)節(jié)ACK時延(ACK Timeout);OFDM技術。
無線綜合分站自愈環(huán)技術:無線基站支持對環(huán)路的自動檢測和倒換,無線鏈路兩端或多段接入礦區(qū)已經(jīng)建成的工業(yè)光纖以太環(huán)網(wǎng),無線鏈路與工業(yè)光纖以太網(wǎng)絡形成環(huán)或相切環(huán),當無線鏈路中出現(xiàn)故障節(jié)點,系統(tǒng)可立即倒換鏈方向,保證系統(tǒng)業(yè)務不中斷,整個無線鏈路每臺設備都可作為光纖接入點,保障系統(tǒng)有效可靠運行,且對系統(tǒng)進行維護時業(yè)務不受任何影響。
采場網(wǎng)絡接入:(此部分有點奇怪,不是采用無線網(wǎng)絡嘛,為什么又需要采用銅線等接入呢?)
對于采場的網(wǎng)絡接入,考慮到采場采掘周期短,環(huán)境復雜,易刮碰。如采用光纜接入方案設備投入大、施工周期長、維護困難且無法回收再利用。本系統(tǒng)對于采場網(wǎng)絡接入采用銅線接入方法。
方案一:如采場內(nèi)僅實現(xiàn)人員(設備)定位,采用CAN總線通訊方式,采用兩根銅線將定位器串接布設至采場。
方案二:如采場內(nèi)需要實現(xiàn)視頻、語音通訊、廣播、定位、緊急報警、CO監(jiān)測等綜合應用,則采用電話線ADSL方式配合礦山井下智能終端實現(xiàn)采場接入。
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