煤矿井下工作中wifi网络通讯技术的应用分析

摘 要 煤矿井下工作中wifi网络通讯技术的应用，不仅能够实现通信链路的纵深，而且在煤矿井下工作中构建井下安全监控系统、语音通信系统、产量监控系统和人员定位系统的综合应用无线平台，不仅能够大大减少井下线缆的敷设和连接，减少人为的工作量，而且能够快速定位井下工作人员的位置，对煤矿安全生产具有重要的意义和价值。下面我们就详细进行分析煤矿井下工作中wifi网络通讯技术的应用。

关键词 煤矿；井下工作；wifi；网络通讯技术；应用

中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0222-02

1 Wifi技术

Wifi即是俗称的无线宽带，是无线保真（Wireless Fidelity）的缩写，是一种能够将个人计算机等终端以无线方式互相连接的技术，属于短距离的无线技术，具有无线接入和高速传输的特点。Wifi无线网络是由无线网卡和AP（Access point）即网络桥接器组成的，组网的系统包括AP节点、网络服务器和无线站点，在Wifi的热点区域，任何一个带有Wifi无线网卡的终端都可以进入到由站点和节点之间组建的局域网中，在地面上的短距离无线通讯中，Wifi技术的使用已经比较成熟。

2 Wifi无线通信系统在井下的应用

由于煤矿井下的环境复杂，各种条件较差，巷道多，对信号的干扰因素多，因而给井下的无线通讯带来了不小的难题，使井下的无线通讯很长时间以来一直都徘徊在窄频范围内，不利于井下环境的监测和安全应用。而基于Wifi的宽带无线通讯系统，能够很好地突破井下无线通讯技术的瓶颈，更好地实现煤矿井下的无线通信。

2.1数据采集系统的构成

基于Wifi的数据采集系统主要是有多路切换电路、采样保持电路以及RAM、CPU等组成。其在煤矿井下工作时，数据采集系统中的数据信息由信息调离电路转换为适合系统的电量信息，然后经过多路切换电路的通道转换后，数据信息有采样保持电路实施采样。最后数据信息经过转换器将数据信息转为模拟信号输送都CPU中进行处理并送到wifi模块。Wifi通信模块将信息转变为IEEE802.11协议数据发射出去，并经AP、交换机以及电缆等组成数据传输管理服务器以实现井下环境实时监控，当采集到数据信息超出设定的警戒值时，将会发出预警。

2.2语音通信系统

Wifi井下无线通讯系统是通过有线的方式将信号节点与网络交换机连接，以语音通讯系统为例，完整的井下语音通讯系统包括工业以太网、IPPBX调度、井下交换机、井下无线接入点（即AP）、天线、防爆电源和手持终端机。Wifi井下无线通讯系统信号节点的天线是借鉴了GSM、CDMA等公共信息网的天线设计，并结合了实际的情况设计而成的，一般有栅状天线和抛物面天线，栅状天线的抗风能力强，抛物面结构的天线覆盖的距离比较远。Wifi井下无线通讯系统管理软件在开发中使用的是多线程并行和异步通讯技术，主要有服务、号码、通话、系统参数和安全栅等模块组成，具有号码管理、实时通话处理和录音、监听等功能。

2.3井下人员定位系统

对煤矿井下准确定位采用wifi定位系统主要是基于位置指纹识别算法进行定位，其主要是根据表征目标特征的数据库进行识别的。煤矿井下wifi定位系统主要有无线传输系统、定位服务系统以及wifi终端等系统，其中wifi定位系统的wifi终端主要是wifi通信系统中的wifi手机，其中wifi定位系统如下图所示。在运用wifi实施井下定位系统时，通常还要在参数重复测量几次选取平均值，而且为了进一步确定的井下作业人员的信息，还需要进行记录wifi手机的IP地址及运用手机人员的详细信息，以能够达到通过wifi通讯技术实现对井下工作人员的调度和考勤[2]。

3 IPPBX调度系统

IPPBX调度通讯系统包括调度IP电话、录音服务器、PC调度台、PC调制台和IPPBX服务器等设备。IPPBX是基于软交换技术设计的控制系统，软交换技术是相对于传统的电信网的电路的“硬”交换而言的，它主要是通过软件，在包交换网络的基础上完成交换与呼叫控制管理，从而完成信息的交换，为用户提供更方便的业务的一种新的电信网络技术，是NGN的核心。软交换技术的主要功能有媒体网关接入功能、呼叫控制功能、业务提供功能和互联互通功能。

基于软交换技术设计的IPPBX服务器既是调度系统的PBX（Private Branch Exchange），又是VOIP（Voice over Internet Protocol）系统的SIP（Session Initiation Protocol）服务器，它内置的标准E1接口板，能够实现与PSTN（Public Switched Telephone Network）程控电话网的互相联接[3]。

4系统功能应用

Wifi井下无线通讯系统的运行稳定，可靠性好，有系统开关控制、状态显示、号码注册管理、通话状态显示、拨号权限设置、通话日志记录、参数设置等多项功能。系统管理员可以通过系统的开关控制和状态显示功能，查看管理主机的配置和状态；号码注册管理可以方便注册或删除用户信息，更新管理主机的数据库；系统的通话状态显示、拨号权限设置、通话日志记录功能，能够方便地实现通话优先级、呼叫权限的设置等，记录通话的时间、号码和时长等相关数据；管理员登录系统之后，可以通过参数设置的功能设置系统的基本参数和系统配置。

5 结论

Wifi网络通讯技术在煤矿井下的应用，能够很好地解决井下的无线通讯问题，既方便了地面对井下作业的监测和管理，又能很好地保证井下作业的安全，但这一技术在与其它自动化系统的深度融合方面还有一定的发展空间，同时对于煤矿井下安全生产的特殊性和系统的稳定可靠性，应该通过不断的研究和实践，开发出更过的综合功能，以使其能更好地应用在煤矿行业中。

参考文献

[1]侯振堂，梁博，张建，等.WIFI技术与传统矿井无线通信技术对比[J].科技信息，2012（3）：47-48.

[2]蒋磊，于雷，王振翀，等.基于WiFi和ZigBee的井下人员无线跟踪与定位系统的设计[J].工矿自动化，2011（7）：147-148.

[3]孙维.基于Wi-Fi技术的矿井无线通信系统的设计与应用[J].煤矿安全，2010（4）：46.