矿井无线通信技术论文

【摘要】随着当前互联网技术的发展，已经有越来越多的网络用户期待能够在现实世界中随时随地的上网，因而基于ARM优化设计WiFi无线通信技术，也必将会得到广大用户的支持。以下本篇就来研究基于ARM的WIFI无线通信终端技术问题，并为之提出优化决策。下面是小编整理的《矿井无线通信技术论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

矿井无线通信技术论文 篇1：

矿山调度管理中无线通信系统的运用研究

【摘要】 信息化、网络化时代的到来，促进了无线通信技术在各个领域中的应用，矿山调度作为矿业生产的重要环节，其无线通信技术水平的研究备受人们的关注。本篇文章通过对无线通信技术的研究，阐述了无线通信技术在矿山调度中的应用原理。

【关键词】 矿山调度 无线通信技术 实际应用

无线通信技术与计算机、定位、自动化等多种现代科技融合起来，不仅在很大程度上提升了矿山调度的效率，而且其低廉的造价能够为企业节省很大的生产成本，由于无线通信技术在矿山调度中的应用时间还比较短，无论是理论还是实际操作都还停留在较为初级的阶段。因此，加快对无线通信技术的研发，提升无线通信技术的运用水平，对矿山调度至关重要。

一、无线通信系统在矿山应用的现状

自上个世纪50年代以来，我国就开始加强对矿山的开发工作，截止到现在，我国的矿山拥有量就已经达到了10万多座，但是由于矿产属于不可再生资源，在开发利用中应避免资源的浪费，目前，矿山开采和调度系统存在的漏洞，使很大部分的矿产在生产运输过程中就已经消耗殆尽，如何能够缓解矿山资源的枯竭、提升调度利用的高效性，是无线系统应用研究的主要方向[1]。

矿山调度管理不同于其它的生产环节，各方面信息的收集、整理、分析都是矿山调度管理正常进行的保证，单单依靠人脑去对如此繁杂的信息进行处理显然是不可能的，无线通信技术的应运而生，在很大程度上突破了人脑的局限性，通过对矿山调度的每个环节进行相关参数的收集，使调度的管理有了数据性的支持，信息传输系统的便捷性，不仅提升了调度的效率，而且保证了调度的准确程度。

无线通信系统是无线定位、无线通信、数据库等多种通信技术的综合体，系统终端的管理人员可以对调度设备、调度人员的工作状况有着明确的了解，全程的系统监控可以将故障的发生几率控制在很小的范围之内。另外，无线通信技术有着自动化建设、经营管理、数据监控多方面的优势，推动着无线通信技术向着人工智能化的方向发展。

二、无线通信技术在调度管理中的应用

1、基于无线定位的调度管理

无线定位主要是以一种监控者的姿态展现在调度管理之中的，对于生产调度流程的每一个环节进行监控离不开无线定位技术。目前，应用在矿山调度管理中的无线定位技术主要包括以下几种：

（1）RFID

该技术是一种自动识别的技术，通过信息的收发实现调度信息的收集，全程都不需要人为因素的介入，针对一些人力无法达到的恶劣环境，既可以实现对信息的收集，也保证了员工的生命安全。整个系统是由阅读器、传感器、中间环节以及系统终端组成，传感器类似于标签，只不过标签是用芯片组成的，标签上会自带电子编码，而且每一个电子编码都有所不同，将不同编码的标签安装在调度设备或者调度人员之上，信号的收发也就有了承载体。阅读器既是信息发送的主体，也承担着对标签信息的识别，通过系统终端下达的指令，将信息发送出去，经过中间环节达到电子标签之上，然后将标签的编码收回，以达到对标签承载体的监控；最后，计算机终端是RFID的大脑，他对该系统的运行进行控制，及时发现系统中存在的问题，从而实现对系统的监控与管理。

（2）Zigbee

该技术是由参考点、待测点、协调器三个方面组成的，当待测点想要查看参考点的位置时，就可以将定位指令发送给普通参考点，普通参考点将自身的信息传送给待测点，由待测点将相关的数据参数发送给协调器，协调器的应用主要是对参考点、待测点以及传输路由器进行数据的收集与管理，通过RS接口将最终的参数传到终端管理的计算机之上[2]。Zigbee在调度中主要包括两个环节，井上的总线以太网和井下的节点两个系统组成，在调度之前将读写器放置在调度的重要环节之中，根据不同的矿业生产环境安置参考点，一般情况下要保证每300m左右就要有一个参考点，在某些环境特别恶劣的地方，可以保证在每50m左右安置一个；传输系统的安装有无线和有线两种方式，基于Zigbee定位的无线安装适用于较为恶劣的环境，对于一些主干网采用有线安装的方式会更加可靠。

（3）Wifi

Wifi技术在近年来得到了非常广泛的应用，Wifi技术适应了无线局域网的运用，Wifi有着极为广阔的使用环境，传输距离相较于其他通信技术来说更加宽广，重要的是高效的传播速度以及可靠的传输质量，使其在矿山调度管理中占据着重要的地位。Wifi是由井上与井下两个环节组成，通过在井下安装无线接入点，使井下的所有环节都纳入到无线局域网之中，井上采用手机或者其他类无线通信技术终端收集井下的调度信息。

（4）UWB

UWB无线通信技术是以超宽带的网络为载体的，采用的是脉冲的方式，不同于以往的通信信号，这类技术最早应用的是军事领域，随着技术的不断发展，制造成本也在不断降低，使其能够在更多的领域之中发挥作用，例如地质勘探、汽车制造等，这种超宽带的通信技术对硬件和软件有着很高的要求，高额的应用成本也是UWB沒有在矿山调度中得到广泛应用的主要原因。与RFID技术有些类似，也是通过定位标签实现对数据信息的采集的，不过脉冲传输的高效性，并不是RFID所能相比的。

2、基于WLAN与GIS技术的调度管理

（1）WLAN

WLAN无线通信技术是以无线电和红外线技术为传播媒介，对数据信息进行收集、处理与监控的，WLAN的安装方便快捷，只要矿井调度的环节有局域网信号就可以实现对调度的控制，当安装设计出现问题时，也可以灵活的进行调整，不需要对矿井进行重新布线，节约了调度的成本。基于WLAN技术的矿山调度设备继承了技术自身可扩展的优势，在技术更新换代的速度很快的时代，企业也仅仅需要少量的投资就可以实现对调度系统的更新。

（2）GIS

GIS不同于传统的计算类的信息处理系统，空间类的信息管理方式是其最突出的特点，定量、定位、定性三个方面的分析使信息处理更加的准确。GIS是一种极具动态性的技术，但是，空间性的管理模式缺乏相应的技术支持，所以人为操作就显得比较重要。

在进行矿山调度时，可以向系统终端的管理人员提供员工以及设备的分布情况，根据调度需要可以快速的查找到人员和设备的位置，跟踪系统的研发，可以将调度的环节纳入到终端的监控之下，有助于指挥人员对现场的情况的决策和调度。

三、矿山调度系统的架构

1、调度定位

定位技术的选择要根据矿井环境以及企业的经济情况，无论何种技术的选择，都离不开传感器、中间设备以及系统终端三种设备的安装，需要注意的是，在安装前应对环境的情况有所了解，在一些恶劣的环境下安装要注意安全措施的保护。

调度的总体设计应保证调度的性能的高效，并且操作起来比较方便，根据近年来无线技术在矿井调度上的使用不难看出，调度的设计主要集中在定位、生产查询、系统管理以及日志记录四个方面，其中，系统管理是调度系统的主要组成部分，用于矿产生产与调度的员工、设备、接入点以及监控反馈等环节都置于系统管理的控制之下；WIFI应用于整个调度系统的定位以及对员工的监控和集中管理，GIS对位置的感觉比较灵敏，应用到调度中心能够实现对某些重点区域的查看；生产控制系统是调度系统核心，是调度的主要操控者，不仅仅包括现场员工和设备的指挥调度，而且还包括对生产计划的制定和管理；最后，通过对生产每个环节进行记录，能够很好的发现调度系统中存在的问题，包括调度时间、责任人、员工出勤、开采量等等，一旦发生生产事故，也有助于搜救工作的展开和责任人的确定。

2、井下通信系统

基于TCP协议的IP电话适用于矿井下的语音通讯，用户通过在电话中输入号码实现与无线连接，无线网关会对号码的来源进行确定，来源地明确时即可接入。

由于前端无线通信的架构涉及到很多设备，因此，在进行设备的安装时要遵循设备的安装规范，切忌马马虎虎、大手大脚的行为，设备运行故障往往会影响通信系统的整体运行。为了保证通信的可靠性，需要在通信的中间环节之中加入UPS，一方面能够降低突发情况对系统整体运行的影响，例如突然断电；另一方面也可以消除设备运行过程中的噪音问题，UPS采用集中式的布线方法，对布线的技术要求比较低，在传送质量上也有所提高[3]。

3、无线网络的搭建

目前，应用在矿井调度上的无线通信技术选择主要集中在第一代和第三代之上，从管理、安全、功能、成本上不难看出，第三代无线通信要远远超过第一代，再加上第三代无线通信技术具有高度的扩展性，即便是赶上信息技术更新较快的阶段，也能够保证技术跟上时代。

搭建井下的无线网络应遵循以下三个原则，首先是无线接入点的位置选择应遵循全面性的原则，争取保证接入点能够覆盖矿井的所有位置，接入点之间的距离最低应保证在300米左右，之所以对距离要求较高，除了节约经济成本之外，主要是防止接入点之间的信号会出现互相干扰的情况。其次，接入点对分配频率有着明确的要求，具体的频段大致在2.4GHZ左右，无线局域网受信道的影响，如果接入点在接入信道时有重叠，信号就会受到干扰，因此，在相邻的接入点之间要保证其信道不重叠。最后，接入点的设计要面向整个用户，表现在矿井的调度上就是矿井的大小，当矿井面积较大时，接入点的使用量就会相对比较多，这就要求接入点的容量能够满足调度的要求，就WIFI而言，相邻的接入点保持在300米即可。

四、结束语

通信技术在矿山调度管理中的应用，促进了矿山勘采企业向着网络化的方向转型，但是，诸多技术上的缺陷以及投资成本的增加，都限制了企业的选择。为此，加快通信技術的研发，对矿山调度管理具有重要的意义。

作者：刘贺扬

矿井无线通信技术论文 篇2：

基于ARM的WIFI无线通信终端技术研究

【摘要】 随着当前互联网技术的发展，已经有越来越多的网络用户期待能够在现实世界中随时随地的上网，因而基于ARM优化设计WiFi 无线通信技术，也必将会得到广大用户的支持。 以下本篇就来研究基于ARM的WIFI无线通信终端技术问题，并为之提出优化决策。

【关键词】 无线通信终端 WIFI ARM

随着人们对 WiFi无线通信技术需求的不断扩大，基于ARM优化设计WIFI无线通信终端技术，能够通过WiFi模块实现与无线互联网的连接，并可以通过WiFi访问互联网上的内容，实现无线上网功能。以下对此做具体分析。

一、分析WIFI无线通信技术

在当前社会中，WIFI就是一种能够将个的人手持设备、电脑等终端，为其提供无线接入网络的方式，应用无线传输网络信号的方法是终端设备与网络互相连接，为用户提供方便的无线通信服务。在WIFI无线通信技术中，不能够可以帮助用户提供访问网络中电子邮件、Web及流式媒体的网络信号[1-2]，也能为用户提供基于无线访问宽带互联网的支持，使人们更加便捷的上网浏览消息，发挥积极应用价值[3]。

二、基于ARM的WIFI无线通信终端技术

2.1功能结构分析

在本次研究中，基于ARM的WIFI无线通信终端技术，优化设计无线网络收音系统。系统结构如下图1所示：

2.2硬件部分设计

基于ARM，设计WIFI无线通信终端系统硬件组成，并完成硬件的连接，使各芯片、器件、模块间达到匹配。在WiFi无线通信终端技术中，基于ARM设计终端系统，其硬件部分主要存储在S3C2440微处理器中，并且还扩展出一片64M、32 位的SDRAM作为系统得内存部分，以确保供程序的运行使用；同时，还有一片64M、32 位的NAND FLASH闪存，以此来存放在终端系统运行过程中所需软件的程序；同时，还包括两个USB接口，一个用来接USB鼠标以及USB键盘；还有一个JTAG接口以及一个串口，主要就是用来调试程序与下载程序时使用；与此同时，系统硬件部分还有基于触摸屏的LCD显示系统终端的人机交互界面；还有电源管理模块控制系统功耗。

2.3终端的软件代码设计

在本次基于ARM的WIFI无线通信终端系统设计中，其软件部分主要是由Linux Kernel、Bootloader、根文件系统以及系统应用程序组成。在实际中，Bootloader主要是应用ADS集成开发环境来进行开发，需要完成对终端系统中硬件设备的初始化工作，同时还要完成下载文件到目标板、擦写FLASH闪存、引导内核镜像等方面的工作；而对于Linux Kernel部分，则需要完成系统的驱动控制、多任务管理等工作，能够通过代码指令确保设计的终端符合应用需求。就如在实际中，关于WiFi驱动的加载，其部分实现代码如下：

加载驱动指令：# insmod gspi.ko

运行WLAN驱动指令：

# insmod gspi8686.ko helper_name= ./help er_gspi.bin fw_ name=.

/gspi8686 .bin mfdmode = 1

2.4應用测试

设计基于ARM优化设计WIFI无线通信终端系统，并完成系统的移植； 测试整个系统，确保各部分正常工作，最终实现基于ARM的WiFi无线网络连接，并可以通过WiFi实现无线网络收音机的收听。

三、应用效益分析

基于ARM优化设计WIFI无线通信终端系统，确保设计的WiFi无线通信终端是应用WiFi无线通信技术来实现的，不仅能够确保设计好的终端设备为一些便携式电子产品上提供WiFi无线接入的功能，也可以满足人们随时随地通过WIFI上网的需求，使得设计好的无线通信终端能够拥有更多的用户群。基于ARM优化设计WIFI无线通信终端，可以有效扩大 WiFi 无线通信的网络覆盖范围，并且可以实现对整个城市的信号覆盖。

结论：综上所述，在当前网络无线通信技术发展中，基于ARM优化设计应用WIFI无线通信终端技术，不仅可以通过应用基于ARM的WiFi无线通信终端接入到互联网中，也可以通过应用该终端浏览网上的信息，随时随地享受上网冲浪的乐趣，提升无线通信技术发展水平，也必定能够为人们开启一个全新的通信时代。

参 考 文 献

[1] 孙策，石奋苏，许丹等.基于ARM的多功能车载终端系统[J].信息化建设，2015，（12）：99.

[2] 袁泽高.基于ARM的WiFi通用智能控制终端的设计与开发[D].哈尔滨理工大学，2012.

[3] 武风波，周云如.基于ARM的矿井环境监测系统设计[J].西北大学学报（自然科学版），2015，45（4）：551-554.

作者：王有力

矿井无线通信技术论文 篇3：

浅谈智能视频监控技术在煤矿安全生产中的应用

摘要：在煤矿安全生产的过程中，视频监控技术已经是一种非常重要的技术手段。智能视频监控技术是一种更加实时和高效的监测监控技术。将光载无线通信技术融入智能视频监控系统中，对于提高煤矿安全生产的信息化水平和减少安全事故的发生都有着非常重要的意义。

关键词：安全生产;智能视频监控;光载无线通信技术

1视频监测监控系统应用于煤矿安全生产中的作用和意义

在煤矿的安全生产的过程中，视频监测监控系统发挥着非常重要的作用，一般来说，此系统主要包括的内容就是一通三防，从地理位置来分，主要分为两部分：地面部分、井下部分。地面上的任务主要是通过先进的电子设备对各种信息进行采集、分析和处理，然后将这些获取的数据和信息通过传输系统传送到井上的监控指挥中心，由监控中心的专业技术人员对这些数据和信息应用专业的技术和手段进行分析、处理，再根据统计分析得出的分析报告结果对煤矿井下的各种监测监控设备进行准确的操作和控制，其根本目的就是保证煤矿井下工作人员能够在一个相对安全的环境中进行作业。而视频监测监控系统的井下部分的主要任务就是负责信号或者信息的采集和监控。由于煤矿井下的工作环境非常的恶劣和复杂，所以，对于井下的各种设施设备和技术手段都要更高的要求。根据井下的具体环境和可能产生危险的因素，主要是对于环境的温度、瓦斯的浓度、粉尘的浓度、一氧化碳的含量、通风机的风速等各种参数进行时时、准确地监测监控，一旦发现数据有任何异常，都要及时地进行应对和处理，保障了井下工作人员的安全。

对于煤矿的各级生产和管理部分来说，安全生产是最重要的，所以，安全是煤矿生产的各个环节的重中之重。每一个煤矿企业的视频监测监控系统中的预警部分就起到了非常重要的作用，它是安全生产的关键环节。一旦煤矿井下的各种监测监控设备发现了异常信息或信号，矿井上面的监控指挥中心就会果断地发出控制信号和指令，预警事故的发生刚。但是，由于煤矿井下阴暗、潮湿的特殊环境，而且空气中还悬浮着大量的粉尘颗粒，使得监控系统中监测到的视频图像能见度及对比度大幅度降低，煤矿井下的现场工作画面的可辨识度也大大降低，为监测监控系统的准确性产生了一定的影响。

对于煤矿的安全监测监控技术，国内和国外都有广泛的研究。据了解，国外比国内要早一些，国外最早是从20世纪印年代开始就有人对将监测监控技术应用于煤矿领域开始有所研究的。随着科学技术的飞速发展，特别是当通信技术和网络技术的进一步发展和成熟后，国外的煤矿视频监测监控技术也飞速发展起来。特别是像高清晰度的红外线摄像机等一系列智能化的设施和设备问世以来，对于环境的温度、瓦斯的浓度、粉尘的浓度、一氧化碳的含量、通风机的风速等各种参数的监测监控，越来越自动化、智能化，为安全生产提供了有力的技术保障。

我国将安全监测监控技术应用于煤矿领域的研究稍微晚于国外。在20世纪80年代初，我们积极向国外取经、学习，特别是向美国、德国等科学技术比较发达的国家，并结合我们国家煤矿的具体情况，同时，在他们那里引进了一批先进的安全监控系统，并在我国的部分煤矿进行了安装和使用，使得我们国家的煤矿安全监测监控系统有了突飞猛进的进步。近年来，由于计算机网络技术、嵌入式系统、光纤通信等先进技术的发展，以及数字化矿山发展的必然趋势，构建了更加实时、高校的智能监测监控系统。

2基于光纤无线通信技术的煤矿安全生产监测监控系统的设计

随着科学技术的飞速发展，特别是各行各业的科技含量逐年攀升，使得煤矿安全生产监测监控领域也是不断地发展和进步。“智能化矿山预警系统”这一概念的提出，对于煤矿监测监控系统的自动化、智能化提出了更高的要求。跨领域、跨知识點的结合是很多研究者们常用的思维形式，在此，我们将信息处理、光纤无线通信、智能感知等现代化的知识和技术应用于煤矿安全生产领域，围绕煤矿安全生产的监测监控等技术需求，基于光载无线通信技术构建了有线与无线混合结构的大数据监控预警系统。

光载无线通信技术和智能监测监控技术在煤矿中的应用主要内容包括以下几个方面：

（1）井下基站的建立：在煤矿复杂的环境下建立适合井下煤矿基站和通信构架，建立高效的煤矿安全监控预警感知平台;

（2）建立传输大数据的高带宽、覆盖广的光载无线通信模块，将各种单一探测器、监控设备、通信设备的信息融合到基站，将各种信号通过时分复用、码分复用等技术形成帧信号，再通过OFDM高效编码实现各种信息的融合高效传输，以期得到煤矿安全状况的及时全面分析和判断，实现了井下和井下信息的顺畅互通，对于煤矿安全生产领域的监测监控系统提供了更为准确、高效的评判。

（3）预警技术研究：信息采集处理中心获取“人，机，环”信息全面感知因素，研究瓦斯、水、火、粉尘等重大灾害预警模型及方法，把预测有危害的节点反馈给基站以便做出相应的预警，并研究煤矿重大灾害多因素全过程监控大数据的预警系统，有效提高我国煤矿灾害防治技术水平。

其具体的设计思路为：首先通过无线形式传输到基站，在基站进行数据融合，然后进行编码处理等，再进行电光转换，再通过光纤传输至中心站，如下图1所示。

3实现的效果

在此煤矿安全生产监测监控系统中，将矿井中各种探测、监控、通信设备获得的庞大数据进行了高效的处理和传输，由于，一个典型的光载无线通信系统包含中心站、基站、光纤链路和用户单元四个部分。其最大的特点就是利用光纤作为基站与中心站之间的传输链路，基站发射出来的无线射频信号，再通过光载波链路连接到煤矿地面上的中心站，这些复杂的信号处理部分不在无线接入点中进行，同时还将煤矿井下的远程终端用户集中接入到地面上的中心站中，大大减少了信号处理单元的数量，降低了基站的功耗和成本，从而大大提高了信号传输的大容量和效率。

本系统的设计思想就是利用了光载无线通信技术在传输数据和信息方面的高效和准确，为煤矿安全生产的管理，提供更加有力的技术支持和保障。所以，该系统具有超大带宽和覆盖面积，损耗低，抗干扰能力强，结构简单，成本低廉，传输透明，易于安装和维护升级等，使得能够在中心站综合处理各种大数据以获取预警需要的全面信息，大大地提升煤矿安全生产的实时监测监控能力和安全事故的应急处理能力。基于上述的分析可以看出，将光载无线通信技术应用于煤矿安全监测控制系统中，具有非常重要的意义。

4结语

在煤矿视频监测监控系统中引入光载无线通信技术，大大提高了信息传输的速率和数据处理的效率，及时预测煤矿井下的各种突发事件，同时，由于光载无线通信的快速和高效，使得各种突发事件的响应时间大大缩短，提高了监测监控系统的精确度和效率，为煤矿企业的安全生产提供了非常有力的保障。

作者：叶群