煤矿移动设备宽带无线视频传输与控制系统

1、煤矿移动设备宽带无线视频传输与控制系统2022-4-19共66页（当前2页）现状现状2022-4-19共66页（当前4页）p 民用及商用领域得到广泛应用民用及商用领域得到广泛应用 WLAN（无线局域网）以其协议标准化、小型灵活、低成本、高带宽的优势，在电信运营商、企业网、行业应用与个人IT终端产品领域得到广泛的应用与蓬勃发展。p 煤矿行业开始用于语音通信煤矿行业开始用于语音通信 WiFi无线语音通信系统已在一些煤矿得到了初步应用，取得了较好的使用效果。 p 没有开始大规模应用没有开始大规模应用 2022-4-19共66页（当前5页）p 无线信号衰减大无线信号衰减大 井下空间狭小、地质条件复杂，

2、防护网、支架、机电设备等物品对无线信号影响较大，影响的程度不可预测。p 巷道拐弯无线信号难以全面覆盖巷道拐弯无线信号难以全面覆盖 宽带无线信号具有直线传输，穿透型差的特点，巷道拐弯、上下山对信号传输影响较大。p 移动终端需要漫游、切换移动终端需要漫游、切换 一些移动设备运动范围较大，需要跨越不同区域，需要在不同的区间移动，具有漫游特征。 p WiFi无线通信技术无线通信技术p WiFi无线组网方式无线组网方式p 系统配置系统配置p AP+定向天线级联方式定向天线级联方式p AP+光纤级联方式光纤级联方式p 供电技术供电技术p 相关产品：无线交换机、相关产品：无线交换机、AP热点热点WiFi无线

3、通信技术无线通信技术pWLAN是Wireless Local Area Network（无线局域网）的缩写pWLAN标准主要包括、和等pWLAN的推广和认证工作主要由产业标准组织Wi-Fi（Wireless Fidelity,无线保真）联盟完成，所以WLAN技术常常被称之为Wi-FipWLAN组网简单，可以不受布线条件的限制，提供漫游服务漫游服务，能提供有线网络无法提供的漫游特性漫游特性WiFi无线通信技术无线通信技术WiFi无线通信常用标准无线通信常用标准802.11802.11b802.11a802.11g802.11n标准发布时间19971999199920032008合法频宽83.5M

4、Hz83.5MHz325MHz83.5MHz83.5MHz频率范围2.400-2.483GHz2.400-2.483GHz5.150-5.350GHz5.725-5.850GHz2.400-2.483GHz2.400-2.483GHz非重叠信道331333 (20MHz)1 (40MHz)调制技术FHSSDSSSDSSSCCKOFDMCCKOFDMDSSS/OFDM单载频数据速率1, 25.5, 116, 9, 12, 18,24, 36, 48, 546 , 9 , 1 2 , 18,24, 36, 48, 546.5-144.44Mbps(20MHz)13.5-300Mbps(40MHz)

5、Max UDP Throughput (1500 byte)1.7 Mbps7.1 Mbps30.9 Mbps30.9 Mbps200MbpsMax TCP/IP Throughput (1500 byte)1.6 Mbps5.9 Mbps24.4 Mbps24.4 Mbps150MbpsWiFi无线通信技术无线通信技术u 2003年正式颁布，有以下两个特点：在频段使用正交频分复年正式颁布，有以下两个特点：在频段使用正交频分复用（用（OFDM）调制技术，使数据传输速率提高到）调制技术，使数据传输速率提高到20Mbit/s以上以上；能够与的；能够与的Wi-Fi系统互联互通，可共存于同一系统互联互

6、通，可共存于同一AP的网络里，的网络里，从而保障了后向兼容性。它既能适应传统的标准，在频率下提从而保障了后向兼容性。它既能适应传统的标准，在频率下提供每秒供每秒 11Mbit/s数据传输率，也符合标准在数据传输率，也符合标准在 5GHz频率下提频率下提供供 56Mbit/s数据传输率。数据传输率。u 2009年9月11日正式颁布了 使用频段和5GHz频段，标准的核心是MIMO（multiple-input multiple-output，多入多出）和OFDM技术，传输速度300Mbps，最高可达600Mbps，可向下兼容、。 WiFi无线通信技术无线通信技术是目前技术的主流是目前技术的主流是未

7、来发展的方向是未来发展的方向WiFi无线组网方式无线组网方式p 组网方式主要有两种：组网方式主要有两种：FAT AP 和FIT AP组网模式p FAT AP（“胖胖”AP）组网模式）组网模式：认证终结、动态密钥的产生、漫游切换都在AP本身实现，AP负担较重。p FIT AP（“瘦瘦”AP）组网模式）组网模式：认证终结、动态密钥的产生、漫游切换都集中到Wireless Switch上来实现，减轻了AP负担，在规模越大的网络上管理越简单。并且由于增加了无线交换机作为中央管理控制设备，可以在此基础上方便的扩展丰富业务功能。WiFi无线组网方式无线组网方式无线交换机无线交换机802.11 a/b/g天

8、线加密移动 IP, IPSec, 认证802.1x, TKIP, Qos, 切换位置检测位置检测每用户的安全策略每用户的安全策略网络自愈网络自愈RF 管理管理非法无线入侵检测非法无线入侵检测移动 IP, IPSec, 认证802.1x, TKIP, Qos, 切换天线加密更易管理、安全的更易管理、安全的无线解决方案无线解决方案 “胖胖”AP“瘦瘦”AP低成本低成本APAP普通交换机普通交换机WiFi无线组网方式无线组网方式FAT APFAT AP方案方案FIT APFIT AP方案方案技术模式传统主流新生方式，增强管理安全性传统加密、认证方式，普通安全性增加射频环境监控，基于用户位置安全策略，

9、高安全性网络管理对每AP下发配置文件Wireless Switch上配置好文件，AP本身零配置用户管理类似有线，根据AP接入的有线端口区分权限无线专门虚拟专用组方式，根据用户名区分权限WLAN组网规模L2漫游，适合小规模组网，成本较低L2、L3漫游，拓扑无关性，适合大规模组网，成本较高增值业务能力实现简单数据接入可扩展语音等丰富业务两种组网方式比较两种组网方式比较系统配置系统配置AP+定向天线级联方式定向天线级联方式采用频段，协议，采用频段，协议，定向定向天线进行天线进行级联级联AP+光纤级联方式光纤级联方式采用采用光缆或电缆光缆或电缆进行进行级联，并能形成环形冗余级联，并能形成环形冗余供电技

10、术供电技术p 矿用隔爆型不间断电源箱矿用隔爆型不间断电源箱采用井下交流电源进行充电，充满后可对外供电，具采用井下交流电源进行充电，充满后可对外供电，具有电池直接输出和交流输出两种工作方式。有电池直接输出和交流输出两种工作方式。p 专用电瓶专用电瓶矿用电瓶，充满电备用矿用电瓶，充满电备用p 车载电瓶车载电瓶有轨电机车、无轨胶轮车等，可使用车载电瓶供电有轨电机车、无轨胶轮车等，可使用车载电瓶供电相关产品：无线交换机、相关产品：无线交换机、AP热点热点p 矿用本安型无线网络交换机矿用本安型无线网络交换机p 隔爆兼本安型无线网络交换机隔爆兼本安型无线网络交换机p 本安型本安型APp 高带宽 高可靠性

11、管理简单 扩展灵活相关产品：无线交换机、相关产品：无线交换机、AP热点热点p 无极绳绞车视频监控无极绳绞车视频监控p 有轨车视频监控有轨车视频监控p 斜巷绞车视频监控斜巷绞车视频监控p 无轨胶轮车视频监控无轨胶轮车视频监控p 皮带视频巡检皮带视频巡检1 1、实时检测、实时检测系统可显示辅助运输移动设备的运行状况，向操作司机和调度室及时提供准确信息。2 2、实时监控、实时监控操作司机或调度员可以根据实时监控信息，对辅助运输发生的紧急情况第一时间进行处理。3 3、语音声光报警、安全预防、语音声光报警、安全预防矿工若进入危险区域，语音警示器会迅速报警，进行安全提示。若矿工仍然不顾提示进入危险区域，绞

12、车司机或调度员可依据信息及时处理。4 4、视频监视功能、视频监视功能对各重点区域进行实时视频监控，显示移动设备周围人员的分布状况以及各相关装置的实际工作状态，便于操作司机操作。5 5、录像回放功能、录像回放功能录像回放主要用于事故发生后的追查处理。 系统主要包含以下设备系统主要包含以下设备p 本安或隔爆型网络摄像仪本安或隔爆型网络摄像仪p 本安型无线网络交换机本安型无线网络交换机p 隔爆型监视器隔爆型监视器p 供电装置供电装置p 系统管理控制软件平台系统管理控制软件平台数字视频解码装置就地显示就地显示隔爆显示装置本安供电装置视频成像装置视频图像采集视频图像采集图像数字编码图像数字编码视频数字编

13、码装置不间断供电装置无线宽带交换机无线宽带交换机WIFI井下工业以太网络装置现有的工业环网现有的工业环网通信状态监测摄像仪状态检测故障诊断故障诊断无线宽带视频传输与控制系统系统结构框图系统结构框图n 提供的通信速率达到54M，可满足数据、语音、视频数据包的传输需要，具有很大功能扩展空间n 系统接入和设备管理采用IP方式，支持web管理，管理维护方便n 开放的WiFi协议，可方便接入任何符合WiFi协议标准的设备，方便不同厂家的产品互联互通，实现全矿井安全生产各环节的无线数据传输n 采用自适应带宽，可根据网络状况自动选择带宽，当网络状况较好时，自动采用高带宽，当网络状况较差时，可自动降低带宽，保

14、证通信质量n 基于IP的无线传输方式，可减少光电缆经常拖动造成的故障，提高对采掘等移动设备监控的可靠性 系统特点：系统特点：无级绳绞车斜巷视频监控皮带视频巡检p 厚煤层综采工作面厚煤层综采工作面p 薄与极薄煤层采煤工作面薄与极薄煤层采煤工作面视频监视系统在煤矿井下已经得到广泛的应用，但是综采、综掘工作面的视频监控系统一直没有得到大规模的推广应用，其主要原因在于设备的移动性，在液压支架或者采掘设备移动中线缆不好处理。在工作面的液压支架上安装矿用本安型摄像仪在控制室安装隔爆型监视器对镜头采用压缩空气风帘（幕）方式进行除尘系统主要包含以下设备系统主要包含以下设备p 本安或隔爆型网络摄像仪本安或隔爆型

15、网络摄像仪p 本安型无线网络交换机本安型无线网络交换机p 隔爆型监视器隔爆型监视器n 系统采用无线信号传输方式n 图像、数据节点可灵活进行增减，配置维护方便n 摄像仪采用压缩空气风帘（幕）方式进行除尘，保证图像效果n 能为工作面的安全生产运行提供依据，减少事故发生，提高生产效率。图像可就地显示，也可通过工业以太环网上传到地面图像可就地显示，也可通过工业以太环网上传到地面摄像仪在综采工作面的安装位置图摄像仪在综采工作面的安装位置图100m操作室在综掘机上安装摄像仪，通过无线方式将视频信号传输到遥控操作硐室的隔爆显示器上，可就地观察采煤机等的运行位置及工作面的实时状况，并可通过工业以太网将图像上传到地面。 对于悬臂式掘进机可安装6套低照度摄像仪，对前后方向、蟹爪扒煤下方和综掘机后方的转载机进行视频监视。具体安装位置建议如下：1、在截割头旋动部两边各装一个射灯和摄像仪的组件，对截割头工作方向进行视频监视；2、在截割头旋动部后的主机两侧装两台摄像仪，对综掘机前的扒煤（或扒矸）蟹爪的扒煤状态进行视频监视；3、在掘进机尾部装两台摄像仪，对综掘机前监视掘进整个断面情况，后面方向对掘进机后的转载机运行状况进行视频监视。摄像仪在掘进机上的安装位置