WiFi在煤礦安全檢測系統中的應用研究

摘要：由于近年來煤礦事故的頻發，國家越來越重視煤礦井下的安全系統的建設。WiFi具有網絡布置成本低，傳輸速度快，帶寬寬的優勢，被越來越多的應用在煤礦安全檢測系統中。介紹了WiFi技術，闡述了煤礦WiFi通訊系統的特點，重點介紹了基于WiFi的煤礦通訊系統的規劃及設計。

關鍵詞：WiFi技術；網絡交換；無線通訊

1、WiFi技術概述

WiFi技術，符合IEEE802.11b標準，也被叫做無線寬帶技術，WiFi技術的傳輸數據的速率高達11Mib/s。由于WiFi技術成本低，帶寬寬，數據傳輸速率高的優勢，并且即使在信號較弱或者是存在干擾信號時，WiFi的寬帶也能夠實現自動的調整，調整到1Mbps，2Mpbs，以及5.5Mpbs，從而使得整個網絡的穩定性以及可靠性都得到了保證。因此，WiFi能夠構成有基礎設施的無線網絡，同時，通過無線網卡，接入點Access Point或者基站Base Starion實現組網。實際上，WiFi是采用了2.4GHz-2.4836GHz頻段的無線保真技術。由于當前該頻段沒有許可的無線頻段，因此，IEEE802.11標準都被叫做WiFi。

WiFi協議對網絡的功率是有限制的，要求網絡的發射功率不大于100mW，這和煤礦井下設備安全要求相一致。

2、煤礦WiFi通訊系統

2.1 煤礦WiFi通訊系統的特點

煤礦的語音無線通信系統可以分為感應通訊系統，泄漏通訊系統，小靈通通訊系統以及WiFi通訊系統等。

和其他通訊系統相比，煤礦WiFi通訊系統具有自身的優勢：①煤礦WiFi通訊系統采用了組網架構形式為分布式，管理方式為集中式管理。這樣就使得布線的成本與布線的時間盡可能的減少；同時，通過分布式的終端部署，使得網絡與調度平臺之間能夠實現即時的通話與調度管理。②煤礦WiFi通訊系統的移動性能強。WiFi無線網絡，WiFi基站，調度平臺以及隨行分機等能夠非常輕松的進行布置，而和WiFi網絡相配合，實現了無線WiFi話機的就近接入，從而能夠使得全網絡的調度都能夠實現。⑨煤礦wiFi通訊系統的適應性能強。基于WiFi的煤礦通訊系統的終端標識為號碼，能夠實現IP語言網關，WiFi話機，小靈通，手機，固話等的及時的調度。④煤礦WiFi通訊系統的語音系統容量非常大。基于WiFi的煤礦通訊系統能夠同時對3000部電話進行管理，支持同時300路的通話，并且能夠實現350M/800M無線數字群的對接；⑤煤礦WiFi通訊系統具有靈活性能高的特點。當在中心IP調度機進行注冊時，調度終端，雙機設備等也可以同時在本地的服務器進行注冊，或者同時注冊到IP-PBX上，從而能夠使得現場的通信隨時都保持通暢。⑥煤礦WiFi通訊系統的擴展性能強大。利用WiFi能夠實現在煤礦下的無縫覆蓋，從而使得煤礦無線安全監控站，無線監控傳感器，監視攝像機等可擴展的接入設備多元化。

2.2 煤礦WiFi無線通訊系統的規劃與設計

煤礦WiFi通訊系統的主干傳輸平臺是礦井的光纖網，而整個系統的基本架構是基于TCP/IP協議，通過WiFi無線網絡的延伸，實現了無線終端和有線的主干之間的有機結合，從而實現了整個煤礦井下以及全部巷道甚至包括相關地面區域的信息覆蓋，從而為人們進行語音通訊管理，數字化視頻監控，環境監控以及人員管理提供了統一的平臺，并且電對安全生產的監督，生產調度，應急救援等提供了優良平臺。

煤礦WiFi通訊系統包括了UPS電源，IP/PBX，煤礦網絡交換機，語音網關，煤礦用無線通信基站等。通過WiFi通訊系統能夠實現煤礦井上井下的通訊，對人員進行定位，對各類數據進行監測，同時對視頻信號進行接收和發射。煤礦WiFi通訊系統結構示意圖見圖1所示。

語音網關的兩側分別和數字程控交換機相連接，同時通過IP網絡和IP/PBX相連接，因此，能夠實現了PSTN和IP/PBX的相通，實現了固定電話網絡，IP網絡以及移動網絡的有機結合，實現了多網絡，不用戶限制的綜合調度。

IP/PBX具有Ip路由器，PBX，防火墻以及語音網關等多種功能，能夠實現和IP語音網絡的直接相連，并且能夠和PSTN，PBX等虛擬的語音網絡相連，這樣就實現了數據通訊與語音在同一個通信平臺的融合。

為了和煤礦地面上的無線信號覆蓋相配合，建立煤礦井上基站。其作用在于不但實現了語音的通信，同時能夠支持煤礦地面辦公室人員的無線上網以及地上短途數據傳播。

煤礦用本交換機的作用是實現煤礦井下IP數據的匯聚與傳輸。煤礦WiFi通訊系統中，實現煤礦井下無線網絡接入，無線的收發都是通過煤礦用本安交換機實現的。實際上，其實現了煤礦交換機和移動終端無線通信的傳輸。而煤礦本安手機實際上是IP電話，只不過是基于語音的可以提供VOIP功能的電話，不但具有商用手機的功能，同時能夠實現IP網絡的共享。