煤礦移動(dòng)設(shè)備寬帶無線視頻傳輸與控制系統(tǒng)

1、煤礦移動(dòng)設(shè)備寬帶無線視頻傳輸與控制系統(tǒng)2022-4-19共66頁（當(dāng)前2頁）現(xiàn)狀現(xiàn)狀2022-4-19共66頁（當(dāng)前4頁）p 民用及商用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用民用及商用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用 WLAN（無線局域網(wǎng)）以其協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化、小型靈活、低成本、高帶寬的優(yōu)勢，在電信運(yùn)營商、企業(yè)網(wǎng)、行業(yè)應(yīng)用與個(gè)人IT終端產(chǎn)品領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用與蓬勃發(fā)展。p 煤礦行業(yè)開始用于語音通信煤礦行業(yè)開始用于語音通信 WiFi無線語音通信系統(tǒng)已在一些煤礦得到了初步應(yīng)用，取得了較好的使用效果。 p 沒有開始大規(guī)模應(yīng)用沒有開始大規(guī)模應(yīng)用 2022-4-19共66頁（當(dāng)前5頁）p 無線信號衰減大無線信號衰減大 井下空間狹小、地質(zhì)條件復(fù)雜，

2、防護(hù)網(wǎng)、支架、機(jī)電設(shè)備等物品對無線信號影響較大，影響的程度不可預(yù)測。p 巷道拐彎無線信號難以全面覆蓋巷道拐彎無線信號難以全面覆蓋 寬帶無線信號具有直線傳輸，穿透型差的特點(diǎn)，巷道拐彎、上下山對信號傳輸影響較大。p 移動(dòng)終端需要漫游、切換移動(dòng)終端需要漫游、切換 一些移動(dòng)設(shè)備運(yùn)動(dòng)范圍較大，需要跨越不同區(qū)域，需要在不同的區(qū)間移動(dòng)，具有漫游特征。 p WiFi無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)p WiFi無線組網(wǎng)方式無線組網(wǎng)方式p 系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置p AP+定向天線級聯(lián)方式定向天線級聯(lián)方式p AP+光纖級聯(lián)方式光纖級聯(lián)方式p 供電技術(shù)供電技術(shù)p 相關(guān)產(chǎn)品：無線交換機(jī)、相關(guān)產(chǎn)品：無線交換機(jī)、AP熱點(diǎn)熱點(diǎn)WiFi無線

3、通信技術(shù)無線通信技術(shù)pWLAN是Wireless Local Area Network（無線局域網(wǎng)）的縮寫pWLAN標(biāo)準(zhǔn)主要包括、和等pWLAN的推廣和認(rèn)證工作主要由產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織Wi-Fi（Wireless Fidelity,無線保真）聯(lián)盟完成，所以WLAN技術(shù)常常被稱之為Wi-FipWLAN組網(wǎng)簡單，可以不受布線條件的限制，提供漫游服務(wù)漫游服務(wù)，能提供有線網(wǎng)絡(luò)無法提供的漫游特性漫游特性WiFi無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)WiFi無線通信常用標(biāo)準(zhǔn)無線通信常用標(biāo)準(zhǔn)802.11802.11b802.11a802.11g802.11n標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布時(shí)間19971999199920032008合法頻寬83.5M

4、Hz83.5MHz325MHz83.5MHz83.5MHz頻率范圍2.400-2.483GHz2.400-2.483GHz5.150-5.350GHz5.725-5.850GHz2.400-2.483GHz2.400-2.483GHz非重疊信道331333 (20MHz)1 (40MHz)調(diào)制技術(shù)FHSSDSSSDSSSCCKOFDMCCKOFDMDSSS/OFDM單載頻數(shù)據(jù)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無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)u 2003年正式頒布，有以下兩個(gè)特點(diǎn)：在頻段使用正交頻分復(fù)年正式頒布，有以下兩個(gè)特點(diǎn)：在頻段使用正交頻分復(fù)用（用（OFDM）調(diào)制技術(shù)，使數(shù)據(jù)傳輸速率提高到）調(diào)制技術(shù)，使數(shù)據(jù)傳輸速率提高到20Mbit/s以上以上；能夠與的；能夠與的Wi-Fi系統(tǒng)互聯(lián)互通，可共存于同一系統(tǒng)互聯(lián)互

6、通，可共存于同一AP的網(wǎng)絡(luò)里，的網(wǎng)絡(luò)里，從而保障了后向兼容性。它既能適應(yīng)傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，在頻率下提從而保障了后向兼容性。它既能適應(yīng)傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，在頻率下提供每秒供每秒 11Mbit/s數(shù)據(jù)傳輸率，也符合標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)據(jù)傳輸率，也符合標(biāo)準(zhǔn)在 5GHz頻率下提頻率下提供供 56Mbit/s數(shù)據(jù)傳輸率。數(shù)據(jù)傳輸率。u 2009年9月11日正式頒布了 使用頻段和5GHz頻段，標(biāo)準(zhǔn)的核心是MIMO（multiple-input multiple-output，多入多出）和OFDM技術(shù)，傳輸速度300Mbps，最高可達(dá)600Mbps，可向下兼容、。 WiFi無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)是目前技術(shù)的主流是目前技術(shù)的主流是未

7、來發(fā)展的方向是未來發(fā)展的方向WiFi無線組網(wǎng)方式無線組網(wǎng)方式p 組網(wǎng)方式主要有兩種：組網(wǎng)方式主要有兩種：FAT AP 和FIT AP組網(wǎng)模式p FAT AP（“胖胖”AP）組網(wǎng)模式）組網(wǎng)模式：認(rèn)證終結(jié)、動(dòng)態(tài)密鑰的產(chǎn)生、漫游切換都在AP本身實(shí)現(xiàn)，AP負(fù)擔(dān)較重。p FIT AP（“瘦瘦”AP）組網(wǎng)模式）組網(wǎng)模式：認(rèn)證終結(jié)、動(dòng)態(tài)密鑰的產(chǎn)生、漫游切換都集中到Wireless Switch上來實(shí)現(xiàn)，減輕了AP負(fù)擔(dān)，在規(guī)模越大的網(wǎng)絡(luò)上管理越簡單。并且由于增加了無線交換機(jī)作為中央管理控制設(shè)備，可以在此基礎(chǔ)上方便的擴(kuò)展豐富業(yè)務(wù)功能。WiFi無線組網(wǎng)方式無線組網(wǎng)方式無線交換機(jī)無線交換機(jī)802.11 a/b/g天

8、線加密移動(dòng) IP, IPSec, 認(rèn)證802.1x, TKIP, Qos, 切換位置檢測位置檢測每用戶的安全策略每用戶的安全策略網(wǎng)絡(luò)自愈網(wǎng)絡(luò)自愈RF 管理管理非法無線入侵檢測非法無線入侵檢測移動(dòng) IP, IPSec, 認(rèn)證802.1x, TKIP, Qos, 切換天線加密更易管理、安全的更易管理、安全的無線解決方案無線解決方案 “胖胖”AP“瘦瘦”AP低成本低成本APAP普通交換機(jī)普通交換機(jī)WiFi無線組網(wǎng)方式無線組網(wǎng)方式FAT APFAT AP方案方案FIT APFIT AP方案方案技術(shù)模式傳統(tǒng)主流新生方式，增強(qiáng)管理安全性傳統(tǒng)加密、認(rèn)證方式，普通安全性增加射頻環(huán)境監(jiān)控，基于用戶位置安全策略，

9、高安全性網(wǎng)絡(luò)管理對每AP下發(fā)配置文件Wireless Switch上配置好文件，AP本身零配置用戶管理類似有線，根據(jù)AP接入的有線端口區(qū)分權(quán)限無線專門虛擬專用組方式，根據(jù)用戶名區(qū)分權(quán)限WLAN組網(wǎng)規(guī)模L2漫游，適合小規(guī)模組網(wǎng)，成本較低L2、L3漫游，拓?fù)錈o關(guān)性，適合大規(guī)模組網(wǎng)，成本較高增值業(yè)務(wù)能力實(shí)現(xiàn)簡單數(shù)據(jù)接入可擴(kuò)展語音等豐富業(yè)務(wù)兩種組網(wǎng)方式比較兩種組網(wǎng)方式比較系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置AP+定向天線級聯(lián)方式定向天線級聯(lián)方式采用頻段，協(xié)議，采用頻段，協(xié)議，定向定向天線進(jìn)行天線進(jìn)行級聯(lián)級聯(lián)AP+光纖級聯(lián)方式光纖級聯(lián)方式采用采用光纜或電纜光纜或電纜進(jìn)行進(jìn)行級聯(lián)，并能形成環(huán)形冗余級聯(lián)，并能形成環(huán)形冗余供電技

10、術(shù)供電技術(shù)p 礦用隔爆型不間斷電源箱礦用隔爆型不間斷電源箱采用井下交流電源進(jìn)行充電，充滿后可對外供電，具采用井下交流電源進(jìn)行充電，充滿后可對外供電，具有電池直接輸出和交流輸出兩種工作方式。有電池直接輸出和交流輸出兩種工作方式。p 專用電瓶專用電瓶礦用電瓶，充滿電備用礦用電瓶，充滿電備用p 車載電瓶車載電瓶有軌電機(jī)車、無軌膠輪車等，可使用車載電瓶供電有軌電機(jī)車、無軌膠輪車等，可使用車載電瓶供電相關(guān)產(chǎn)品：無線交換機(jī)、相關(guān)產(chǎn)品：無線交換機(jī)、AP熱點(diǎn)熱點(diǎn)p 礦用本安型無線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)礦用本安型無線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)p 隔爆兼本安型無線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)隔爆兼本安型無線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)p 本安型本安型APp 高帶寬 高可靠性

11、管理簡單 擴(kuò)展靈活相關(guān)產(chǎn)品：無線交換機(jī)、相關(guān)產(chǎn)品：無線交換機(jī)、AP熱點(diǎn)熱點(diǎn)p 無極繩絞車視頻監(jiān)控?zé)o極繩絞車視頻監(jiān)控p 有軌車視頻監(jiān)控有軌車視頻監(jiān)控p 斜巷絞車視頻監(jiān)控斜巷絞車視頻監(jiān)控p 無軌膠輪車視頻監(jiān)控?zé)o軌膠輪車視頻監(jiān)控p 皮帶視頻巡檢皮帶視頻巡檢1 1、實(shí)時(shí)檢測、實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)可顯示輔助運(yùn)輸移動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，向操作司機(jī)和調(diào)度室及時(shí)提供準(zhǔn)確信息。2 2、實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)監(jiān)控操作司機(jī)或調(diào)度員可以根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控信息，對輔助運(yùn)輸發(fā)生的緊急情況第一時(shí)間進(jìn)行處理。3 3、語音聲光報(bào)警、安全預(yù)防、語音聲光報(bào)警、安全預(yù)防礦工若進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，語音警示器會迅速報(bào)警，進(jìn)行安全提示。若礦工仍然不顧提示進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，絞

12、車司機(jī)或調(diào)度員可依據(jù)信息及時(shí)處理。4 4、視頻監(jiān)視功能、視頻監(jiān)視功能對各重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，顯示移動(dòng)設(shè)備周圍人員的分布狀況以及各相關(guān)裝置的實(shí)際工作狀態(tài)，便于操作司機(jī)操作。5 5、錄像回放功能、錄像回放功能錄像回放主要用于事故發(fā)生后的追查處理。 系統(tǒng)主要包含以下設(shè)備系統(tǒng)主要包含以下設(shè)備p 本安或隔爆型網(wǎng)絡(luò)攝像儀本安或隔爆型網(wǎng)絡(luò)攝像儀p 本安型無線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)本安型無線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)p 隔爆型監(jiān)視器隔爆型監(jiān)視器p 供電裝置供電裝置p 系統(tǒng)管理控制軟件平臺系統(tǒng)管理控制軟件平臺數(shù)字視頻解碼裝置就地顯示就地顯示隔爆顯示裝置本安供電裝置視頻成像裝置視頻圖像采集視頻圖像采集圖像數(shù)字編碼圖像數(shù)字編碼視頻數(shù)字編

13、碼裝置不間斷供電裝置無線寬帶交換機(jī)無線寬帶交換機(jī)WIFI井下工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)裝置現(xiàn)有的工業(yè)環(huán)網(wǎng)現(xiàn)有的工業(yè)環(huán)網(wǎng)通信狀態(tài)監(jiān)測攝像儀狀態(tài)檢測故障診斷故障診斷無線寬帶視頻傳輸與控制系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖n 提供的通信速率達(dá)到54M，可滿足數(shù)據(jù)、語音、視頻數(shù)據(jù)包的傳輸需要，具有很大功能擴(kuò)展空間n 系統(tǒng)接入和設(shè)備管理采用IP方式，支持web管理，管理維護(hù)方便n 開放的WiFi協(xié)議，可方便接入任何符合WiFi協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，方便不同廠家的產(chǎn)品互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)全礦井安全生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的無線數(shù)據(jù)傳輸n 采用自適應(yīng)帶寬，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況自動(dòng)選擇帶寬，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀況較好時(shí)，自動(dòng)采用高帶寬，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀況較差時(shí)，可自動(dòng)降低帶寬，保

14、證通信質(zhì)量n 基于IP的無線傳輸方式，可減少光電纜經(jīng)常拖動(dòng)造成的故障，提高對采掘等移動(dòng)設(shè)備監(jiān)控的可靠性 系統(tǒng)特點(diǎn)：系統(tǒng)特點(diǎn)：無級繩絞車斜巷視頻監(jiān)控皮帶視頻巡檢p 厚煤層綜采工作面厚煤層綜采工作面p 薄與極薄煤層采煤工作面薄與極薄煤層采煤工作面視頻監(jiān)視系統(tǒng)在煤礦井下已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，但是綜采、綜掘工作面的視頻監(jiān)控系統(tǒng)一直沒有得到大規(guī)模的推廣應(yīng)用，其主要原因在于設(shè)備的移動(dòng)性，在液壓支架或者采掘設(shè)備移動(dòng)中線纜不好處理。在工作面的液壓支架上安裝礦用本安型攝像儀在控制室安裝隔爆型監(jiān)視器對鏡頭采用壓縮空氣風(fēng)簾（幕）方式進(jìn)行除塵系統(tǒng)主要包含以下設(shè)備系統(tǒng)主要包含以下設(shè)備p 本安或隔爆型網(wǎng)絡(luò)攝像儀本安或隔爆型

15、網(wǎng)絡(luò)攝像儀p 本安型無線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)本安型無線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)p 隔爆型監(jiān)視器隔爆型監(jiān)視器n 系統(tǒng)采用無線信號傳輸方式n 圖像、數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)可靈活進(jìn)行增減，配置維護(hù)方便n 攝像儀采用壓縮空氣風(fēng)簾（幕）方式進(jìn)行除塵，保證圖像效果n 能為工作面的安全生產(chǎn)運(yùn)行提供依據(jù)，減少事故發(fā)生，提高生產(chǎn)效率。圖像可就地顯示，也可通過工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)上傳到地面圖像可就地顯示，也可通過工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)上傳到地面攝像儀在綜采工作面的安裝位置圖攝像儀在綜采工作面的安裝位置圖100m操作室在綜掘機(jī)上安裝攝像儀，通過無線方式將視頻信號傳輸?shù)竭b控操作硐室的隔爆顯示器上，可就地觀察采煤機(jī)等的運(yùn)行位置及工作面的實(shí)時(shí)狀況，并可通過工業(yè)以太網(wǎng)將圖像上傳到地面。 對于懸臂式掘進(jìn)機(jī)可安裝6套低照度攝像儀，對前后方向、蟹爪扒煤下方和綜掘機(jī)后方的轉(zhuǎn)載機(jī)進(jìn)行視頻監(jiān)視。具體安裝位置建議如下：1、在截割頭旋動(dòng)部兩邊各裝一個(gè)射燈和攝像儀的組件，對截割頭工作方向進(jìn)行視頻監(jiān)視；2、在截割頭旋動(dòng)部后的主機(jī)兩側(cè)裝兩臺攝像儀，對綜掘機(jī)前的扒煤（或扒矸）蟹爪的扒煤狀態(tài)進(jìn)行視頻監(jiān)視；3、在掘進(jìn)機(jī)尾部裝兩臺攝像儀，對綜掘機(jī)前監(jiān)視掘進(jìn)整個(gè)斷面情況，后面方向?qū)蜻M(jìn)機(jī)后的轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)行狀況進(jìn)行視頻監(jiān)視。攝像儀在掘進(jìn)機(jī)上的安裝位置