基于物聯(lián)網(wǎng)的礦山井下安全避險(xiǎn)綜合信息系統(tǒng)（一）

　　工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)作為整個(gè)礦山的核心網(wǎng)絡(luò)，承載礦山所有工業(yè)自動(dòng)化、視頻監(jiān)控、人機(jī)定位、環(huán)境監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)的大流量傳輸，如（圖1）所示。。

　　工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的布設(shè)滿足以下幾個(gè)設(shè)計(jì)條件。

　　1. 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)應(yīng)滿足千兆數(shù)據(jù)帶寬，滿足井下各種應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸需求，且預(yù)留足夠的擴(kuò)容余量;

　　2. 覆蓋所有提升系統(tǒng)、生產(chǎn)中段馬頭門、風(fēng)機(jī)房、采區(qū)變電所、炸藥庫(kù)、泵房等重要樞紐及機(jī)電設(shè)備場(chǎng)所（與地表生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)合形成全礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)）;

　　3. 預(yù)留接口，滿足未來擴(kuò)容延伸需求;

　　工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)走向說明：井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)布設(shè)采用雙環(huán)網(wǎng)架構(gòu)，

　　無線水平通訊子系統(tǒng)

　　對(duì)于各生產(chǎn)中段水平主巷及斜坡道道采用無線綜合分站進(jìn)行覆蓋，每隔若干米布設(shè)一個(gè)分站，實(shí)現(xiàn)WIFI和zigbee雙無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，如（圖3）所示。

　　無線水平通訊系統(tǒng)采用國(guó)際領(lǐng)先的無線技術(shù)，無線分站是采用最新的WIFI無線技術(shù)和一個(gè)zigbee定位模塊。由于該產(chǎn)品有兩個(gè)光纖模塊，整個(gè)無線骨干核心網(wǎng)采用“背靠背”的二層透明接力方式，組成了一條有線與無線混合的水平通訊鏈路，帶寬高，系統(tǒng)延時(shí)小，運(yùn)行穩(wěn)定的無線骨干鏈路，可以承受各種諸如環(huán)境采集，人員定位，語音通訊、視頻監(jiān)控等應(yīng)用。

　　無線分站組網(wǎng)的特點(diǎn)有：透明傳輸機(jī)制造就穩(wěn)定高速的無線鏈路;完善的冗余設(shè)計(jì);無線手機(jī)的無縫漫游;特殊極化天線的使用;同步NTP自維護(hù)機(jī)制;動(dòng)態(tài)TDD（時(shí)分雙工）;雙向動(dòng)態(tài)自適應(yīng)調(diào)制;可調(diào)節(jié)ACK時(shí)延（ACK Timeout）;OFDM技術(shù)。

　　無線綜合分站自愈環(huán)技術(shù)：無線基站支持對(duì)環(huán)路的自動(dòng)檢測(cè)和倒換，無線鏈路兩端或多段接入礦區(qū)已經(jīng)建成的工業(yè)光纖以太環(huán)網(wǎng)，無線鏈路與工業(yè)光纖以太網(wǎng)絡(luò)形成環(huán)或相切環(huán)，當(dāng)無線鏈路中出現(xiàn)故障節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)可立即倒換鏈方向，保證系統(tǒng)業(yè)務(wù)不中斷，整個(gè)無線鏈路每臺(tái)設(shè)備都可作為光纖接入點(diǎn)，保障系統(tǒng)有效可靠運(yùn)行，且對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)時(shí)業(yè)務(wù)不受任何影響。

　　采場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)接入：（此部分有點(diǎn)奇怪，不是采用無線網(wǎng)絡(luò)嘛，為什么又需要采用銅線等接入呢？）

　　對(duì)于采場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)接入，考慮到采場(chǎng)采掘周期短，環(huán)境復(fù)雜，易刮碰。如采用光纜接入方案設(shè)備投入大、施工周期長(zhǎng)、維護(hù)困難且無法回收再利用。本系統(tǒng)對(duì)于采場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)接入采用銅線接入方法。

　　方案一：如采場(chǎng)內(nèi)僅實(shí)現(xiàn)人員（設(shè)備）定位，采用CAN總線通訊方式，采用兩根銅線將定位器串接布設(shè)至采場(chǎng)。

　　方案二：如采場(chǎng)內(nèi)需要實(shí)現(xiàn)視頻、語音通訊、廣播、定位、緊急報(bào)警、CO監(jiān)測(cè)等綜合應(yīng)用，則采用電話線ADSL方式配合礦山井下智能終端實(shí)現(xiàn)采場(chǎng)接入。