煤矿wifi无线通讯系统设计方案Word格式文档下载.docx
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7〕纯本安设计，平安性更高，机构更加轻便，适用场所更加广泛。
第二章wifi无线通讯系统介绍
2.1.综述
首先，矿井通信的重要性无可比较。
井下通讯系统是矿井平安防护及生产调度必不可少的设施。
早期我国井下通讯主要为有线方式。
由于井下环境差,巷道分布多,干扰信号源多,对无线的开展障碍比较大。
随着近年技术开展,，泄漏技术、小灵通技术、无线对讲技术及WiFi技术相继用于煤矿井下。
不过以前采用的“泄漏〞技术及低频穿透技术来解决井下无线通讯其通讯距离短（一般在30m以内）、必须单独组网等缺点,目前仅在矿井机车调度方面有一定应用。
小灵通及无线对讲机技术虽然解决了通讯距离及防爆问题,但系统设备构成复杂,不能进采掘面、单独布线、频段限制等劣势在近年的通信建设上进展不大。
基于WiFi技术的KT135宽带无线通讯系统,即解决了距离问题，,又可以做本钱安型产品,并能复用以太环网,到达人员定位、视频监控、瓦斯数据传输等多网合一，是为煤矿量身订做的平安通信系统。
而作为通信前沿的一块高新技术领域，wifi技术也代表着当今煤矿通信最先进的通信应用。
设计目的
利用无线通讯手段，实现井下之间以及与地面各类终端，包括办公、、小灵通等之间的通信需求。
在实现根本语音业务的同时，为视频、数据及其它可拓展业务提供可复用平台，极大提高工作效率，改善生产平安环境，真正的实现一次性投资多种应用同时实现。
设计原那么
规划原那么
1）以平安生产、高产、高效为中心，运用先进成熟的现代化技术手段，建立互联互通、信息共享、高度集成、平安可靠、适应对外开放战略要求的生产信息化管理系统，为矿方从事规划设计、建设、生产、经营、科技等经营管理活动和市场建设以及全矿的科学决策提供效劳，为系统建立健全的现代化矿井管理监督管理制度提供技术手段。
2）积极采用先进的计算机技术、信息技术，逐步建立完善的生产信息管理体系，实现广泛的信息共享，形成以综合信息集成监控平台系统为依托的“自动化〞生产过程，生产实时监控系统全面支持系统的平安、稳定和经济运行。
3）加强信息化建设的标准和标准制定工作，为提高全矿的经营管理和科学决策水平，促进矿的科技进步，提供现代化设施和技术手段。
实施原那么
1）总体规划：
应根据信息化建设的总目标来规划设计应用功能。
2）本着“先根底，后高级〞的原那么，防止制造空中楼阁；
3）本着“先实用，后完善〞的原那么，按优先等级，逐步实施；
4）技术先进性：
总体规划设计应保证技术先进性，能满足矿井需求不断增长开展的需要。
5）可扩展性：
充分预留接口，能满足矿井规模不断开展的需要。
2.1.3设计依据和标准
✧?
煤矿平安规程?
2021修订版;
煤炭工业矿井设计标准?
GB50215—2005；
煤炭洗选工程设计标准?
GB50359—2005；
煤矿平安装备根本要求?
；
煤炭工业调度信息化建设总体规划纲要?
〔试行〕；
煤炭调度信息化装备技术标准?
计算机软件开发标准?
GB8566；
电子计算机房设计标准?
电子计算机场地通用标准?
GB/T2887－2000；
煤炭工业信息化“十一五〞开展规划?
?
AQ6201－2006煤矿平安监控系统通用技术要求?
MT/T1004-2006煤矿平安生产监控系统通用技术条件?
MT/T1005-2006矿用分站?
MT/T1006-2006矿用信号转换器?
MT/T1007-2006矿用信息传输接口?
MT/T1008-2006煤矿平安生产监控系统软件通用技术要求?
。
✧GB/T14381-93程控数字用户自动交换机进网要求
✧GF002-9002.1/9002.4?
邮电部交换设备总技术标准书（试行））
✧YD344-90?
自动用户交换机进网要求?
✧GB3378-82?
自动交换网用户信号方式?
✧GB3379-82?
自动交换网局间直流信号方式?
✧GB3380-82?
自动交换网铃流和信号音?
✧GB7611-87?
脉冲编码调制通信系统网数字接口参数?
✧GB3376-82?
自动交换网带内单频脉冲线路信号方式?
✧GB3377-82?
自动交换网多频记发器信号方式?
✧GB3971-83?
自动交换网局间中继数字型线路信号方式?
✧CCITT建议K.20?
程控数字交换机系统对过压、过流的抗干扰性要求?
✧GB7437?
长途自动交换网传输性能指标?
✧GB/T14133?
数模混合公用自动交换网传输性能指标?
✧GB/T15542?
数字程控自动交换机技术要求?
国家通信网自动编号?
✧GB3971.2?
✧GB6879?
2048kbit/s30路脉码调制复用设备技术要求?
✧GB12048?
数字网内时钟和同步设备的进网要求?
✧GB50215－2005?
煤煤炭工业矿井设计?
民用建筑电气设计标准?
2.1.4先进性
充分考虑电子信息技术的突飞猛进开展趋势，采用国内外成熟的技术，起点要高，在技术上具有一定的超前性，保证通讯、调度、监控系统建立在同一个先进的网络化平台上，智能化程度高。
2.1.5实用性
以实用为主，在工程设计和实现的过程中，始终要把使用单位的实际需求放在首位，做到灵活、好用。
充分分析通讯、调度、视频监控系统的需求及使用环境情况，采用优质设备，满足安防要求，保证操作方便耐久实用。
2.1.6可扩展性
系统可集中管理、监控，分散控制，总体结构具有较强兼容性和可扩展性，既便于系统的充实、完善、改良和提高，又便于设备的更新、换代。
2.1.7经济性
系统优化设计，子系统具有标准化、模块化，在实现先进性和保证可靠性的前提下，到达较优的性能价格比；
2.2.系统特点及优势
本系统是专门针对煤炭行业矿区通信现状及固有特点而设计的一套完整的集成通讯、调度、监控一体化系统。
该系统采用了当前国际流行的最先进的无线网络技术。
根底网络架构采用了先进的WiFi技术并利用无线网络架构增强其实用性。
该系统通信局部采用了先进的国际通信标准VoIP技术建设，代表了未来主流技术的开展方向；
其使用的通信协议〔SIP〕具有很强的扩展能力，可适应系统未来扩展更多音频、数据、视频等的融合应用，比方在此技术体系下可以方便地实现视频监控、或者笔记本无线上网之需要。
系统可以实现与矿区固定网、公众移动通信网的汇接联网，实现了矿区移动用户、固定用户的统一调度和指挥。
即实现所有有线、无线用户的调度功能，井下WiFi之间，井下WiFi与调度席位之间，井下WiFi与地面WiFi之间，井下WiFi与地面固定、小灵通、间均可实现双向通话，还能根据生产需要对无线用户及所带的固定用户混合组网、统一编号。
◆防止重复投资，多业务共用平台〔语音、视频、数据〕；
◆系统业务承载能力强，无线带宽为108M，有线带宽为100M；
◆系统采用模块化设计，方便扩容，总容量不受限；
◆拥有自身内部软交换功能，不受限于外网，节约交换机资源；
◆完备的组网能力：
系统支持数字中继、模拟中继；
自动网、人工台和直达专线
◆全数字化、IP化。
◆适用于井下通信环境，具备良好的噪音过滤功能；
◆可与地面通讯系统及公网互连互通；
◆接口灵活，可满足多业务接入需要，如无线视频监控等；
◆具备超强的实用性及稳定性；
◆低维护本钱，易于维护。
2.3.系统的技术规格
1：
单模块容量：
5000线〔扩展容量不限〕，支持5000部，500台基站。
2：
效劳器操作系统：
稳定的linux操作系统，具备强大处理能力
3：
数据备份：
支持主/备用热备份
4：
传输介质：
光缆〔可利用即将搭建的井下光环路〕
5：
光缆传输距离：
≤40km
6：
和基站间的传输距离不小于300m，单个基站的覆盖距离不小于400m
7：
单基站同时通话数：
16部
8：
基站间切换：
无缝切换
9：
备用电池的持续工作时间：
2小时〔设备电源可以给设备提供2小时的备用电源。
设备断电后，电源内部的电池开始工作，可以继续给相应设备提供电源。
〕
10：
：
WIFI〔WirelessFidelity〕，采用/b/g标准
11：
待机时间：
2.4.系统功能
◆根本功能：
✓支持与之间呼叫效劳
✓支持固定与之间的呼叫效劳
✓支持内部语音通讯网络与PSTN网络的互通呼叫
✓来电显示：
系统内当有〔包括外线〕呼入时，可显示来话的号码；
✓呼叫转移功能：
遇忙呼叫前转、无应答呼叫前转、无条件呼叫转移；
✓呼叫等待：
当正与对方通话，又有第三方打入，可以听到呼入等待音，此时，可按键接听，并可交替与两方用户通话；
✓具有语音提示、遗漏呼叫、短信息、来电显示、呼叫等待、噪音抑制处理
✓能与调度进行绑定；
有呼叫转移功能
✓脱网通讯
✓收发短信功能
✓在井下吵杂的工作环境下，铃声应清晰并且可振动
✓遗漏通知功能：
关机或不在效劳区，所有来电留有记录，一旦开机或到达效劳区时，以短信形式通知，包括来电号码、拨打时间等信息。
◆软交换平台根本功能
✓统一编号
✓外线直接拨入〔DDI〕
✓组呼、群呼
✓调度插入、强拆
✓系统软件能对不同用户设置不同的优先权和呼叫权限；
具有紧急呼叫功能。
✓系统具有录音功能，多通道同时录音，具备一个放音通道，可在线实时查询录音、监听、回放、存储等；
✓井下手持移动与地面调度室具有直通功能；
✓系统软件支持手持移动的自动漫游、越区切换；
✓软件具有非法用户禁用功能；
✓软件注册数大于100门。
✓限制呼出、限制呼入、设备实时监控等功能
✓通话记录软件可以记录历史通话记录，主、被叫号码、通话时间、通话内容、通话地点、通话次数等查询功能
◆基站根本功能
✓能脱网工作，不占用交换机资源，以便当基站、调度室或线缆发生故障时，在特定范围内的手持移动之间可以直接通话；
✓较强的适应性，系统能够适应煤矿井下潮湿多尘的恶劣环境
✓井下停电的情况下保证正常工作2小时
◆系统根本功能
✓能和市场上吩咐的终端产品兼容，并支持防爆终端
✓提供丰富的中继接口
✓防雷击保护措施并能通过气象局部的检查
✓不与国家3G频段冲突
✓到达技术标准、标准要求
✓售后效劳好，能及时得到维护
2.5.系统拓扑图及连接关系图
2.5.1系统拓扑图
2.5.2系统连接关系图
程控交换机
软交换平台
监控PC组
核心交换机
光纤网络
井上局部
井下局部
KTW-6型本安
KDW-12/127矿用隔爆兼本质平安型电源
KTW138型矿用本安无线基站
……
利用井下交换机一RJ45对接
KT135型矿用本安
2.6系统主要设备硬件概要介绍
〔一〕井上局部所需设备
★软交换平台
✓统一编号。
也就是批量开分机，以相同的方式，在同一组内以统一编号开分机。
这样方便快捷。
✓外线直接拨入〔DDI〕外来线可以可以接到软交换平台上，和之间相互通话。
具体增加外线的方法如下：
✓紧急呼叫业务。
当所有线路不通和发生紧急情况是，可以通过一个紧急号码对外进行拨打。
✓语音会议室功能。
当用户需要开一个会议时，管理员对会议室进行设置，包括会议室的接入号、会议室的密码等等，在会议室还可以让一些用户只能收听不能讲话等，设置如下列图：
✓一号通功能，包括呼叫转移，呼叫等待等。
呼叫转移就是当呼叫一个号码没有人接听的情况下转移到另一分机。
可以无条件呼叫转移，遇忙呼叫转移或是转移给其他的号码，具体设置如下列图：
✓调度呼叫
✓路由功能。
软交换平台还具有路由设置功能，其中包括中继、来电路由和呼出路由。
设置方法如下：
✓缩位拨号。
同一组用户内部通话时可以拨打缩位号码，不用全部都输入。
✓免打搅。
当以用户不想接听一些时，可以进行免打搅设置，设置后对方无法拨打到该号码上。
✓多机一号.可以对一组用户设置一个特定的号码，当拨打这一组用户中的任意用户时，这一组号码同时振铃。
任一用户都可以接听。
可以设置振铃组，使多个话机在同一个组号码里
✓国际通话转接业务
✓支持长短号呼叫
✓实时观察分机状态。
通过软件换平台可以对所有的用户进行实时观察，包括通话时间、通话状态，用户状态等。
✓无应答轮寻振铃。
当呼叫一个用户没有应答时，可以设置一组号码，进行轮寻振铃，直到有接听的人时结束。
无应答轮寻必须是同一组的号码。
轮寻的同时还可以对等待时间进行设置。
✓支持自动话务台。
软交换平台支持无人应答的自动话务台。
可以通过自动的话务台对用户进行管理，还可以满足用户的很多需求。
✓转语音信箱。
当拨打一个用户无法接通的时候，除了呼叫转移外还以给用户进行语音留言，把留言信息直接发到用户的语音信箱即可，操作方法如下;
✓支持分机呼叫限制
✓相关管理。
对用户进行的相关的管理。
✓路由策略，支持根据不同的时间段和主、被叫前缀为用户配置特定的路由策略
✓呼出限制策略，支持根据不同的时间段和号码前缀为用户配置不同的呼出限制策略
✓调度录音，录时。
可以根据需要对调度可以对通话录音，还可以把录音保存。
以便以后使用，软交换平台本身内存有限，录音时先确定内存是否够用，具体操作如下：
✓计费功能。
用户可以通过和总台联系后拨打外线，只要程控机允许还可以拨打国际。
所以软交换平台可以对拨打外线进行计费功能。
具体设置如下：
★井上基站
为了配合井上无线网络的覆盖我们提供了一款井上室外性的无线基站，能够满足语音通讯、中短途数据传输等应用提供效劳。
〔二〕井下所需设备
★KTW138矿用本安无线基站
特点：
1.KTW138矿用本安型无线基站是一款针对多种效劳的高性能本安型无线基站，内置的两块双频无线模块和所提供的无线AP及Bridge应用模式，为无线应用提供了极大的灵活性。
1）同时支持/b/g，支持AP+AP模式的同时工作，特别适合高密度用户环境的应用。
2）双频段的AP同时工作，可以同时支持各种不同类型的客户端。
3）
支持AP+Bridge模式的同时工作，可以通过无线中继、无线桥接扩大无线覆盖范围。
2.平安可靠的无线接入本基站提供多种平安策略来保护无线网络：
1）
支持基于密钥、证书或是SIM卡的多种IEEE802.1x认证
2）
支持64/128位静态、动态的WEP加密
提供了基于MAC地址的网络访问控制以防范来自于互联网客户之间的侵入攻击
3.方便的远程系统管理
可以通过SecureHTTP（HTTPS）、Telnet和SNMP进行远程管理
基于HTTPs的Web配置界面和基于SSHv2的CLISH配置提供平安方便的远程管理
支持远程的网络管理系统，如正诚科技的网管系统进行设备的远程集中管理
性能参数：
工作电压:
DC12V
工作电流：
≤700mA
2.基站有线传输参数
a）
通信协议：
标准TCP/IP通讯协议
b）
传输速率：
10/100M自适应
c）
光纤接口数量：
1对
d）
光发射功率：
-3dBm～-15dBm
e）
光接收灵敏度：
≤-35dBm
f）
与天线连接距离：
≤
3.基站无线传输参数
天线阻抗：
50Ω
通讯协议：
IEEE802.11g
工作信道：
1～11信道
工作频率：
2400MHz～2483MHz
发射场强：
-35dBm/m～-10dBm/m
接收灵敏度：
≤-75dBm/m
g）
调制方式：
OFDM
h）
与通讯距离：
≥200m
.★KDW12/127矿用直流稳压电源
KDW-12/127矿用隔爆兼本质平安型电源适用于矿井下，完全适用于含煤尘和瓦斯等爆炸性气体的环境中
1、输入电压：
AC127V/220V50HZ，允许波动范围为75%～110%。
2、直流本安输出：
额定电压DC12V，额定电流700mA；
最高开路电压12.6V；
过流保护整定值≤800mA；
周期与随即偏移峰峰值≤250mVp-p；
输出电压偏离≤5％；
源效应≤5％；
负载效应≤5％。
3、电池组参数：
最高开路电压
16.6V；
最大输出电流
5A；
标称容量
1600mAh。
★KT135-S矿用本安〔三防〕
◎
来电显示；
◎状态概要显示；
◎呼叫等待，呼叫保持；
◎有密码保护功能；
◎短信息功能:
实现点对点的短信互发、转发；
实现点对面的短信群发。
◎能与调度进行绑定；
有呼叫转移功能，遇忙呼叫前转、无应答呼叫前转、无条件呼叫转移；
◎铃声功能：
可选铃声，内置振动；
◎支持漫游和切换、双麦克设置，支持工业用耳机；
◎支持免提、脱网通信、在没有控制中心情况下实现终端对终端语音通讯。
◎支持分组对讲：
启用对讲功能后，持续按住侧键说话，松开侧键后就能接听其他启用对讲功能的发出的语音。
对讲功能不需要效劳器支持。
◎ADhoc自组网：
自动组网，不需要AP信号支持也不需要连接效劳器，在开阔无遮挡地带相隔300米以内都能通信。
2.7应用条件
◆系统井下设备正常工作条件
a）环境温度：
0℃～40℃；
b）平均相对湿度：
≤95﹪〔+25℃〕；
c）大气压力：
80Kp～106Kp；
d）有爆炸性气体混合物，但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体。
◆系统中用于机房、调度室的设备正常工作条件
15℃～30℃；
b）相对湿度：
40﹪～70﹪；
c）温度变化率：
小于10℃/h，且不得结露；
d）大气压力：
e）GB/T2887规定的尘埃、照明、噪声、电磁干扰和接地条件。
第三章无线通讯系统的具体设计
3.1此煤矿无线通讯系统的设计目标
本次方案设计实现煤矿wifi矿用网络内在井下大巷道和重要车厂区和井上固定的通信无缝对接，以及矿用wifi之间的通话顺畅，满足煤矿需求，实现应急通信，。
3.2基站装配位置及覆盖区域
结合此矿实际情况，基站的装配位置遵照以下原那么：
◆根据人口密度、话务量等具体情况采用分区设计；
◆井下基站确保重点区域的覆盖效果和高话务量。
具体设计为：
井上区域：
在生产区的生产调度楼，井口区域和库房等主要区域覆盖，矿部及生活区未作设计。
井下局部：
本次设计安装井下包括矿用无线本安基站26台、矿用本安交换机2台,交换机用于组建一个井下网络，所有系统都挂到这个网络中。
3.3供电
井上基站采用220V交流电，井下设备全部使用127交流电，一般采取就近接线的原那么。
详细说明一下所有设备电源供电方面的考前须知。
〔1〕KDW-12/127矿用隔爆兼本质平安型电源应采用电缆与基站连接，并且与设备与电源之间电缆连接的距离应尽量控制在3米以内，最大距离不超过5米。
〔2〕KDW-12/127矿用隔爆兼本质平安型电源应根据巷道安装的具体位置的实际情况一般采取综保远程接线的原那么。
3.4与工业交换机的对接
从地面向井下铺设光纤，在节点位置安装交换机，为无线通讯基站提供接口，每台基站占用一个RJ45口。
3.5光缆
设备与设备之间均采用光缆连接，单根光缆的长度不超过40km
下面详细说明一下所有设备的数据光缆连接方式：
具体连接图如下：
电缆电缆
井下交换机
KTW138矿用本安型无线基站
KTW138矿用本安型无线基站
〔1〕井口下来的光缆，接入各个地点的工业交换机，与基站用光缆或网线连接，并且各个基站支持2芯光缆的直接串接，节省光缆。
〔2〕KDW-12/127矿用隔爆兼本质平安型电源与KTW138矿用本安型无线基站、连接.。
3.6地面与调度系统的对接
地面通过2M板与调度系统成功对接，使二套系统有完好兼容性，实现有线/无线一体化、语音/数据一体化、行政/调度通信一体化。
3.7施工具体要求
〔1〕井上中心机房网络配置的考前须知。
井上
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