摘要：随着智能矿山的建设和发展,井下各类子系统的信息传输需求不断增加,基于工业以太网的矿井通信网络面临拓扑复杂、多网共存、可靠性不足等问题,导致建设和维护成本居高不下。PON是运营商网络中主流的光纤接入技术,具有极简架构、灵活部署等优势,其应用正在从家庭宽带向工业领域扩展,将在矿井通信网络建设中发挥重要作用。通过梳理PON的底层架构,包括系统组成、设备功能以及传输原理,并从分光比、传输距离等维度对当前的10G PON进行规格分析,构建矿井应用部署的理论基础。针对当前网络的痛点问题,设计了以10G PON为基础的矿井F5G网络应用方案:构建一主一从的井下双链路传输系统,并进行实时状态监测,实现故障链路倒换和网络功能自愈;利用VLAN划分及QoS管理机制,对井下不同业务进行逻辑隔离和统一承载,避免矿井网络的重复建设;引入双向加密传输机制,并加强对ONU的有效管理,保障井下数据传输的安全性和可靠性;搭建统一网管平台,实现业务的灵活部署、资源的统一管理、故障的集中监控以及告警的实时上报。结合智能矿山建设需求,提出了矿井PON技术的演进方向:平滑升级50G PON,利用已有的ODN基础设施进行部署,并通过选取差异化的载波波长实现与10G PON或其他PON系统的共存;构建确定性网络,通过网络资源预留、节点时间同步等操作,将端到端时延控制在微秒级,将时延抖动控制在纳秒级,将可靠性控制在99.999 9%以上;承载井下移动业务,构建统一的“井下-井上”业务传输通道,同时实现井下的高精度定位;实现通感一体、网算融合,提升网络能力、精简网络架构、补强网络功能,为高阶的矿山智能化建设提供全光底座。

摘要：针对矿用监控系统存在组网复杂、抗损性差和通信距离短的问题,设计了矿用低速远程监控通信平台。该通信平台采用低功耗设计理念,基于STM32F103ZET(MCU)和SX1278两种低功耗处理器,通过系统控制软件的低功耗优化设计,对采集的感知信息实现控制、管理与通信服务,设计MAC层以上私有通信协议,解决无线信道冲突与避碰问题,实现终端与基站间双向有效通信,构建起可靠实用的远程低速通信平台。测试结果表明:该通信平台通信稳定可靠,在复杂环境下可实现至少2 km距离的远程通信,能够适用于矿井复杂环境下的远程组网低速通信。

摘要：分析了当前矿井无线救灾通信系统存在的问题。设计实现了一种基于MIMO技术的便携式矿井无线应急救援通信中继器,该无线中继器采用MIMO空间复用技术和智能天线技术相结合的方式有效减小了多径衰落的影响。测试结果表明比当前应用基于SISO的矿井无线应急救援通信中继器在传输距离方面有很大提升,网络通信性能有很大改善。

摘要：结合煤矿生产的工作环境的特点,设计了一个基于ARM+DSP的数字通信和信号检测控制系统,主要包括信号接收传感器、保护电路、模数转换模块、信号检测处理模块等,具有信号接收、模数转换、信号的检测与提取等功能。系统通过AD对信号的采样和DSP对信号的处理,实现了对井下传感器接收到的数据进行检测与信息提取,有效地完成了井上井下的远距离监控。

摘要：结合联合网络信道编码的思想设计了一种应用于多址接入中继信道环境中的基于Turbo码的联合网络信道编码方案,详细介绍了方案中继节点编码和基站处译码的实现。将该方案与点对点传输方案、异或操作网络编码传输方案进行仿真比较,仿真结果表明,该方案能更加有效地利用中继信道传输的额外冗余信息,明显改善了无线通信系统的性能。

摘要：借助均匀导电全空间中垂直偶极产生的电场表达式，导出通讯性能参数与通讯距离的关系式，再依据使用要求（如额定穿透距离、轻便、本安防爆等），以关系式为基础选定和估算出ＭＴ—１的各项技术指标。对实际的层状地层，当电磁波顺（煤、岩）层传播时，由于波导效应，通讯距离会比设计值大；当垂直岩层通讯时，采用能延长的水平偶极距收发和低阻发射抽头增强发射电流可增加通讯距离。

摘要：通过研究矿井下的无线通信环境,针对其中存在的多径衰落和传输速率低的问题,利用OFDM技术抗多径衰落、频谱利用率高等特点,以Xilinx ISE为软件开发平台,采用Xilinx Virtex-5 FPGA为硬件载体,对基于OFDM的矿井基带发送系统进行设计与FPGA实现。结果表明,作为一种稳定可靠的通信方式,OFDM技术可以应用于矿井基带发送系统中,研究结果具备一定的理论价值和实际意义。

摘要：为了实现煤矿综采工作面机电装备的远程监控,分析了有线工业以太网、传统无线通信方式及新型技术Z igbee等在煤矿井下应用的优缺点;提出基于无线Mesh技术研发本安型无线网络系统;构建了煤矿综采工作面机电设备的无线Mesh网络;阐述了其总体架构、节点的设计原则及其工作原理。在平煤股份二矿进行的工业性试验结果表明:根据工作面的长度和坡度,选择一定数量的无线Mesh交换机,以接收信号强度-85 dBm为临界点,调整Mesh交换机之间的距离,一般以任意2个Mesh交换机间的距离不超过66 m为宜,且交换机的天线要水平或向上安装,可使该无线Mesh网络在煤矿综采工作面具有良好的通信效果,能够满足机电装备工况数据和视频传输的需求。

摘要：针对矿井通信系统的特点和存在的通信难题,提出使用light fidelity(LIFI)通信技术的矿井跟踪定位系统。系统将电力载波通信技术与可见光通信技术相结合,实现地面监测人员对矿下作业人员的实时跟踪与定位,利用Visual Basic(VB)设计的界面以图形化和数字化的形式实时显示矿工在井下的具体位置点。

摘要：通过结合成熟商用的TD-SCDMA技术和Wi-Fi网络各自的技术优势和业务特点,研究并设计了一种融合两种通信技术的煤矿专网系统方案。通过实验巷道测试数据的分析,体现设计方案中利用Wi-Fi网络高速数据传输的极大优势,也补充了TD-SCDMA系统热点区域高速数据业务的覆盖限制和容量不足,并对后续通信技术在煤炭行业的应用提供强力支持和指导借鉴。