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WiFi通讯技术在煤矿井下的应用研究

王继伟

淮北矿业集团机电装备部,安徽,淮北,235000 

摘要: 本文简要介绍了Wi-Fi技术内涵,梳理了Wi-Fi技术的通信特点:经济性强、数据传输能力优异、无线传输广域性、系统操作便利性;探索了煤矿井下生产活动中 Wi-Fi技术的应用表现:数据采集、语音交流、人员定位、临用网创设、远程控制,以此积极发挥Wi-Fi技术的数据传输优势,保证煤矿井下各类生产任务有序进行。
关键词: Wi-Fi技术;人员定位;煤矿
DOI:10.12721/ccn.2021.157091
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引言:智能网络时代,Wi-Fi技术获得了高度发展潜能,逐步融合于各行业生产活动中。Wi-Fi技术作为国内智能煤矿生产的关键技术,可有效获取复杂工况的各项信息,便于管理人员作出正确的采矿决策。Wi-Fi技术的使用,能够有效优化井下数据交互环境,保障井下数据交流的有序性。为此,以Wi-Fi技术为视角,研究其在煤矿井下生产中的具体应用,具有一定研究价值。

1 Wi-Fi技术内涵

Wi-Fi技术是一种支撑电子设备、无线网络相互连接的通信工艺,使用电磁波信号,不受传输路径的限制,在自由空间内,完成信息传输的技术方法。通信连接完成,可选择“密码限制”、“网路公开”两种连接方式。多数情况下,Wi-Fi技术表现出较强的信息通讯能力,传输速度最大值为54Mbps,作为传输效率较高的通信工艺。Wi-Fi技术可结合信号传输的强度级别,合理调整信息传输频率,可顺应各类信息传输需求。

采取技术对比形式,获取Wi-Fi技术特点。Wi-Fi技术参数:传输频率取值介于2.412GHz与2.484GHz之间,可完成20m至400m的信息传输,适用在空间较小范围内的数据交互。2.4G通信技术:信息接收灵敏性为-100dBm,信息传输能力介于10Kbps与250Kbps之间,可完成1.5km的信息传输,使用区域较大的车间、厂房等信息传输。433M通信技术:信息接收灵敏性为-117dBm,信息传输能力介于1200Kbps与115200Kbps之间,传输距离最大值为3Km,适用于多种环境的无线信息传输。GPRS通讯:上传带宽最大值为42.8kbps,下载信息带宽最大值为85.6kbps,传输长度无限制,可用于跨区信息交互。经多种无线通信技术对比发现:Wi-Fi技术的传输长度最小,适用于煤矿井下空间狭小环境内的信息交流,可保证信息通信质量,有助于推进数字矿山发展[1]

2 煤矿井下融合的Wi-Fi技术特点

(1)经济性强。煤矿井下生产期间,有效融合Wi-Fi技术,可保障多个点位网络覆盖的有效性,相比传统信息交流,减少了布线任务,切实降低布线材料支出,相应优化了通信运维工作,表现出较高的经济性。

(2)传输能力优异。煤矿井下生产项目,引入Wi-Fi技术后,信号无波动的情况下,信息传输速度最大值为11Mbps。在磁场有干扰作用、信号强度不足的情况下,可进行射频调整,使信息传输速度不小于2Mbps。

(3)无线传输广域性。多数情况下,使用蓝牙构建的通信体系,信息交流半径仅有15m。Wi-Fi技术的覆盖范围,等同于蓝牙通信的10倍。部分增强类型的Wi-Fi设备,其无线信号的覆盖半径达到400m,极大程度地顺应煤矿井下生产对于无线信号的各项需求,可保证作业信息交流的高效性。

(4)系统操作便利性。Wi-Fi技术含有网络连接的开放性功能,可兼容各类无线信息传输系统,切实保证系统操作质量。

3煤矿井下生产活动中Wi-Fi技术的应用表现

3.1数据采集

Wi-Fi技术用于煤矿井下各项生产任务中,较为关键的是数据采集项目。Wi-Fi组成中,含有多样性电路、CPU等,采集获得的各类生产数据,对其进行有效转换,可转变成系统电量资料。对资料进行各类加工处理,获得模拟信号,由CPU对模拟信号进行深层次加工。加工完成,信息存储在RAM程序,经系统传输而出。Wi-Fi技术采集获取的各项煤矿井下生产数据,可用于生产动态监控,便于系统及时排查系统存在的异常问题,给出有效的系统预警。为此,Wi-Fi技术用于煤矿井下生产活动后,高效捕获生产监控资料,形成生产监控体系,可显著提升煤矿生产的有效性,切实保证采矿人员的生命安全。

3.2语音交流

Wi-Fi语音交流,作为煤矿井下生产引入无线技术的关键应用。语言交流程序,主要借助线路、信号、交换机进行相互连接,构建成信息交流速度较高的语音系统。此系统含有交换机、供电设备、电子设备等,可保证煤矿井下生产有序进行,有序落实通话信息处理、录音回放、生产监听等。语音通信功能的有效利用,可增强井下人员、井外人员的信息交流顺畅性,显著增强了信息传输的高效性。

3.3人员定位

人员定位,是煤矿井下生产项目引入Wi-Fi技术的常用功能。Wi-Fi定位功能的建成,主要依赖于Wi-Fi技术综合确定物体方位,可用于确定井下人员方位,结合井下危险源位置,给予井下生产人员安全提示。煤矿生产内部环境表现出较高的复杂性,工人生产期间会面临多种风险问题。为此,动态获取生产人员的所在位置,给予其安全生产路线,是安全生产的重要应用。多数情况下,Wi-Fi定位功能的实现,需要利用采矿人员的指纹。定位前期,工人需在定位程序中添加指纹信息,完整存储各位工人的指纹资料。人员井下生产时,Wi-Fi定位程序会进行多次数据比对、核实,准确获取工人定位信息[2]

3.4临用网创设

煤矿井下各类生产任务,表现出较多的风险因素。如有意外问题发生,煤矿生产单位需快速给出救援方案。Wi-Fi技术可用于应急临用网建设,具有较强的组网功能。如果煤矿井下的部分通信功能受损,无法继续使用。可采取无线组网形式,搭建临用网,形成紧急救助体系,便于抢修人员及时修补受损网段,恢复井下生产信息交流秩序,保证井下视频、音频多种资料交互的有效性,积极防控信息传输系统损坏带来的不利问题。

3.5远程控制

Wi-Fi技术使用时,可及时获取井下设备的运行情况,查看各类系统的运行状态、参数设计准确性,进行远程式设备管理。采取监控、检测等多个平台的有效连接,增加数据交互的高效性,推动数字矿山项目发展。例如,某单位使用Wi-Fi技术,进行手持无线监控设备的开发,以此远程监测矿井生产各点情况。手持设备是利用馈电开关反馈的监测结果,有效调取技术参数。设备使用的各类数据格式,便于通信解析。Wi-Fi与馈电开关进行通信连接,保证手持设备的数据通信能力。手持设备传输监测资料时,馈电开关需结合帧头位置,综合判断数据接收的可行性。将传输数据,与远程通信程序中的数据信息进行对比。如果对比结果,两个数据地址一致,则接收数据。如果两个数据地址有差异,不予接收数据。对接收的数据进行校验,将校验通过的数据传输至无线设备,使用无线设备生成指令。此手持设备可由井下生产人员随身携带,全面采集井下信息,形成远程监管体系[3]

结论:综上所述,煤矿井下生产环境较为复杂,数据采集具有一定困难性。Wi-Fi技术融合后,可进行井下生产的无线交流,提升井下信息收发的高效性,切实增强了煤矿井下各项生产任务的信息交流速度,给予井下生产人员极大的信息安全保障。为此,井下生产人员需积极学习Wi-Fi技术的操作方法,以严谨思想、专业能力,积极开展Wi-Fi技术使用,保证煤矿井下生产高效完工。

参考文献:

[1]刘民增.煤矿井下工作Wi-Fi网络通信技术研究[J].内蒙古煤炭经济,2020(02):49+51.

[2]程瑞鹏.Wi-Fi通讯技术在煤矿井下的应用[J].煤,2018,27(06):47-48.

[3]武文龙.煤矿井下工作Wi-Fi网络通讯技术研究[J].通讯世界,2016(12):231-232.