《電子技術(shù)應(yīng)用》
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CDMA礦井安全遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)測(cè)應(yīng)用方案
摘要: 煤礦安全已成為全國(guó)工業(yè)安全的重中之重。目前國(guó)內(nèi)的煤炭生產(chǎn)安全事故不斷發(fā)生,特別是瓦斯爆炸事故接連發(fā)生,給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了巨大損失,在國(guó)內(nèi)外造成嚴(yán)重影響。黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視煤礦安全工作,相繼采取了一系列重大舉措,地方各級(jí)政府也做了大量工作。應(yīng)如何有效遏制重特大安全事故的發(fā)生已成了礦井安全最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
Abstract:
Key words :

前 言
  煤礦安全已成為全國(guó)工業(yè)安全的重中之重。目前國(guó)內(nèi)的煤炭生產(chǎn)安全事故不斷發(fā)生,特別是瓦斯爆炸事故接連發(fā)生,給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了巨大損失,在國(guó)內(nèi)外造成嚴(yán)重影響。黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視煤礦安全工作,相繼采取了一系列重大舉措,地方各級(jí)政府也做了大量工作。應(yīng)如何有效遏制重特大安全事故的發(fā)生已成了礦井安全最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
  隨著企業(yè)信息化的不斷深入,安全生產(chǎn)信息化成為企業(yè)信息化首當(dāng)其沖的重要內(nèi)容。利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)手段,建設(shè)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),才能將安全生產(chǎn)監(jiān)督管理工作做好。
  目前國(guó)內(nèi)煤礦行業(yè)中,多數(shù)企業(yè)都已經(jīng)或正在進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度、監(jiān)測(cè)監(jiān)控等系統(tǒng)的建設(shè),這些系統(tǒng)的建立在實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的過(guò)程中起到了重要的作用;但是由于各種系統(tǒng)建于不同時(shí)期,使用不同的技術(shù),各系統(tǒng)無(wú)法有效的集成,使安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息不能很好的整合、利用。將安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息及時(shí)、準(zhǔn)確的傳送到各級(jí)相關(guān)人員手中,缺乏有效的手段。
  系統(tǒng)需要在地面的中央控制室可對(duì)全礦井生產(chǎn)過(guò)程及設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和無(wú)人職守控制,并能把信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給礦級(jí)領(lǐng)導(dǎo),使領(lǐng)導(dǎo)在辦公室即可隨時(shí)了解生產(chǎn)、安全等信息,實(shí)現(xiàn)全礦井的統(tǒng)一調(diào)度和統(tǒng)一管理。需要系統(tǒng)的信息由下而上逐級(jí)集中,可與礦務(wù)局、焦煤公司的局域網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程查看。而控制既可集中于監(jiān)控層操作,也可分散于設(shè)備控制層實(shí)施。各個(gè)子系統(tǒng)均可獨(dú)立自成體系,可以按照礦井要求分步配置,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最佳方案。
  針對(duì)這些問(wèn)題,廈門(mén)才茂通信研發(fā)出礦井安全CDMA無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)有效監(jiān)管,預(yù)防和減少安全生產(chǎn)事故的頻發(fā)。該系統(tǒng)具有可靠運(yùn)行性,數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性強(qiáng),有效的解決了其他通信方式存在的各種問(wèn)題。在保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性、準(zhǔn)確性的前提下,將系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用降低到了最低;同時(shí),網(wǎng)絡(luò)通訊鏈路由專(zhuān)業(yè)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商(中國(guó)電信)來(lái)維護(hù),避免了用戶(hù)在使用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的同時(shí),還需要耗費(fèi)很大精力去維護(hù)通信線路等問(wèn)題;節(jié)約了用戶(hù)的初期建設(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。
系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1.系統(tǒng)簡(jiǎn)介
  礦井安全CDMA無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng),依托穩(wěn)定、可靠的中國(guó)電信CDMA 網(wǎng)絡(luò),采用先進(jìn)成熟軍工級(jí)的CDMA 無(wú)線數(shù)據(jù)終端為遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備,基于標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)線數(shù)據(jù)采集功能,為不具備有線傳輸條件的煤礦生產(chǎn)點(diǎn),提供了成本低、見(jiàn)效快、高效率的數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái),為煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的監(jiān)察手段。
2.CDMA 系統(tǒng)簡(jiǎn)介     CDMA是碼分多址的英文縮寫(xiě)(Code Division Multiple Access),它是在數(shù)字技術(shù)上的分支—擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的一種新的無(wú)線通信技術(shù)。CDMA技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù),即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬信息數(shù)據(jù),用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制,使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展,再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼,與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理,把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò),以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。     CDMA是目前解決移動(dòng)通信信息服務(wù)的一種較完美的業(yè)務(wù),它是以數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)、覆蓋范圍廣泛、數(shù)據(jù)傳輸速度更快。CDMA的推出,為行業(yè)和企業(yè)用戶(hù)開(kāi)展無(wú)線辦公提供了基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái),為推動(dòng)移動(dòng)辦公的應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。與有線網(wǎng)絡(luò)相比,CDMA網(wǎng)絡(luò)具有租用費(fèi)用低、移動(dòng)辦公,不受地域制約等優(yōu)點(diǎn)。CDMA的出現(xiàn)為企業(yè)和行業(yè)用戶(hù)開(kāi)展無(wú)線辦公提供了一種新的選擇。
  隨著新一代CDMA移動(dòng)通訊業(yè)務(wù)的產(chǎn)生和全面投入,無(wú)線移動(dòng)數(shù)據(jù)通訊的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。高速的數(shù)據(jù)傳輸和永遠(yuǎn)在線特點(diǎn),配合按流量收費(fèi)的資費(fèi)方式,使CDMA通訊在監(jiān)控監(jiān)測(cè)應(yīng)用具有無(wú)可比擬的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)。采用CDMA無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)IP通訊,既可獨(dú)立作為數(shù)傳通道,也可作為已經(jīng)架設(shè)光纖、數(shù)傳電臺(tái)等方式的輔助手段。
監(jiān)控系統(tǒng)組成
1. 系統(tǒng)組成
a. 安全數(shù)據(jù)采集
 礦井原始數(shù)據(jù)采集(使用RS485、RS232等接口直接采集瓦斯、一氧化碳以及硫化氫等有害氣體的濃度以及挖掘深度等數(shù)據(jù));?
 告警閥值數(shù)據(jù)設(shè)定(設(shè)定有害氣體的告警閥值,用以進(jìn)行告警判斷);
將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)遠(yuǎn)程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)缴弦患?jí)單位;
 上級(jí)單位接收下屬各礦上報(bào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并存入本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù);
b. 安全信息告警
 告警信息生成(將礦井的原始數(shù)據(jù)和告警閥值進(jìn)行比較,如果超過(guò)值則產(chǎn)生告警);?
 告警數(shù)據(jù)上報(bào)上級(jí)單位(將告警數(shù)據(jù)上報(bào)給上級(jí)單位);?
 逐級(jí)通知安全責(zé)任人(根據(jù)告警策略將告警信息逐級(jí)發(fā)送到安全責(zé)任人的手機(jī)上,督促其盡快處理)。在通知安全責(zé)任人時(shí),可以根據(jù)告警策略的設(shè)置,分級(jí)分時(shí)通知安全責(zé)任人。當(dāng)同時(shí)發(fā)生幾種告警時(shí),根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)定可以自動(dòng)選擇發(fā)送優(yōu)先級(jí),例如同時(shí)發(fā)生瓦斯和硫化氫告警時(shí)優(yōu)先發(fā)送瓦斯告警)。?
c. 安全信息分析統(tǒng)計(jì)
  系統(tǒng)定期將安全信息進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì),并可輸出各種報(bào)表。
d. 基本管理
 信息源管理(對(duì)原始數(shù)據(jù)和告警閥值數(shù)據(jù)進(jìn)行配置和管理);
 告警策略管理(配置安全數(shù)據(jù)的告警策略,例如通知安全責(zé)任人的順序和時(shí)間等);?
 數(shù)據(jù)管理(數(shù)據(jù)庫(kù)備份、恢復(fù)等功能);?
2. 系統(tǒng)特點(diǎn)
a. 永遠(yuǎn)在線: CDMA 無(wú)線數(shù)據(jù)終端一開(kāi)機(jī)就能自動(dòng)附著到CDMA 網(wǎng)絡(luò)上,并與您的數(shù)據(jù)中心建立通信鏈路,隨時(shí)收發(fā)用戶(hù)數(shù)據(jù)設(shè)備的數(shù)據(jù),具有很高的實(shí)時(shí)性;
b. 按流量計(jì)費(fèi):CDMA 無(wú)線數(shù)據(jù)終端,按照接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來(lái)收取費(fèi)用,沒(méi)有數(shù)據(jù)流量的傳遞時(shí)不收費(fèi)用;
c. 高速傳輸:CDMA網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度最快將達(dá)到
230.4kbps,速率的高低取決于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置,根據(jù)中國(guó)移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)情況,目前可提供120~140Kbps 的穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸;
d. 組網(wǎng)簡(jiǎn)單、迅速、靈活:CDMA 無(wú)線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)可以通過(guò)Internet 網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地的構(gòu)建覆蓋全中國(guó)的虛擬移動(dòng)數(shù)據(jù)通信專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò),為廣大中小用戶(hù)提供接入便利,節(jié)省接入投資;
e. 通信鏈路由專(zhuān)業(yè)運(yùn)營(yíng)商維護(hù):由于采用中國(guó)電信的CDMA 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),因此鏈路維護(hù)也由中國(guó)電信負(fù)責(zé),免除通信鏈路維護(hù)的麻煩
f. 防雷擊與靜電:由于采用中國(guó)電信的CDMA 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),所以在不影響上網(wǎng)的前提下,CDMA 無(wú)線數(shù)據(jù)終端的發(fā)射功率非常小,天線非常短,而且無(wú)需高架,克服了有線傳輸和無(wú)線電臺(tái)傳輸容易引雷擊壞設(shè)備與產(chǎn)生靜電導(dǎo)致危險(xiǎn)的缺點(diǎn)。
3. 系統(tǒng)功能
(1)系統(tǒng)具備的功能有:監(jiān)測(cè)瓦斯、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、一氧化碳、饋電及風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)等環(huán)境參數(shù),還可以監(jiān)測(cè)煤倉(cāng)煤位、水倉(cāng)的水位及主要機(jī)電設(shè)備開(kāi)停等生產(chǎn)參數(shù);監(jiān)測(cè)電壓、電流、功率等電力參數(shù);機(jī)電設(shè)備運(yùn)行保護(hù)參數(shù)。
(2)配接更大的面積上顯示更多的工藝流程模擬圖、監(jiān)測(cè)曲線、表格和文字。
① 系統(tǒng)生成及操作;
② 測(cè)點(diǎn)生成及操作;
③ 工藝流程模擬圖形顯示;
④ 各測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)表格顯示;
⑤ 井上、井下各類(lèi)模擬量參數(shù)的實(shí)時(shí)表格、柱狀圖、變化曲線顯示;
⑥ 井上、井下主要設(shè)備開(kāi)停等開(kāi)關(guān)量的實(shí)時(shí)值和開(kāi)/停時(shí)間顯示;
⑦ 原煤產(chǎn)量等累計(jì)量的實(shí)時(shí)值和累計(jì)值顯示;
⑧ 各類(lèi)報(bào)警除表格顯示外,還有聲訊信號(hào);
⑨ 時(shí)鐘和日期顯示;
⑩ 系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備及軟件操作說(shuō)明跟蹤顯示。
(3)系統(tǒng)可配置顯示屏,可以顯示動(dòng)、靜態(tài)模擬圖形、數(shù)據(jù)表格、歷史曲線、分層顯示采掘平面圖、測(cè)點(diǎn)配置,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示等。也可通過(guò)顯示屏控制主機(jī)編制礦井實(shí)時(shí)礦井安全信息或提示。
(4)系統(tǒng)的人機(jī)界面十分友好,所有顯示和打印有操作人員只要用鼠標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單的點(diǎn)擊即可,任何人都可方便使用,即使偶爾有錯(cuò)誤的操作也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作。為了確保系統(tǒng)配置等信息不被破壞,專(zhuān)門(mén)為系統(tǒng)管理人員、普通操作人員定義了操作權(quán)限并配置相應(yīng)的口令密碼,只有口令密碼正確才能進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行操作權(quán)限范圍內(nèi)的操作。
(5)系統(tǒng)所有被檢測(cè)的參數(shù)、開(kāi)/停信息及累計(jì)量累計(jì)、存儲(chǔ),并可連續(xù)保持一年(系統(tǒng)軟件每三分鐘存盤(pán)一次),如有特殊情況可保存更長(zhǎng)時(shí)間,這些數(shù)據(jù)可隨時(shí)用表格、二維曲線等形式顯示出來(lái),可以打印保存。對(duì)重要設(shè)備用戶(hù)能夠調(diào)整模擬量或設(shè)備開(kāi)停信息和存儲(chǔ)時(shí)間。
(6)系統(tǒng)有簡(jiǎn)便的繪圖工具。所有動(dòng)態(tài)、靜態(tài)圖都可由礦上一般操作人員繪制(繪圖時(shí)不影響主機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能)。
(7)系統(tǒng)具有列表顯示功能。模擬圖及相關(guān)顯示內(nèi)容包括地點(diǎn)、名稱(chēng)、單位、報(bào)警門(mén)限、斷電門(mén)限、監(jiān)測(cè)值、最大值、平均值、最小值、斷電命令、饋電狀態(tài)、超限報(bào)警、斷電邏輯不符報(bào)警、傳感器故障、封鎖與解鎖等。開(kāi)關(guān)量顯示內(nèi)容包括地點(diǎn)、名稱(chēng)、開(kāi)/停時(shí)刻、狀態(tài)、工作時(shí)間、開(kāi)停次數(shù)、傳感器狀態(tài)、閉鎖與解鎖等。累計(jì)量顯示內(nèi)容包括地點(diǎn)、名稱(chēng)、單位、累計(jì)量值等。
(8)系統(tǒng)具有模擬量實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線顯示功能。在同一坐標(biāo)上用不同顏色顯示最大值、平均值最小值曲線。在一屏上,同時(shí)顯示6 個(gè)模擬量曲線,并設(shè)時(shí)間標(biāo)尺,可顯示出對(duì)應(yīng)時(shí)間標(biāo)尺的模擬量。
(9)系統(tǒng)具有柱狀圖顯示功能。能直觀地反映開(kāi)機(jī)率、開(kāi)/停次數(shù)、傳感器狀態(tài)、閉鎖與解鎖等,并設(shè)時(shí)間標(biāo)尺。
(10)系統(tǒng)具有模擬動(dòng)畫(huà)顯示功能。能形象、直觀、全面地反映安全生產(chǎn)狀況。點(diǎn)擊設(shè)備圖標(biāo)即可顯示該設(shè)備的有關(guān)內(nèi)容,包括工藝流程模擬圖、相應(yīng)設(shè)備開(kāi)停、相應(yīng)模擬量數(shù)值和曲線等。
(11)方便地由用戶(hù)自行生成各類(lèi)表格,打印所要求的各類(lèi)數(shù)據(jù)表格、圖形及曲線。
(12)對(duì)各類(lèi)報(bào)警信息進(jìn)行處理,并實(shí)時(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)和報(bào)警。傳感器數(shù)值超限時(shí)聲光報(bào)警提示,并在監(jiān)控主機(jī)的相應(yīng)的條目以變換背景顏色和閃爍的方式提醒用戶(hù)發(fā)出報(bào)警信號(hào)的具體設(shè)備及安裝地點(diǎn)。
(13)系統(tǒng)具有防雷電功能,再加上接口和分站的光電隔離;為了確保萬(wàn)無(wú)一失,專(zhuān)門(mén)在主傳輸電纜聯(lián)接監(jiān)測(cè)主機(jī)端配置了法國(guó)生產(chǎn)的避雷器。
4.系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
● 根據(jù)用戶(hù)的使用要求;
● 根據(jù)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB3836-2006 和新版《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的要求來(lái)選型;
● 技術(shù)先進(jìn)、成熟,功能實(shí)用性強(qiáng),確保可靠;
● 組合方便,擴(kuò)展性能好。能為以后系統(tǒng)擴(kuò)展留有充分的余地,為系統(tǒng)升級(jí)提供便利;
● 開(kāi)放性與兼容性良好,能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟、硬件連接;系統(tǒng)之間充分開(kāi)放,互容度高;
● 擴(kuò)展功能多樣化,系統(tǒng)通過(guò)聯(lián)機(jī)實(shí)現(xiàn)信息交換、監(jiān)視、控制和管理;
● 優(yōu)化設(shè)備功能以達(dá)到經(jīng)濟(jì)、有效,減少維護(hù)、管理人員;
● 人機(jī)界面良好,運(yùn)行管理方便,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,反應(yīng)迅速,操作簡(jiǎn)便。
四、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)
礦井安全遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個(gè)集電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、信息管理以及軟件工程等多任務(wù)、多層次、多種技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)。礦井安全遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由地面監(jiān)控中心站、CDMA 無(wú)線數(shù)據(jù)終端、各種井下分站、井下隔爆兼本質(zhì)安全型多路電源、遠(yuǎn)程斷電器、各種礦用傳感器和礦用機(jī)電控制設(shè)備,及安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)軟件組成。整個(gè)系統(tǒng)組成拓?fù)鋱D。

A 通信服務(wù)器負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)行業(yè)數(shù)據(jù)通信協(xié)議、數(shù)據(jù)代理轉(zhuǎn)發(fā)、通信設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等功能;
B 監(jiān)控中心服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)、反控等功能;
C 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、備份;
D WEB服務(wù)器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理、業(yè)務(wù)管理等功能。
具體實(shí)現(xiàn)時(shí)通信服務(wù)器、監(jiān)控中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器可以安裝在一臺(tái)服務(wù)器中,也可以安裝在不同服務(wù)器中。如果行業(yè)客戶(hù)要求對(duì)終端進(jìn)行終端IP綁定,需要安裝RADIUS服務(wù)器,為系統(tǒng)提供AAA認(rèn)證和IP綁定功能。
推薦省級(jí)監(jiān)控中心通過(guò)APN專(zhuān)線接入到電信CDMA網(wǎng),這種方式安全性高、穩(wěn)定可靠。各級(jí)監(jiān)控中心相互之間通過(guò)VPN相連。
各監(jiān)控點(diǎn)使用用CDMA終端,通過(guò)電信的網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心相連。
一、五、CDMA數(shù)據(jù)傳輸終端
CDMA數(shù)據(jù)傳輸終端實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心主站與監(jiān)控終端的通訊。本系統(tǒng)中采用CM-6550P CDMA DTU。該DTU功能與特點(diǎn)如下:
無(wú)線參數(shù) 1、 支持IS-95 A/B 和CDMA2000 1xRTT無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 2、 支持13K QCELP音頻編解碼 3、 支持?jǐn)?shù)據(jù)、語(yǔ)音、短信和傳真   二、硬件系統(tǒng) 1、 CPU:工業(yè)級(jí)高性能ARM9嵌入式處理器,200MPS,MMU,16KB Dcache,16KB Icache 2、 FLASH:8MB,可擴(kuò)充到32MB 3、 SDRAM:64MB,可擴(kuò)充到256MB 4、 接口:         1個(gè)RS232串口。(根據(jù)需要,可支持RS422/RS485),串口速率110~230400bits/s         指示燈:具有電源、通信及在線指示燈。         天線接口:標(biāo)準(zhǔn)SMA陰頭天線接口,特性阻抗50歐。         UIM卡接口:3V/5V標(biāo)準(zhǔn)的推桿式用戶(hù)卡接口。         電源接口:標(biāo)準(zhǔn)的3芯火車(chē)頭電源插座。         語(yǔ)音接口:標(biāo)準(zhǔn)的耳機(jī)麥克風(fēng)接口。 5、 供電:外接電源:DC 9V 500mA 寬電壓供電:DC 5-35V 通信電流:350mA 待機(jī)電流:35mA 6、 尺寸        外形尺寸:92.7x61.3x23 mm(不包括天線及固定件)  7、 其他參數(shù): 工作環(huán)境溫度 -25~+65ºC 儲(chǔ)存溫度 -40~+85ºC 相對(duì)濕度 95%(無(wú)凝結(jié))   三、軟件功能 1.       智能防掉線,支持在線檢測(cè),在線維持,掉線自動(dòng)重?fù)?,確保設(shè)備永遠(yuǎn)在線。 2.       支持RSA,RC4加密算法 3.       支持虛擬值守VWM(Virtual Man Watch)功能,確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠 4.       支持虛擬數(shù)據(jù)專(zhuān)用網(wǎng)(APN) 5.       透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換,支持多種工作模式 6.       支持?jǐn)?shù)據(jù)中心動(dòng)態(tài)域名和IP地址訪問(wèn) 7.       支持雙數(shù)據(jù)中心備份 8.       支持多數(shù)據(jù)中心 9.       支持短信、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等喚醒方式以及超時(shí)斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)連接。 10.   支持短消息備份及告警。 11.   多重軟硬件看門(mén)狗 12.   數(shù)據(jù)包傳輸狀態(tài)報(bào)告。 13.   標(biāo)準(zhǔn)的AT命令界面 14.   可以用做普通撥號(hào)MODEM 15.   支持telnet功能。 16.   支持遠(yuǎn)程配置,遠(yuǎn)程控制 17.   通過(guò)串口軟件升級(jí) 18.同時(shí)支持LINUX和WINDOWS操作系統(tǒng) 19.整機(jī)功耗小于3W 20.完善了CDMA網(wǎng)絡(luò)中所出現(xiàn)的假撥號(hào),掉線自動(dòng)重啟,遠(yuǎn)程喚醒等功能; 21.支持遠(yuǎn)程控制及動(dòng)態(tài)域名解析; 22.同時(shí)更具嵌入式系統(tǒng)要求,可提供內(nèi)置式模塊(不帶外殼,可通過(guò)插針與嵌入式直接系統(tǒng)相連); 23.   同時(shí)還有軟硬件雙重看門(mén)狗,在DTU不能正常工作時(shí),能夠自動(dòng)斷電復(fù)位。 六、具體監(jiān)測(cè)指標(biāo)
1、 現(xiàn)場(chǎng)采集傳輸
現(xiàn)場(chǎng)采集子站由二次儀表連接傳感器通過(guò)RS-232通訊口與CDMA 無(wú)線數(shù)據(jù)終端連接,每一個(gè)CDMA無(wú)線數(shù)據(jù)終端裝入一個(gè)中國(guó)電信的數(shù)據(jù)SIM 卡。為防止井下瓦斯煤塵火災(zāi)等事故危害人身和設(shè)備安全,在井下各采區(qū)工作面、掘進(jìn)頭及主要巷道、機(jī)電峒室等處設(shè)置瓦斯、溫度、一氧化碳、風(fēng)速、負(fù)壓等各類(lèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器,在風(fēng)門(mén)處設(shè)置風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)對(duì)井下通風(fēng)環(huán)境設(shè)施的狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè),并對(duì)風(fēng)機(jī)等機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)和控制,分站將監(jiān)測(cè)信息傳送到地面中心站。當(dāng)瓦斯等參數(shù)超限時(shí)(可根據(jù)具體情況自行設(shè)置斷電、復(fù)電值),可對(duì)有關(guān)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)斷電。系統(tǒng)將充分利用煤礦現(xiàn)有傳感器及技術(shù)資源,并保證所有傳感器(采集頻率為200-1000Hz 的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。部分廠家的傳感器輸出為4-20mA,可以通過(guò) “信號(hào)轉(zhuǎn)換器”來(lái)轉(zhuǎn)換為200-1000Hz 信號(hào))在接入系統(tǒng)后能正常工作。
井下分站和傳感器安裝在井下具有煤塵、沼氣、一氧化碳等危險(xiǎn)氣體的環(huán)境中,對(duì)煤礦井下的各種安全、生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和處理,并將安全生產(chǎn)參數(shù)經(jīng)由CDMA 無(wú)線數(shù)據(jù)終端及時(shí)傳輸?shù)降孛嬷行恼?。各種數(shù)據(jù)由分站和中心站處理,并能按要求直接發(fā)出聲、光報(bào)警和斷電控制信號(hào)。地面中心站經(jīng)過(guò)CDMA 無(wú)線數(shù)據(jù)終端采用CDMA 網(wǎng)絡(luò)與井下分站聯(lián)結(jié)通信。通過(guò)系統(tǒng)可以準(zhǔn)確,全面地了解井下安全情況和生產(chǎn)情況,實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)害事故的早期預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào),并能及時(shí)地自動(dòng)處理。生產(chǎn)調(diào)度人員可以掌握井下設(shè)備運(yùn)行情況,準(zhǔn)確地指揮生產(chǎn)。
2、監(jiān)控中心
礦井安全遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的監(jiān)控中心為地面聯(lián)網(wǎng)(公網(wǎng)固定IP或移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)固定IP)的2 臺(tái)計(jì)算機(jī):監(jiān)控主機(jī)和副機(jī),當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),副機(jī)立即代替主機(jī)進(jìn)行監(jiān)控,計(jì)算機(jī)通過(guò)通信接口不斷地與各個(gè)分站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,分站和測(cè)點(diǎn)可分布于地面或井下任何地方,分站采集各測(cè)點(diǎn)傳感器的信號(hào),通過(guò)CDMA 無(wú)線數(shù)據(jù)終端與通信接口相連,向主機(jī)傳遞數(shù)據(jù),同時(shí)分站又不停地對(duì)所接的傳感器巡測(cè),進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理、顯示或根據(jù)需要控制輸出。系統(tǒng)主機(jī)不斷地把接收到的各分站測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理、顯示并定時(shí)存盤(pán)。
七、電信公司專(zhuān)線APN傳輸方式
根據(jù)企業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的特殊要求,廈門(mén)才茂通信技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)了基于CDMA網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸方案,采用了多種安全措施,主要包括:
.通過(guò)一條2M 專(zhuān)線接入電信公司CDMA網(wǎng)絡(luò),雙方互聯(lián)路由器之間采用私有IP地址進(jìn)行廣域連接,在GGSN與移動(dòng)公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。
.為客戶(hù)分配專(zhuān)用的APN,普通用戶(hù)不得申請(qǐng)?jiān)揂PN。用于CDMA專(zhuān)網(wǎng)的SIM卡僅開(kāi)通該專(zhuān)用APN,限制使用其他APN。
.客戶(hù)可自建一套R(shí)ADIUS服務(wù)器和DHCP服務(wù)器,GGSN向RADIUS服務(wù)器提供用戶(hù)主叫號(hào)碼,采用主叫號(hào)碼和用戶(hù)賬號(hào)相結(jié)合的認(rèn)證方式;用戶(hù)通過(guò)認(rèn)證后由DHCP服務(wù)器分配企業(yè)內(nèi)部的靜態(tài)IP地址。
.端到端加密:移動(dòng)終端和服務(wù)器平臺(tái)之間采用端到端加密,避免信息在整個(gè)傳輸過(guò)程中可能的泄漏。
.雙方采用防火墻進(jìn)行隔離,并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過(guò)濾。
電信業(yè)務(wù)流程
CDMA專(zhuān)網(wǎng)系統(tǒng)終端上網(wǎng)登錄服務(wù)器平臺(tái)的流程為:
1)用戶(hù)發(fā)出CDMA登錄請(qǐng)求,請(qǐng)求中包括由電信公司為CDMA專(zhuān)網(wǎng)系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)分配的專(zhuān)網(wǎng)APN;
2)根據(jù)請(qǐng)求中的APN,SGSN向DNS服務(wù)器發(fā)出查詢(xún)請(qǐng)求,找到與企業(yè)服務(wù)器平臺(tái)連接的GGSN,并將用戶(hù)請(qǐng)求通過(guò)GTP隧道封裝送給GGSN;
3)GGSN將用戶(hù)認(rèn)證信息(包括手機(jī)號(hào)碼、用戶(hù)賬號(hào)、密碼等)通過(guò)專(zhuān)線送至Radius進(jìn)行認(rèn)證;
4)Radius認(rèn)證服務(wù)器看到手機(jī)號(hào)等認(rèn)證信息,確認(rèn)是合法用戶(hù)發(fā)來(lái)的請(qǐng)求,向DHCP服務(wù)器請(qǐng)求分配用戶(hù)地址;
5)Radius認(rèn)證通過(guò)后,由Radius向GGSN發(fā)送攜帶用戶(hù)地址的確認(rèn)信息;
6)用戶(hù)得到了IP地址,就可以攜帶數(shù)據(jù)包,對(duì)CDMA專(zhuān)網(wǎng)系統(tǒng)信息查詢(xún)和業(yè)務(wù)處理平臺(tái)進(jìn)行訪問(wèn)。
九、安全方案
第一級(jí):安全的網(wǎng)絡(luò)接入層
使用電信公司分配的專(zhuān)門(mén)的APN進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入;
分配特定的手機(jī)號(hào):手機(jī)主叫號(hào)在移動(dòng)GSM交換機(jī)生成,已經(jīng)進(jìn)行了加密,資深的網(wǎng)絡(luò)黑客也是很難偽造手機(jī)號(hào)的。
電信在網(wǎng)絡(luò)側(cè)HLR網(wǎng)元給手機(jī)號(hào)和APN做了綁定,只有屬于行業(yè)的手機(jī)號(hào)才能訪問(wèn)專(zhuān)用APN。黑客拿著其他手機(jī)號(hào)的CDMA終端根本無(wú)法呼叫專(zhuān)門(mén)的APN。
第二級(jí):安全的終端認(rèn)證
數(shù)據(jù)中心可以給每個(gè)CDMA終端分配特有的用戶(hù)ID和密碼,交換機(jī)資深黑客即使偽造了合法的手機(jī)號(hào),但是數(shù)據(jù)中心分配給GPRS終端的用戶(hù)ID和密碼沒(méi)有,依然與數(shù)據(jù)中心建立不了呼叫,而數(shù)據(jù)中心可以周期性命令各電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)將用戶(hù)ID和密碼改掉。
第三級(jí):安全的防火墻過(guò)濾
通過(guò)物理防火墻設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限
第四級(jí):安全的應(yīng)用系統(tǒng)
業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在傳輸前進(jìn)行加密壓縮,保障數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的安全性。應(yīng)用系統(tǒng)提供強(qiáng)大的分級(jí)權(quán)限管理,保障數(shù)據(jù)在使用過(guò)程中的安全性。
十、綜 述
綜上所述,礦井安全遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一種適用于大中型礦井的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng),該系統(tǒng)軟件緊跟監(jiān)控系統(tǒng)軟件發(fā)展的潮流,界面友好,圖形功能強(qiáng)大,可在大屏幕上顯示礦井生產(chǎn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬圖,幫助礦領(lǐng)導(dǎo)和調(diào)度員了解本單位主要生產(chǎn)設(shè)備及運(yùn)行環(huán)境參數(shù),及時(shí)調(diào)度生產(chǎn),防止事故,安全生產(chǎn)。在大中礦井和工廠具有良好的推廣應(yīng)用前景。

                    

                           

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