煤矿综合自动化(井下通信技术)课件

,单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Slide,*,煤矿综合自动化,井下通信技术,基础,-,应用,-,拓展,郝俊青,太原理工大学矿业工程学院,煤矿综合自动化郝俊青太原理工大学矿业工程学院,1,主要内容,载波通信,中频通信,漏泄通信,超低频透地通信,Wi-Fi,主要内容载波通信,2,井下无线通信的发展经历了动力线载波通信、中频通信、漏泄通信、超低频透地通信等,至今已发展成为无线移动通信网络系统。,井下无线通信的发展经历了动力线载波通信、中,3,1.,动力线载波通信,动力线载波通信是应用在矿井架线机车上，借助矿井动力电缆或机车架线作为信道，将语音信号调制成为几十,kHz,的载波信号在信道上传输。载波通信系统主要由载波发射机、载波接收机和传输信道三部分组成。,优点：,结构简单、价格低等；,缺点：,载波频率低，易受电气干扰；传输距离短、通话清晰度差、抗干扰能力弱；,动力电缆分支较多，且线路上的各种机电设备启动频繁，容易造成信道参数不稳定；,动力线与通信机的传输阻抗匹配较困难。,1.动力线载波通信,4,2.,中频感应通信,中频感应通信通过架设专用的感应线或利用巷道内已有的导体,(,电缆、管道等,),进行通信。,从中频感应传输的具体过程来看，可以分为电磁波从移动台天线到传输线,(,或相反,),的耦合过程和电磁波沿传输线传输的过程。研究发现，当信号频率越低时，传输线传输损耗越小，传输距离越大；反之，频率升高，传输损耗增大，传输距离就越小。但是，频率过低，不仅容易受到动力源的干扰，而且由于辐射能力降低，不能实现有效的感应耦合。另外，对于发射天线而言，频率越低，发射效率也就降低。,2.中频感应通信,5,2.,中频感应通信,优点：,结构简单、成本低等；,缺点：,感应通信受巷道形状、截面、粗糙程度、分支、拐弯、倾斜、围岩构造与介质、非金属支护等影响较小，但受巷道内导体影响较大，因此，信道性能不稳定。,当感应传输线离巷道壁太近时，容易形成电磁场空间分布的不均匀，引起较大的能量损耗，从而影响通信距离。,为减少传输损耗，感应通信的工作频率一般为中频段，因此，信道容量小，电磁干扰强。,2.中频感应通信,6,3.,漏泄通信,漏泄通信技术是通过在巷道中架设一条特制的同轴电缆（漏泄电缆），每隔一段距离在电缆上开一个槽孔，利用泄漏出的电磁场实现移动台与移动台之间以及移动台和固定台之间的远距离通信。,它是实现井下巷道内无线传输的一种较理想方式。泄漏通信技术在二十世纪九十年代曾广泛应用于煤矿井下、公路铁路隧道、地铁等一些空间受限的地下通信中。,3.漏泄通信,7,3.,漏泄通信,优点：,用超高频进行无线通信，具有信道稳定、电磁干扰较小；,缺点：,系统可靠性较差，抗故障能力差。任一中继器和电缆故障将会造成该中继器以下的部分瘫痪；并且，随着中继器的增加，噪音易累加，信号易失真。,各个通道指定用于固定的设备，信道利用率不高。当井下各种监测监控系统和通信系统都要接入漏泄系统传输时，会出现某些信道长期空闲不用而总的信道数又不够使用的状况。,维护和管理的成本高。移动台接收距离通常限制在距漏泄电缆,30m,的范围内，并且藕合技术复杂，漏泄电缆架设要求高。,3.漏泄通信,8,4.,超低频透地通信系统,透地通信是以大地为电磁波传播媒介、无线电波穿透大地的无线电通信方式。主要应用于井下急救，即在紧急情况发生、其它通信方式完全中断时，通过发射系统，使其超低频信号穿透岩层到达井下任何位置，从而可以迅速有效地与井下人员进行通信。,4.超低频透地通信系统,9,5.Wi-Fi,随着我国煤矿无线通信市场的迅速发展，众多专网无线通信技术纷纷进入了该领域，而近期在煤矿兴起的,Wi-Fi,技术就是其中之一。,Wireless Fidelity,即,Wi-Fi,，无线保真，是一种可以将个人,电脑,、手持设备（如,PDA,、手机）等终端以无线方式互相连接的技术，事实上它是一个高频无线电信号。无线保真是一个无线网路,通信,技术的品牌，由,Wi-Fi,联盟,所持有。,5.Wi-Fi,10,4.Wi-Fi,技术存在如下这些致命的技术缺陷：,只有数据压缩算法，没有语音压缩算法，通话严重失真；,手机只能在本基站下通讯，跨基站移动通话会导致掉线；,只适合对同步要求不高的异步数据传送，不具备对实时性要求极高的移动语音通讯的严格同步机制；,DSSS,短码直序扩频的通信体制不适合采用井下定向天线辐射，严重影响手机通信距离等。,所以，该技术作为矿井无线通信与生产调度应用，其市场寿命是不会长久的！,4.Wi-Fi技术存在如下这些致命的技术缺陷：,11,姓名,:,郝俊青,电话：,1399-4211-140,邮箱：,:343426920,联系方式,姓名:郝俊青联系方式,12,THE END,THE END,13,