在我國煤炭行業(yè)，大多數(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)過程及設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和控制，并能把信息通過網(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)最佳配置。

針對(duì)這些問題，開發(fā)出了礦井安全遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)GPRS網(wǎng)絡(luò)無線組網(wǎng)系統(tǒng)，可以對(duì)煤礦進(jìn)行分級(jí)管理，進(jìn)行有效監(jiān)管，預(yù)防和減少安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。該系統(tǒng)采用先進(jìn)成熟的GPRS 無線數(shù)據(jù)終端為遠(yuǎn)程傳輸模塊，依托穩(wěn)定、可靠的中國移動(dòng)GPRS 網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性強(qiáng)。該系統(tǒng)有效的解決了其他通信方式存在的各種問題。在保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)、準(zhǔn)確的前提下，將系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用也降低到了最低；同時(shí)，通信鏈路由專業(yè)的運(yùn)營商來維護(hù)，避免了用戶在使用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的同時(shí)，還需要耗費(fèi)很大精力去維護(hù)通信線路等問題；節(jié)約了用戶的初期建設(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

GPRS無線組網(wǎng)系統(tǒng)具備如下特點(diǎn)：

1、良好的實(shí)時(shí)響應(yīng)與處理能力。與短消息服務(wù)比較，由于GPRS具有實(shí)時(shí)在線特性，系統(tǒng)無時(shí)延，系統(tǒng)能夠同時(shí)實(shí)時(shí)收取、處理多個(gè)/所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各種數(shù)據(jù)，無需輪巡就可以同步監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)鐘可很好的滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。

2、遠(yuǎn)程儀器設(shè)備控制：由于采用GPRS雙向傳輸系統(tǒng)，監(jiān)控中心可以反向?qū)崿F(xiàn)對(duì)儀器設(shè)備的時(shí)間校正、狀態(tài)報(bào)告、開關(guān)以及其他監(jiān)測(cè)、控制等功能；

3、建設(shè)成本低：可充分利用現(xiàn)有GPRS網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備安裝即接通，而采用超短波通信時(shí)需要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，還需要配備天線鐵架等附屬設(shè)備。

4、安裝調(diào)試簡單，建設(shè)周期短：利用現(xiàn)有成熟GPRS網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)基本不需要調(diào)試，安裝簡捷。采用超短波通信時(shí)安裝調(diào)試工作量大，要先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)測(cè)試，天線鐵架架設(shè)，天線方向角度調(diào)試等工作。

4、覆蓋范圍廣。構(gòu)建供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍廣，擴(kuò)容無限制，接入地點(diǎn)無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。 由于管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量眾多，分布在全市范圍內(nèi)，部分管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)位于偏僻地區(qū)，而且地理位置分散。采用超短波通訊方式，覆蓋范圍只有30多公里；而采用GPRS方式，理論上在無線GPRS網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi)，都可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。

5、數(shù)據(jù)傳輸速率高。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達(dá)171.2/372kbit/s，實(shí)際應(yīng)用時(shí)數(shù)據(jù)傳輸速率在40-80Kbps左右，而目前一般的超短波數(shù)傳電臺(tái)傳送速率多為2.4kbit/s或更低。

6、系統(tǒng)的傳輸容量大。監(jiān)控中心站要和每一個(gè)管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連接。由于管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰�，而GPRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。

7、通信費(fèi)用低，可按時(shí)間和流量進(jìn)行收費(fèi)。

8、系統(tǒng)易于擴(kuò)展和維護(hù)，在CDMA網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)中，POS機(jī)可以架設(shè)在任何地點(diǎn)。

 

  礦井安全遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)無線網(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)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由地面監(jiān)控中心站、GPRS 無線數(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。

1、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端

現(xiàn)場(chǎng)采集子站由二次儀表連接傳感器通過RS-232通訊口與GPRS DTU（無線數(shù)據(jù)終端）連接，每一個(gè)GPRS 無線數(shù)據(jù)終端裝入一個(gè)中國移動(dòng)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)壓等各類環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器，在風(fēng)門處設(shè)置風(fēng)門開關(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 “信號(hào)轉(zhuǎn)換器”來轉(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GPRS 無線數(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GPRS 無線數(shù)據(jù)終端采用GPRS 網(wǎng)絡(luò)與井下分站聯(lián)結(jié)通信。通過系統(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

 

DTU是指數(shù)據(jù)終端設(shè)備（Data Terminal unit）,可以理解為下位GPRS發(fā)射終端，在進(jìn)行通信時(shí)，傳輸數(shù)據(jù)的鏈路兩端肯定存在DTU.在它的作用下對(duì)所傳信息進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)整理校驗(yàn)。

GPRS DTU全稱GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元，在國內(nèi)目前實(shí)際上對(duì)GPRS DTU具有更加明確的約定：GPRS DTU是專門用于將串口數(shù)據(jù)通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的GPRS無線設(shè)備。

 

2）GPRS/CDMA功能及特點(diǎn)

◆內(nèi)部集成TCP/IP協(xié)議棧

　GPRS DTU內(nèi)部封裝了PPP撥號(hào)協(xié)議以及TCP/IP協(xié)議棧并且具有嵌入式操作系統(tǒng)，從硬件上，它可看作是嵌入式PC與無線GPRS MODEM的結(jié)合；它具備GPRS撥號(hào)上網(wǎng)以及TCP/IP數(shù)據(jù)通信的功能。

◆提供串口數(shù)據(jù)雙向轉(zhuǎn)換功能

　GPRS DTU提供了串行通信接口，包括RS232,RS485,RS422等都屬于常用的串行通信方式，而且GPRS DTU在設(shè)計(jì)上大都將串口數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)成“透明轉(zhuǎn)換”的方式，也就是說GPRS DTU可以將串口上的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成TCP/IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳送，而不需要改變?cè)�有的�?shù)據(jù)通信內(nèi)容。因此，GPRS DTU可以和各種使用串口通信的用戶設(shè)備進(jìn)行連接，而且不需要對(duì)用戶設(shè)備作改動(dòng)。

◆）支持自動(dòng)心跳，保持永久在線

　GPRS通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)之一就是支持GPRS終端設(shè)備永久在線，因此典型的GPRS DTU在設(shè)計(jì)上都支持永久在線功能，這就要求DTU包含了上電自動(dòng)撥號(hào)、采用心跳包保持永久在線（當(dāng)長時(shí)間沒有數(shù)據(jù)通信時(shí)，移動(dòng)網(wǎng)關(guān)將斷開DTU與中心的連接，心跳包就是DTU與數(shù)據(jù)中心在連接被斷開之前發(fā)送一個(gè)小數(shù)據(jù)包，以保持連接不被斷開）、支持?jǐn)嗑�自動(dòng)重連、自動(dòng)重?fù)芴?hào)等特點(diǎn)。

◆支持參數(shù)配置，永久保存

　GPRS DTU作為一種通信設(shè)備，其應(yīng)用場(chǎng)合十分廣泛。在不同的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)中心的IP地址及端口號(hào)，串口的波特率等都是不同的。因此，GPRS DTU都應(yīng)支持參數(shù)配置，并且將配置好的參數(shù)保存內(nèi)部的永久存儲(chǔ)器件內(nèi)（一般為FLASH或EEPROM等）。一旦上電，就自動(dòng)按照設(shè)置好的參數(shù)進(jìn)行工作。

◆支持用戶串口參數(shù)設(shè)置

　不同用戶設(shè)備的串口參數(shù)有所不同，DTU連接用戶設(shè)備的串口時(shí)，要根據(jù)用戶設(shè)備串口的實(shí)際參數(shù)對(duì)DTU端進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，保證用戶設(shè)備的正常通信和可靠數(shù)據(jù)傳輸。

◆符合工業(yè)化設(shè)計(jì)適應(yīng)惡劣環(huán)境能力更強(qiáng)

◆ RS232 串口速率高達(dá)230400 bps

◆ 支持RS232 三線標(biāo)準(zhǔn)或九線標(biāo)準(zhǔn)

◆ 內(nèi)置TCP/IP 協(xié)議棧，支持TCP/UDP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

◆ 數(shù)據(jù)終端永遠(yuǎn)在線

◆ 掉線自動(dòng)重?fù)芄δ?/div>