wifi在礦井移動通信系統中的應用

　　本質安全型無線以太網移動通信終端通過無線網絡與礦用多媒體通信接入網關互聯;IP調度臺通過以太網與網關連接;多媒體通信接入網關之間通過光纖互連組成千兆多環型或環型與鏈型或星型的任意組合網絡;識別卡通過無線網絡與礦用多媒體通信接入網關互聯。數據服務器模塊包括網絡管理服務器、人員定位服務器和視頻管理平臺服務器，網絡管理服務器、人員定位服務器和視頻管理平臺服務器均通過以太網與礦用多媒體通信接入網關連接。

　　IP調度臺內置有SIP服務器，用以實現VoIP通話;IP調度臺通過話音中繼接口與公網市話系統或企業內部電話系統互聯，從而實現井下人員間、井下到礦區、井下到公網的全面通話。

　　井上設備和井下設備均安裝有不間斷后備電源系統，在停電或斷電環境中系統可以正常工作。系統滿足井下爆炸性氣體環境用電氣設備安全技術要求。

　　4.2 分站模塊部分

　　井下分站作為礦井移動通信系統的關鍵部分，應具有多項重要功能。因為考慮到分站的體積重量以及分站內部包括多個功能模塊，不適宜做成本質安全型，因此將分站安裝在隔爆殼內，做成隔爆兼本質安全型。分站應具有的功能有：工作狀態指示、語音通信、IP語音交換、人員定位、串行數據接入與傳輸、以太網接入、Wi-Fi無線局域網接入、數據存儲、組網與冗余、網絡管理、遠程配置和不間斷工作等。分站的功能原理如圖2所示。

　　圖2 分站原理框圖

　　礦用分站內的冗余以太網模塊a通過其冗余端口o1、o2進行網關與網關之間，網關至地面的互聯，組成冗余網絡。冗余以太網模塊a通過其電口e1連接無線接入點模塊b，無線接入點模塊b連接發射天線t1提供基于IEEE802.11標準的無線以太網絡覆蓋。冗余以太網模塊a通過其電口e2連接百兆以太光收發模塊oe，百兆以太光收發模塊oe的光信號輸入端口o4連接井下網絡攝像機。冗余以太網模塊a通過其電口e7連接串口服務器模塊d，串口服務器模塊d的一個RS485/422/232串口d2供互聯井下總線等設備使用，另一個串口d1連接射頻識別讀卡器模塊c，射頻識別讀卡器模塊c連接發射天線t2，接收天線t3，提供無線定位網絡的覆蓋。IP-PBX功能模塊內置于IEEE802.11無線接入點模塊中，電源模塊p完成交流到直流的轉換，為網關工作提供電源，其包含的備份電池可在斷電環境下為網關提供不間斷供電。

　　4.3 手機模塊部分

　　由于煤礦井下是特殊的工作環境，移動通信設備要求采用安全性能好的本質安全型防爆措施，手機必須有防爆許可證。為了保證礦井移動通信系統覆蓋全礦井，須選用合適的技術方案、頻率和設計合理的結構。由于煤礦井下空間狹小，礦井最大尺寸也就4m左右，因此，移動通信設備的體積不能很大，終端的天線長度不能太長。由于在礦井中，50Hz和其諧波的干擾和電機車火花所造成的干擾大，所以移動通信的工作頻率選擇上應考慮這些干擾源，應盡量選擇高頻或甚高頻作為系統工作頻率。手機的鍵盤、麥克和揚聲器設計時要特別考慮其防塵、防水、防潮、防霉、耐機械沖擊等性能。

　　本質安全型無線以太網移動通信終端滿足井下爆炸性氣體環境用電氣設備安全技術要求，終端由以下部分組成：本質安全型數字電路、本質安全型模擬電路、本質安全型RF前端、本質安全型電池與電源管理電路、天線與外殼;話音信號通過模擬電路部分轉換成數字信號，再傳輸到數字電路部分，并按相應的通信模式進行I/O編碼輸入到射頻前端電路最終饋入到天線，由天線將信號向空間輻射輸出;由天線接收到的信號經由射頻前端解調處理后得到相應的I/O信號，再通過數字電路部分處理后，得到模擬話音電信號，最終通過模擬電路部分轉換出話音信號，傳遞給收聽者，整個電路安裝在一個外殼中。

　　終端采用多模式處理器實現GSM與無線以太網的雙模通訊，使用2.4GHz無線以太網Wi-Fi協議實現井下移動話音通信，具有定位功能。終端的中央處理器采用OMPA730處理器芯片實現?；鶐幚砥鞑捎肨WL3016處理器芯片實現。電池采用錳酸鋰材料做電池芯中采用電阻或恒流二極管串聯作為保護電路。