煤矿井下实时监控综合管理系统2010_图文.doc

基于无线Wi-Fi技术的煤矿井下综合管理系统 方案说明 二零壹零年柒月制 目录 1项目概述 2 1.1Wi-Fi无线网络技术的介绍 2 1.2基于Wi-Fi无线网络技术的煤矿井下综合管理系统构成 3 1.3基于Wi-Fi无线网络技术的煤矿井下综合管理系统网络构成 4 2煤矿人员实时定位监管系统 5 2.1煤矿人员实时定位监管的需求概述 5 2.1.1煤矿人员实时定位监管的背景 5 2.1.2Wi-Fi实时定位系统在煤矿人员实时定位监管应用的可行性 5 2.2煤矿人员实时定位监管的设计思路 6 2.2.1方案设计理念 6 2.2.2设计原则 6 2.2.3方案特点 7 2.2.4安装与设计规范 8 2.3煤矿人员实时定位监管系统设计 9 2.3.1煤矿人员实时定位监管系统的组成 9 2.3.2系统的拓扑结构 10 2.3.3定位系统的主要结构 11 2.3.4定位系统的主要功能 12 2.3.5定位标签 13 3Wi-Fi无线井下环境参数实时监控系统 14 3.1煤矿井下环境参数实时监控概述 14 3.2煤矿井下环境参数实时监控系统 15 3.3基于Wi-Fi的煤矿井下无线传感模块 16 3.3.1Wi-Fi传感模块的优势 16 3.3.2优频URT100M Wi-Fi传感模块的技术参数 16 4Wi-Fi无线井下运煤车辆识别及采煤量实时监控系统 17 4.1煤矿井下运煤车辆识别系统概述 17 4.1.1需求概述 17 4.2煤矿井下运煤车辆识别系统特点 17 4.2.1Wi-Fi运煤车辆识别系统构成 17 4.2.2系统的特点 17 4.2.3系统主要功能 18 4.2.4标签指标 18 5Wi-Fi无线语音数据通信系统及Wi-Fi手机定位系统 19 5.1Wi-Fi语音背景介绍 19 5.1.1Wi-Fi语音的优势 19 5.2煤矿Wi-Fi语音方案 20 5.3矿用WIFI手机解决方案 21 6Wi-Fi无线视频实时监控系统 25 6.1煤矿安全生产视频监控系统的构成 25 6.2视频采集的实现方案 25 1项目概述 我国是世界上最大的煤炭消费国和生产国。随着国民经济的快速增长,煤炭需求量的不断攀升。近两年来,煤炭供应紧张,随之而来的是各个煤矿生产的超负荷运转,高速发展的生产突显出煤矿安全生产各环节中对于生产隐患治理监测技术水平的落后,相应所导致的各级安全事故也不断发生。由于煤价的不断上涨,过度开采导致的事故也是有发生,如何对井下人员的活动、煤车每天的运输量、瓦斯、风速、火灾、透水等数据做到实时监控,事故发生后,如何准确判定井下生产作业人员的受困位置、遇险人员撤退路线、井下的环境监测情况以及及时准确地制定救援方案,这不但对事故的救援还是事前防控都是一个非常迫切要解决的问题。基于Wi-Fi无线技术的煤矿井下综合解决方案就是直接针对以上问题而量身定做的。 1.1 Wi-Fi无线网络技术的介绍 Wireless Fidelity Wi-Fi ,是无线保真技术。该技术使用的免费的2.4GHz附近的频段,其目前可使用的标准有三个,分别是IEEE802.11a和IEEE802.11b/g。该技术由于有着自身的优点,因此受到厂商的青睐。其中IEEE 802.11b无线网络规范最高带宽为11 Mbps,在信号较弱或有干扰的情况下,带宽可调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps,带宽的自动调整,有效地保障了网络的稳定性和可靠性。IEEE 802.11g无线网络规范最高带宽为54 Mbps,而且可以与IEEE 802.11b兼容。其主要特性为速度快,可靠性高,在开放性区域,通讯距离可达300米,在封闭性区域,通讯距离为100米,方便与现有的有线以太网络整合,组网的成本更低。 Wi-Fi技术突出的优势在于 其一,无线电波的覆盖范围广,而Wi-Fi的覆盖距离室内可达100米,室外可达300米。 其二,传输速度非常快,可以达到11mbps54 mbps,符合个人和社会信息化的需求。 其三,不用耗费资金来进行网络布线接入,从而节省了大量的成本。 Wi-Fi是由接入点APAccess Point和无线网卡组成的无线网络。AP一般称为网络桥接器或接入点,它是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁,因此任何一台装有无线网卡的PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源,其工作原理相当于一个内置无线发射器的HUB或者是路由,而无线网卡则是负责接收由AP所发射信号的CLIENT端设备。 其四,健康安全,IEEE802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦,实际发射功率约6070 毫瓦,这是一个什么样的概念呢手机的发射功率约200毫瓦至1瓦间,手持式对讲机高达5瓦,而且无线网络使用方式并非像手机直接接触人体,应该是绝对安全的。 其五,简单的组建方法,一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP,如此便能以无线的模式,配合既有的有线架构来分享网络资源,架设费用和复杂程序远远低于传统的有线网络。 1.2 基于Wi-Fi无线网络技术的煤矿井下综合管理系统构成 目前我们开发的“基于Wi-Fi无线技术的煤矿井下综合管理系统的”的组成包含以下几个子系统1、人员、车辆和工具的实时精确定位系统和考勤系统;2、Wi-Fi无线井下环境参数实时监控传感系统;3、无线车辆识别监控系统及采煤量监控系统;4、Wi-Fi无线语音和数据通信系统;5、Wi-Fi无线视频监控系统;所以子系统均由一套综合管理监控软件,在中心控制台进行实时监控,并具有远程登录监控功能,各个子系统也可以独立运作。 01 01 01 01 01010 01010 01010 01010 01010 01010 01010 01010 01010 01010 01010 0101 0101 01 01 01 01 01 01 01 精确定位 车辆、人员、工具 ⏹综控台通过无线通讯接口维护、监控各种无线通讯终端人员定位、视频监控、水泵、考勤识别卡。 ⏹提供带宽达到54Mbps的无线数据、语音、视频业务,具有极好的业务扩展性,满足未来数字化矿区的需求。 车辆识别控制采煤量 WiFi数据语音通信 Wifi无线传感 井下环境监测 无线视频监控 基于W i F i的井下无线管理系统构成 1.3 基于Wi-Fi无线网络技术的煤矿井下综合管理系统网络构成 2煤矿人员实时定位监管系统 2.1 煤矿人员实时定位监管的需求概述 2.1.1煤矿人员实时定位监管的背景 “十五”期间,煤炭工业电子信息化建设在“九五”发展的基础上,围绕煤炭工业改革发展的战略任务,以信息和知识资源的开发利用为核心,结合煤炭工业实际需要,重点进行煤矿生产安全监测监控、自动控制与企业管理系统等方面的信息化建设工作,已纳入安全生产企业的经营管理日程。 如何加强安全生产的防范措施,如何正确处理安全与生产、安全与效益的关系,如何准确、实时、快速履行煤矿安全监测职能,保证抢险救灾、安全救护的高效运作,摆到了国家各级主管部门和领导的面前。同时如何改变目前煤矿企业对井下人员、资产落后的管理模式,如何实现管理的现代化、信息化也成为所有煤矿企业关心的问题。因此集合先进科技手段和一线煤矿安全生产需求开发面向煤矿资产和井下人员的安全监管系统,建立一整套完备的具有智能监控管理、报警、井下人员的实时定位、追踪等功能的煤矿实时监管系统,必将大幅度的提升煤矿工作的安全性和管理效率, 降低安全隐患、减少安全事故的发生,同时还可以与现有的系统有效的集成并进行多方面扩展功能,完善整个监控管理系统的功能,有效地增强系统的安全性,真正意义上实现煤矿人员的实时安全监控,将为煤矿企业的安全生产和经营管理上台阶、上水平带来了新的契机。 2.1.2Wi-Fi实时定位系统在煤矿人员实时定位监管应用的可行性 实时定位系统英文是Real Time Locating System,简称RTLS。RTLS主要采用无线射频、超声波、红外等技术对物体进行定位。无线局域网实时定位系统Wi-Fi RTLS利用标准的IEEE 802.11 无线局域网在室内或室外局部范围内实现跟踪识别以及类似GPS的定位功能。Wi-Fi RTLS系统的市场很广泛,涉及物流、仓储、零售、制造、学校、医院、政府、军队、交通等几乎各个领域。目前,Wi-Fi RTLS技术也逐渐被应用在煤矿上用来对人员和资产进行实时定位管理。 Wi-Fi RTLS煤矿人员实时定位监管系统结合了Wi-Fi 、RFID、无线传感器网络等多种技术,面向一线煤矿安全生产需求,实现了基于电子地图的煤矿井下人员实时定位和监管。该系统无须重新搭建其他网络或设施,在企业原有无线局域网基础上即能快速部署安装,为煤矿企业提供一套完备的资产、人员追踪定位解决方案。主要功能包括煤矿巷道电子地图浏览、区 域人数分析、基站区域人员报表、地图报警、人员定位、人员实时轨迹监控、人员历史轨迹回放、人员巷道最佳路径分析等功能,为煤矿的安全生产提供了及时有效的井下人员定位和监控功能,并提供了人员逃生的最佳路径分析,以信息化手段提高了煤矿的安全生产能力。 目前应用Wi-Fi RTLS技术的煤矿人员实时定位监管系统在国外的一些煤矿都得到了很好的应用,大大提高了煤矿井下作业的安全环境,并且极大程度地降低管理成本。 Wi-Fi RTLS煤矿人员实时定位监管系统为每个井下作业人员佩戴一块定位标签,在安装煤矿人员实时定位监管系统管理软件后,管理人员在电脑前就可以看到每个井下人员活动的区域 1、可以实时定位跟踪井下人员,便于显示、查询人员情况,如任一时间井下或某个地点究竟有多少人,这些人都是谁每个人在井下任一段时间的活动轨迹;查询一个或多个人员现在的实际位置,方便调度中心可快速正确的电话联系该人员; 2、显示井下人员每时每刻在坑道的实时动态分布,根据井下的实际地理情况制作相应的动态图,使井下情况生动形象一目了然; 3、一旦发生各类事故,立即能查出有多少人遇险,遇险人员在哪里他们是谁同时定位标签特有的报警功能,能够在发生紧急情况时,迅速报警并显示紧急情况位置,最大限度地保障井下人员的人身安全。 2.2 煤矿人员实时定位监管的设计思路 2.2.1方案设计理念 煤矿的主体是矿工,煤矿管理的核心是人,安全管理关键在人,井下人员的安全是首要保障的因素。利用先进的煤矿人员实时定位监管系统,可以有效地加强对煤矿人员的安全管理,实时定位井下人员,直观及时地反映煤矿的现场情况、人员状况,提高煤矿人员安全保障的力度及效率,是煤矿人员安全监控管理的有力工具。 2.2.2设计原则 整个系统方案的设计贯穿以下原则 先进性 整个系统选型,软硬件设备的配置均应符合高新技术的潮流,采用全世界最新的Wi-Fi RTLS技术,利用Wi-Fi网络环境,无需购买额外的网络设施,做到与现有Wi-Fi网络环境完美结合,井下定位精确至5米,领先同类产品。 稳定性 网络的稳定性对系统的可用性和使用率来说至关重要,特别在矿井下复杂环境中有很多因素都会影响无线网络的稳定性,如天线位置和朝向、AP功率、温度湿度、信号干扰等,由我方经验丰富的施工团队来实施部署,为网络高可用性提供有力保障。 软件方面,系统基于稳定、安全、保密的大型数据库,具有良好的数据共享,实时故障修复,实时备份等完善的管理体系。确保系统长期稳定高效提供7*24不间断服务。 开放性 各系统均为相对开放的系统,不同产品间具有标准接口,并提供多种通讯标准协议,便于第三方设备的接入。网络设备选型遵从国际、国内标准,使网络具有开放性和兼容性,本方案所选用的产品均能够与当前网络设备兼容或提供相应接口。 安全性 系统支持多种WEP、WPA2等加密方式,为系统提供安全解决方案。 低成本 系统可以充分利用现有Wi-Fi网络环境,无须再重新搭建其他网络或设施,安装方便简单,极大降低了成本,减少用户初始投资。 可管理性 具有良好的可管理性,这点对无线网络来说尤其重要,因为无线网络设备架设在矿井下,人员不方便到达的地方。对此系统远程管理、远程升级、准确判断故障等功能能够使网络管理人员能方便及时地掌握诸如网络性能统计、网络故障等信息,能简便地对网络进行统一配置和调整,确保网络工作在良好状态。 可扩展性 系统采用面向对象和模块化的开发技术,严格履行模块化结构方式,方便系统功能扩充、运行设备的替换、维护,确保系统的高效可靠运行。可随时根据需要扩充具有其它功能的软硬件模块,具有良好的可扩展性。 易操作性 系统的易操作和易维护是保证非计算机专业人员使用好一个系统的条件,我们的方案集中了已有的丰富的网络设计、施工经验,以及在数字化图像、语音和数据综合传输领域强大的产品优势,实现所需的设计需求,系统操作简单,易操作,易维护。 2.2.3方案特点 基于Wi-Fi的人员实时定位监管解决方案主要基于无线局域网实时定位系统Wi-Fi RTLS,根据煤矿矿井实际定位需求,采用国际先进的具有自有知识产权的技术,通过Wi-Fi 网络解决矿井内部的人员监控和定位问题,对矿井下各种资源进行有效控制和跟踪。优频无线 局域网实时定位系统能够及时、准确的将井下各个区域人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统,使管理人员能够随时掌握井下人员、设备的分布状况和每个矿工的位置和运动轨迹,以便于进行更加合理的调度和监控管理。当事故发生时,救援人员也可根据优频定位系统所提供的数据、图形,迅速了解有关人员的位置情况,及时采取相应的救援措施,提高应急救援工作的效率。 煤矿人员实时定位监管解决方案特点 ∙基于标准的无线局域网,替代光纤和专线,无须再重新搭建其他网络或设施,节省大量的网络建设费用,减少用户初始设备投资; ∙无线局域网非常普及,容易搭建和管理操作;覆盖范围广,室内100米,室外300米甚至更远;无线局域网还可以用于无线上网、语音、视频等其他用途; ∙实时的人员跟踪,可随时查找某个人位置,和在某个时间段内所经过的路径,显示出线路轨迹; ∙所有定位标签每隔一定时间向外主动发出信息,确保每个井下人员都处于相应的安全监控区域内,为人员的监管提供最大程度的现代化高效手段; ∙人员报警,可以通过标签上的按钮实时报警; ∙多标签防冲突设计,无线局域网接入点可同时识别对煤矿范围中数以百计的定位标签,标签之间不会发生冲突而造成遗漏; ∙定位精度高,5米的高精确度定位,准确掌握物体或人员所处位置; ∙超低功耗,可更换电池标签,电池寿命可达到2年以上,且对人体安全、无辐射损害; ∙灵活性强,整个网络系统架构采用模块化结构,某一部分出现故障可以及时更换,不影响其他部件运行; ∙可视化终端平台,以电子地图形式显示人员或物品的位置和移动轨迹,还能显示环境和警报信息,便于环境监测和安全防范。 2.2.4安装与设计规范 设备的标准化所选设备全部符合国际标准、行业标准和国家标准。所涉及的标准主要有 1、技术标准 1IEEE802.11 a/b/g协议 2IEEE802.3协议集 3IEEE802.1X标准 5数字微波接力通信工程设计规范 6微波站防雷与接地设计规范 2、行业和国家标准 美国联邦通讯委员会认证FCC 欧盟安全认证CE 国家无线电管理委员会认证 2.3 煤矿人员实时定位监管系统设计 2.3.1煤矿人员实时定位监管系统的组成 煤矿井下人员实时定位监管系统由无线局域网实时定位系统Wi-Fi RTLS、智能煤矿管理软件系统和IP网络系统组成,具体包括定位标签 Tags,无线局域网接入点Access Point, 定位服务器软件系统,Wi-Fi网络Network,服务器Server,工作站计算机PC六部分,网络及计算机部分可以共用现有的设备,根据实际情况而定。 无线局域网实时定位系统Wi-Fi RTLS由以下三部分组成定位标签Wi-Fi Tag、无线局域网接入点Access Point、定位服务器Locating Server。无线局域网接入点可以使用任何支持802.11b的产品。 系统工作原理 定位标签或者无线设备周期性地发出无线信号。 接入点接收到信号后,将信号传送给定位服务器。 定位服务器根据信号的强弱或信号到达时差判断出标签或无线设备所处位置,并通过电子地图显示其具体位置。 无线局域网实时定位系统 2.3.2系统的拓扑结构 基于无线局域网实时定位系统Wi-Fi RTLS的煤矿人员实时定位监管解决方案主要应用结构如下 人员佩戴标 AP分布点 如上图所示,无线局域网实时定位系统主要由系统由定位标签、无线局域网接入点AP和后端监控管理中心定位服务器三部分组成 1定位标签作为无线数据采集模块佩戴在每位工作人员身上或者安装在运煤车上,系统通过对标签的跟踪实现对人员和车辆的跟踪定位。 2 AP采用2.4GHz频段,支持802.11b/g模式,及时采集标签的信息,传输到后端的监控中心,对井下标签设备进行控制管理。每个AP基站在井下有效覆盖范围为100米,对标签的有效精度为5米。 3 安装了定位服务器软件系统的监控管理中心,主要实现实时数据分析处理。分析管理标签数据,通过控制中心的电子地图监视并及时显示各现场标签的位置,数据可同时存入存储数据库,监控人员可以通过计算机访问存储服务器查询人员位置。 2.3.3定位系统的主要结构 系统的功能架构我们采用基于B/SBrowser/Server,浏览器/服务器模式的三层架构。 定位服务器实时对标签数据进行分析汇总,并存入数据库供调用,定位服务器是整个系统运作的基石。 通过合理优秀的系统架构,系统具有很多优势特性 1.精准的定位技术 系统采用业界先进的Wi-Fi定位技术,可以精确定位3-6米范围,当某个Tag进入或离开某个的区域范围,定位监控界面会实时显示目标所在区域和移动轨迹。同时可设置警戒区域,目标一旦进入警戒区域,电子标签就自动发出警报,通知相关负责人,并记录详细日志信息。 2.WEB界面满足多用户远程监控和快速访问。 依据我们对需求的理解,在实现井下定位信息时要从平台、数据共享的角度考虑系统的实现。优频无线局域网实时定位系统作为定位系统数据平台通过WEB方式展现出来。可以同时满足多人通过多种方式PC或PDA 等查看数据。 3.完善的保护机制 用户工作过程标签受损,监控系统会及时发现,自动报警;用户工作中离开工作区域,如消失,系统将自动报警并记录消失前的位置和移动轨迹,方便跟踪寻找。此功能在发生矿难时将大大缩短搜寻时间,为抢救人员节省时间。提高救援效率。 2.3.4定位系统的主要功能 1、用户管理用户信息录入,权限设置。采用部门委派管理形式,建立树形管理体系,对用户的操作请求进行权限认证。当用户请求的操作具备相应操作权限时,此用户才可以进行相应的操作,同时将本操作记录到操作日志中,当用户请求的操作不具备相应操作权限时,此 用户无法进行相应操作。 2、标签信息维护标签佩戴人员信息管理、包括照片,所属部门、考勤班次、工作区域、健康状况等。 3、人员管理人员定位,实时的显示工作区域和温度传感,工作状态。实现人员合理调度。 4、监控区域管理对监控地点、地图等信息的编辑,包括新建、修改、删除。 5、绩效考勤统计下井时间,上井时间,生成统计报表,自动汇总考勤数据。 6、人员轨迹监控实时记录移动轨迹,在煤矿井下巷道发生情况时,可用于通知井下工人工作路线和安全逃生路线分析。 7、一卡通服务可以统一管理人员现金使用,购买物品等。 8、查询统计相关操作日志、报警日志的维护与查询。对整个网络监控系统的信息进行统一处理,其中包括信息的设置、信息的记录、信息的转发及信息的查询。 9、系统管理系统维护、日志查询、数据导入、数据导出、数据备份、数据上传。 2.3.5定位标签 该标签已经通过煤矿矿用产品认证 3 Wi-Fi 无线井下环境参数实时监控系统 3.1 煤矿井下环境参数实时监控概述 无线传感器网络Wireless Sensor Network ,WSN 由部署在检测区域内的大量、微型、 KT128R.rar 节能、低复杂度传感器节点组成,通过无线网络实现数据传输,其主要目的是协同采集和处理网络覆盖区域中目标对象的信息,接收命令并与控制中心交换有关现实世界的信息。如果说互联网构成了逻辑上的信息世界,改变了人与人之间的沟通方式,那么,无线传感器网络就是将逻辑上的信息世界与客观上的物理世界融合在一起,改变人类与自然界的交互方式。 我国大型煤矿600多家,中型煤矿2000多家,中小型煤矿一万多家,煤炭行业对先进的井下安全生产保障系统的需求非常迫切和巨大,无线传感网的每一个节点上包含了温度、湿度、瓦斯、粉尘、风速、水位、一氧化碳等多个传感器,这些传感器经过防爆和本安技术处理后,可用于危险工作环境,将这些无线传感器放置在关键的节点上,可以以秒级的时间间隔自动监控煤矿工作员工及其周围的环境,这些数据可以提供后台分析软件随时分析每个矿井下面的环境参数,根据自动统计提前预防事故的发生,使事故具有可预见性。 基于Wi-Fi 的无线传感网络和目前国内外已经比较普及的802.15.4标准和以及其他无线传感器网络比较,Wi-Fi IEEE 802.11b 网络是更成熟的技术,在设备互操作上所具备明显优势,这种基于IP 的无线联网技术能够非常方便的实现在家庭和工业的环境中进行无缝连接,而且还应具有更好的安全性。 3.2 煤矿井下环境参数实时监控系统 可实现安监局远程实 时监控 上图所示,在煤矿巷道中需要监控的节点放置传感模块,传感器将数据随时时间可以自由设定通过矿井下的Wi-Fi网络上传给地面的监控中心,并通过Internet传输给当地和国家的安监局,随时可以了解和监控井下的环境情况。 3.3 基于Wi-Fi 的煤矿井下无线传感模块 3.3.1 Wi-Fi 传感模块的优势 ∙ 无线传感模块通过全球标准无线局域网Wi-Fi 进行数据传 输,支持IEEE802.11b 通信协议; ∙ 无线局域网覆盖范围大,组网成本低; ∙ 可以很好的利用现有无线局域网设施,既能无线上网,又能采 集和处理环境中的各类信息; ∙ Wi-Fi 传感器高度集成,成本较低; ∙ 超低功耗,无线传感网络节点在普通电池的供电下最多可工作5年以上。 3.3.2 优频URT100M Wi-Fi 传感模块的技术参数 4Wi-Fi无线井下运煤车辆识别及采煤量实时监控系统 4.1 煤矿井下运煤车辆识别系统概述 4.1.1需求概述 煤矿需要对井下运煤车进出次数统计,然后计算每天的采煤量。 4.2 煤矿井下运煤车辆识别系统特点 4.2.1Wi-Fi运煤车辆识别系统构成 Wi-Fi井下运煤车辆识别系统的硬件部分由Wi-Fi无线局域网AP和Wi-Fi RFID标签组成。Wi-Fi RFID标签有唯一的ID好,安装在每辆运煤车上。在运煤车必须经过的地方安装AP。当运煤车经过AP覆盖的地方时,运煤车上标签的ID号被读到,记录在系统中。 4.2.2系统的特点 自动记录运煤车辆进出的次数 无需安装读写器 4.2.3系统主要功能 4.2.4标签指标 ∙工作频率2.4GHz ∙通讯协议IEEE 802.11b ∙发射功率最大20dBm ∙高可靠性防冲击 ∙掉电保存期10年以上 ∙ID号全球唯一的48位ID号 ∙传输数据最高11Mbps ∙传输范围最远可达100m ∙重量约45克含电池 ∙体积70mm x 33mm x 10mm 可根据客户要求定制。 ∙电池普通电池,可更换,寿命可达2年以 ∙电池量过低会自动报警 ∙工作温度-20C 75C 5Wi-Fi无线语音数据通信系统及Wi-Fi手机定位系统 5.1 Wi-Fi语音背景介绍 目前的IT产业领域中,WLAN即Wi-Fi和VoIP是人们关注的热点,因此使用WLAN提供语音服务VoWLAN的终端设备也就应运而生。 VoWLAN终端设备利用现有的WLAN网络实现无线的VoIP语音通话,用户可以通过VoWLAN终端设备在WLAN网络的覆盖范围内随时进行语音通话。这既发挥了IP网络成本低的特点,又使得用户获得WLAN带来的方便性。 5.1.1Wi-Fi语音的优势 ∙大大降低通话费用 VoIP能够得到推广最大的优点就是他可以节省企业高额电话费,特别是长途话费。当企业建立了VoWLAN网络后也继承了VoIP的优点,所有长途通讯或者本地通讯都是通过网络解决,公司只需要支付网络使用费即可。而企业内部的语音通讯也完全可以通过网络实现。通过企业内部部署Wi-Fi语音,让员工进入Wi-Fi语音区域后,不知不觉中自动节省话费。 ∙使用方便 使用方便则是对VoIP功能的提升。Wi-Fi语音是基于WLAN的,也就是说所有语音通讯都可以实现无线,语音通讯设备也从传统的类似与固定电话的VoIP电话机转变为类似于手机的VoIP手机。用户就可以实现拿着VoWLAN手机在企业内部任何一个地方随意通话。这点是以前有线网络中VoIP无法实现的。 ∙Wi-Fi语音支持视频电话,短信等增值业务 在WLAN网络部署完毕后,只需叠加相应的语音业务系统,Wi-Fi语音就可平滑支持,从而充分利用已有的网络资源。并可以依托Wi-Fi语音终端挖掘无线定位、对讲、短信、视频电话等增值业务。 Wi-Fi语音方案的技术优势在于综合了VoIP和移动电话的优势,既有VoIP的价格低廉和强大的增值功能,又有移动电话的漫游便利性。随着WLAN的迅速普及和VoIP应用的快速发展, VoWLAN应用会成为下一个应用热点,并先在企业、校园、矿山、油田、商务楼宇、餐厅等环境中得到规模应用和普及。 5.2 煤矿Wi-Fi语音方案 在煤矿采用自组网方式时,煤矿通过部署SIP server、语音网关、无线接入点和无线控制器等设备,在煤矿内部包括井下开展Wi-Fi语音业务。企业员工使用WLAN/GSM双模手机可在WLAN覆盖区优先通过Wi-Fi网络实现内部通话,参加电话会议,也可拨打PSTN外线电话,代替座机和手机的功能;离开WLAN覆盖区采用GSM拨打电话。不但可节省通话费用,而且可以通过无线网络和Wi-Fi手机开展定位、视频电话、会议电话等多种增值业务。 此种组网方案可提供低成本的语音方案,节省内部通话费用。语音服务器系统支持标准的CDR话单,包含通话时长、主被叫号码、呼叫类型等信息,结合计费系统,可提供按照通话时长、流量、包月等灵活的运营方案。 对煤矿来说,为了降低IT投入成本,简化网络管理,提供一体化的设备可以有效降低项目投资和管理复杂度。 其组网如下 5.3 矿用WIFI手机解决方案 手机产品 1、Wi-Fi手机 2、工程用Wi-Fi手机 3、视频Wi-Fi手机 通过无线手持终端内置WIFI和GPRS模块可以随时随地的在井下和矿区地面访问矿区信息网省、市、县区、煤矿的实时数据、资料,轻松获得煤矿安全生产的现场数据、管理信息,快捷高效、高枕无忧。移动手持终端突破了时间、空间、地域等因素对煤矿管理人员安全管理工作的约束,安全信息随手可得、安全资料随时可查、安全报警即时提醒、安全隐患实时决策。能快速查询煤矿重点监测的瓦斯测点及各矿瓦斯、通风、抽排监测点的实时值列表,显示各测点当天实时监测曲线及历史曲线,对各瓦斯监测点进行瓦斯现状及瓦斯趋势分析,即时接收到瓦斯超限网络报警信息,快速定位报警的测点查看实时数据及历史曲线,随时掌握桌面瓦斯监测系统的运行状态、监测点的数据有效性及与集团网络连接是否正常,同时能即时查阅与煤矿安全生产相关法规、制度,收看通知、文件,大大提高了管理人员的工作效率;能查询当天、当月多种生产经营报表产量、掘进、下井等。 二、无线语音功能模块 1、对讲功能DYNA Wi-Fi Phone可进行双工扬声免提对讲,进行“一对一”或者“一对多”通话,像使用对讲话机一样方便。支持一键通话功能,用户优先功能,创建动态组群,支持企业用户的各种调度管理。 2、呼叫功能电话呼入/呼出、呼叫转移、呼叫驻留、呼叫代答、最近来电信息、免打扰等。 3、语音信箱提供无应答语音留言信箱,可以电脑直接播放或使用电话分机终端收听语音留言。 4、多方电话会议无论参加会议的各方位于任何城市,均可以灵活的通过无线语音专网、传统PSTN方式甚至移动电话方式加入会场。电话会议的召集、管理等功能操作简单,可以快速的实现远程商务交流。该业务功能可以应用于培训、日常工作例会、人力资源管理等场合,能极大的方便企业的日常运营。 5、视频会议DYNA的无线语音解决方案中,视频会议可以进行以下几个方面的扩展与视频 监控系统相结合,这样调度室或是异地决策层就可以根据现场的情况进行指示;多点控制单元实现视频会议系统的相互连接,为煤炭行业视频会议的部署提供了新的可行性。 6、分机一号通每一个Wi-Fi Phone都可绑定包括固定电话、手机在内的其他电话号码,当坐席分机无人接听时自动依次呼叫其他电话,实现一号通功能。 7、数据传输系统DYNA铺设的WLAN基于工业以太网,兼容性、整合能力强;带宽大,可满足多种数据同时通讯的需要;同时我们的DYNA Wi-Fi Phone是专门针对行业用户的防水、防尘、防爆设计。基于此基础上的DYNA无线语音解决方案将为企业提供强有力的数据传输支持。 8、监控系统运用基于DYNA IP-PBX系统的远程监控系统,地面或中心监控人员可以直接对井下情况进行实时监控,不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况,结合在井下安装的温湿传感器、瓦斯探测器等设备,能及时发现存在的安全隐患,也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。实现了基于流媒体的点对点、点对多点、多点对多点的远程实时编码组播广播。 9、强插、强拆若群内用户正在通话,可以通过插入调度提示音或直接话音插入的方法进行调度。 10、一键报警用户遇到紧急情况,可通过终端手机上的“一键报警”键向服务器端寻求帮助。 11、会议、广播终端和服务器端可指定的用户群发起会议和广播。 12、监听、录音服务器端可对指定的用户通话进行监听和录音。 13、短信终端用户可以发送/接收短信息。 实时定位与无线语音综合性解决方案适用于煤矿、金属矿、隧道等井下作业环境、中小企业管理、医疗行业、仓储物流行业、酒店管理、大学校园等,可以充分利用现有的Wi-Fi网络资源,节省成本,同时一网多用,解决了实时定位、无线语音、视频、数据传输、环境监测的功能合一模式。提高管理水平、实现高效率。 三、手机实时定位主要功能 1、实时定位国内首家自主研发,独创定位算法,精确定位标签实时位置可达3-5米。 2、轨迹回放被定为目标的历史运行轨迹回放与分析 3、轨迹偏离告警可预设移动轨迹,如果偏离预设轨迹即告警 4、区域报警服务器可设置报警区域,当定位目标进出报警设置区域时,即会触发报警。 5、即时报警触动报警按钮向服务器主动发出报警信号,服务器界面即时显示报警信息。 6、断电及消失报警定位终端断电或走出无线网络覆盖区域,会触发服务器报警。 7、定位终端管理模式输入定位终端的个性化信息,对众多终端进行分类管理,可对单个中 终端进行跟踪,自动生成终端日志管理报表。 8、无线传感采集温度、湿度、气体密度、压力、振动等参数,服务器端可设置参数界限, 超越界限即会触发报警。 9、地图切换根据定位终端的运行状况,可以自动切换终端所在位置以及不同楼层的电子地 图。 图3定位系统软件界面图 6 Wi-Fi 无线视频实时监控系统 6.1 煤矿安全生产视频监控系统的构成 煤矿安全生产视频 视频监控系统的构成 煤矿安全生产视频监控系统主要包括井下监控系统、 井上监控系统两个部分构成。 井下监 控系统中的摄像机主要是拍摄井下各种重要设备的工作状态以及拍摄采掘现场的状态， 井下实 时彩色视频信息4 路视频信号通过安装无线摄像头通过 WIFI 网络、视频光端机和单模光纤 传至 PC 机进行解码显示；井下监控系统中的各种传感器采集瓦斯、一氧化碳、硫化氢等有害 气体的浓度， 另有采集通风量、 采掘进尺、 井下视频信息等数据， 将数据传输到井上监控中心， 并可以就地实现报警及自动加大通风量、 对有关设备进行实时自动断电等相应措施。 井上监控 系统使用两台计算机、 一台光端机及一台计算机作为控制平台， 发送控制信息给井下信息中心； 另一台计算机作为图像平台，完成图像解码显示、接收井下温度信号、负压信号、粉尘浓度信 号、有害气体浓度信号、瓦斯浓度信号及风速信号、采掘进尺、主扇开停、副扇开停等数据指 标， 最后在 PC 上通过 VC 实现对视频信息和传感器数据信息叠加显示存储， 具有灵活方便的画 面组态，可以分别从次画面进入另一个次画面或主画面。并在监控中心实现报警，及时安排现 场采取应急措施。图像传输采用光纤通讯方案，井下与井上的图像通信链路使用单模光纤，两 端通过视频光端机来传输井下实时彩色视频信息4 路视频信号。当井下数据发生异常时，图 像平台会以发送消息的方式通知控制平台发出相应的控制命令给井下信息中心进行相应的操 作。煤矿安全生产视频监控系统总体结构如图 1 所示。 1 N ... ... 4 4 ... 1 N 图 1 煤矿安全生产视频监控系统总体结构图 6.2 视频采集的实现方案 图像卡是基于 PCI 总线的四路图像采集卡， 可四路复合视频同时输入同屏显示， 而每路复 合视频又有两组视频输入源，可切换使用。它提供了 CGVideo.dll, CGVideo.lib2 个链接库, 封装了部分底层的操作。 图像采集卡提供的应用接口库和 MSComm （Microsoft Communications 25 [3] Control）串口控件 来实现。视频采集的基本实现方案如图 2 所示。 图 2 视频采集基本实现方案 图 3 软件流程图 26