馬棟良

摘 要： 露天煤礦中，采用自動(dòng)化設(shè)備和工業(yè)終端設(shè)備相連的無(wú)線通訊。無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用后，才能靈活訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，且與動(dòng)態(tài)設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和互聯(lián)，更重要的是簡(jiǎn)化了維護(hù)和管理的工作，降低服務(wù)成本的同時(shí)也減少了設(shè)備的停用時(shí)間。為此，能夠根據(jù)最佳的應(yīng)用效果對(duì)工作人員進(jìn)行有效分配，提升工作的效率。本篇文章基于露天煤礦工作基礎(chǔ)上，闡述了無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用途徑，促進(jìn)工作質(zhì)量的提升。以下觀點(diǎn)僅供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞： 無(wú)線局域網(wǎng);物聯(lián)網(wǎng);重型卡車;露天煤礦

【中圖分類號(hào)】TD744 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.35.147

無(wú)線局域網(wǎng)指的是利用無(wú)線電波、激光、紅外線等代替有線局域網(wǎng)的傳輸部分所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線局域網(wǎng)可以作為有線數(shù)據(jù)通信的一種補(bǔ)充，和有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境互為備份。無(wú)線局域網(wǎng)所采用的是802.11系列標(biāo)準(zhǔn)，它也是由IEEE802標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定的。根據(jù)無(wú)線局域網(wǎng)的特點(diǎn)，任何進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的用戶都可以通過(guò)臨時(shí)身份進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，造成了網(wǎng)絡(luò)的不安全性。

1 煤礦企業(yè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)發(fā)展背景下，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展迅速?，F(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)擁有三種網(wǎng)絡(luò)類型，包括總線型、星型和環(huán)形結(jié)構(gòu)。星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是互聯(lián)網(wǎng)的主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也是大多數(shù)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)在于穩(wěn)定性較高，具有良好的擴(kuò)展性和可維護(hù)性。但相比其他兩種結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)傳輸和速度較慢。三種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，帶寬和傳輸速度最高的是總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但隨著網(wǎng)絡(luò)用戶的增加，帶寬會(huì)變窄。以令牌網(wǎng)為主的環(huán)形結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)帶寬窄，但安全性較高。網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介不斷產(chǎn)生變化，星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通過(guò)不同的傳輸媒介促使傳輸速度大大提升，例如基于千兆網(wǎng)絡(luò)的雙絞線、達(dá)到數(shù)G級(jí)別的光纖通信等，這都說(shuō)明無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的帶寬已經(jīng)達(dá)到了300M以上。此外，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離也在不斷增加。隨著AP熱點(diǎn)的增加，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍變得十分廣泛。和有線網(wǎng)絡(luò)相比，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的施工更加便捷，且施工成本較低，在企業(yè)中實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用。

1.2 無(wú)線局限網(wǎng)在煤礦企業(yè)的應(yīng)用狀況

煤礦企業(yè)中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的時(shí)間較長(zhǎng)，但仍然存在不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并行的狀態(tài)。一些煤礦企業(yè)同時(shí)采用有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。投入網(wǎng)絡(luò)信息建設(shè)初期，煤礦技術(shù)應(yīng)用無(wú)線技術(shù)尚不成熟，多數(shù)煤礦企業(yè)都通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組網(wǎng)。隨著煤礦企業(yè)的發(fā)展，揉入使用安全信息系統(tǒng)，需要將礦井中的各處網(wǎng)絡(luò)融合成一個(gè)整體。基于這樣的環(huán)境特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用也促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的簡(jiǎn)化。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)并行狀態(tài)下，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行存在一些問(wèn)題。通常情況下，煤礦安全信息系統(tǒng)是由有線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，包括地面控制中心、安全信息系統(tǒng)軟件、井下傳輸系統(tǒng)和井下智能終端以及各種傳感器構(gòu)成。傳感器和無(wú)線傳感器構(gòu)成了智能終端系統(tǒng)。其中，傳感器的作用為采集井下的數(shù)據(jù)，并匯總大量數(shù)據(jù)信息傳達(dá)到數(shù)據(jù)終端。一般是通過(guò)RS485總線將采集到的數(shù)據(jù)傳送到井端的轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器.由這個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或者局域網(wǎng)將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到地面的控制中心。再由煤礦安全信息系統(tǒng)軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。隨著煤礦生產(chǎn)的不斷深入。挖掘過(guò)的煤礦就會(huì)成為廢棄物，會(huì)不斷產(chǎn)生新礦井，因此需要保證煤礦安全信息系統(tǒng)的靈活擴(kuò)展功能，才能避免嚴(yán)重的資源浪費(fèi)問(wèn)題。與此同時(shí)，容易造成成本的無(wú)限提升，加上使用有線施工擴(kuò)展，施工進(jìn)度慢，且成本較高，因此在建設(shè)初期會(huì)出現(xiàn)安全盲點(diǎn)。

2 組建無(wú)線局域網(wǎng)所需硬件支持

①無(wú)線網(wǎng)卡是終端無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，在無(wú)線局域網(wǎng)覆蓋下通過(guò)連接網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行上網(wǎng)使用的無(wú)線終端設(shè)備，使電腦可以利用無(wú)線來(lái)上網(wǎng)的一個(gè)裝置。但是有了無(wú)線網(wǎng)卡后還需要一個(gè)可以連接的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，就可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)卡以無(wú)線的方式連接無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可上網(wǎng)。②無(wú)線AP是用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線交換機(jī)，也是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的核心。無(wú)線AP是移動(dòng)計(jì)算機(jī)用戶進(jìn)入有線網(wǎng)絡(luò)的接人點(diǎn)。大多數(shù)無(wú)線AP還帶有接入點(diǎn)客戶端模式，可以和其它AP進(jìn)行無(wú)線連接，延展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。③無(wú)線路由器。這是單純型AP與寬帶路由器的一種結(jié)合體，借助于路由器功能，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的信息連接共享，接入ADSL和小區(qū)寬帶。除此之外，無(wú)線路由器將連接無(wú)線和有線的終端分配在一個(gè)子網(wǎng)中，不同設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換十分便捷有效。④無(wú)線網(wǎng)橋是針對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計(jì)的，可以利用無(wú)線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。從發(fā)揮作用的角度上理解，無(wú)線網(wǎng)橋連接了多個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)段，通常位于不同的建筑內(nèi)，距離較遠(yuǎn)，采用這種方式能實(shí)現(xiàn)通訊。⑤無(wú)線天線。無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)中，不同設(shè)備相距較遠(yuǎn)的情況比較常見(jiàn)。信號(hào)的減弱可能會(huì)影響傳輸?shù)乃俾?，影響無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的正常通信。在這種情況下，要借助無(wú)線天線增強(qiáng)接受和傳輸信號(hào)。⑥為了保護(hù)無(wú)線設(shè)備，避免雷擊的情況出現(xiàn)，采用了避雷針裝置。

3 組建無(wú)線局域網(wǎng)所需的軟件支持

①無(wú)線局域網(wǎng)管理軟件負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)接入、安全性和保密管理等。②維修管理系統(tǒng)軟件的作用為使用設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行簡(jiǎn)要分析后生成維修工作單，并在工作單中標(biāo)注重要信息。所有用戶權(quán)限對(duì)卡車只有設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)讀取功能，不具備遠(yuǎn)程控制的功能。③GEOHVSTATEXIII監(jiān)控軟件，這是730E卡車監(jiān)控軟件，對(duì)卡車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，通過(guò)記錄卡車運(yùn)行的故障編碼和數(shù)據(jù)信息的方式進(jìn)行決策，最終通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)發(fā)送故障數(shù)據(jù)到維修管理系統(tǒng)[1]。

4 無(wú)線局域網(wǎng)在露天煤礦的應(yīng)用

4.1 無(wú)線局域網(wǎng)應(yīng)用于設(shè)備維修處理

無(wú)線局域網(wǎng)連接的移動(dòng)設(shè)備對(duì)卡車的運(yùn)行情況能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控，并在發(fā)生故障時(shí)遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警和精準(zhǔn)定位卡車的位置。根據(jù)卡車的運(yùn)行狀況獲取檢測(cè)信息，再利用無(wú)線通訊實(shí)時(shí)傳輸給維修管理系統(tǒng)。維修管理系統(tǒng)接收信息后會(huì)自動(dòng)生成維修工作單。如果出現(xiàn)嚴(yán)重的故障或發(fā)現(xiàn)故障前兆，需要將卡車開(kāi)回車間或進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄對(duì)卡車運(yùn)行影響不大的“狀態(tài)事件”，并在保養(yǎng)工作單中增添處理的措施，及時(shí)準(zhǔn)確的開(kāi)展設(shè)備狀態(tài)預(yù)知維修工作。此外，對(duì)卡車狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控和檢測(cè)，能夠避免司機(jī)有故障不報(bào)。充分的結(jié)合在線監(jiān)測(cè)和診斷手段，對(duì)卡車技術(shù)狀態(tài)所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)變化和趨勢(shì)進(jìn)行分析，就不需要長(zhǎng)期的卡車停機(jī)處理或短暫的停機(jī)檢查。在此基礎(chǔ)上能夠準(zhǔn)確評(píng)定卡車的技術(shù)狀態(tài)，確定維修的方式和針對(duì)性維修的重點(diǎn)，打破了現(xiàn)行的預(yù)防維修和計(jì)劃維修統(tǒng)一的局面，可以采用更加經(jīng)濟(jì)合理的“設(shè)備狀態(tài)預(yù)知維修”制度。無(wú)線局域網(wǎng)應(yīng)用下的設(shè)備維修是從事后維修逐漸演變成預(yù)防和計(jì)劃維修方式的。隨著設(shè)備診斷技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備狀態(tài)預(yù)知維修已經(jīng)成為設(shè)備維修的重要方式，也是現(xiàn)代化大型企業(yè)所提倡的一種維修方式。以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，以設(shè)備故障分析、診斷結(jié)果為依據(jù)，以設(shè)備預(yù)知狀態(tài)為手段的維修方式日漸成熟，對(duì)煤礦作業(yè)質(zhì)量和安全產(chǎn)生了重要影響。

4.2 全方位的跟蹤了解卡車備件信息

早在上世紀(jì)就提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念?！拔锫?lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中，在RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)著一些規(guī)范且有效的信息，利用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)π畔⒓苫幚?，統(tǒng)一到中央信息系統(tǒng)中，分析和識(shí)別。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性特征決定了信息交換和共享的范圍不斷擴(kuò)大，因此對(duì)相關(guān)物品能夠?qū)崿F(xiàn)透明化管理。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)物通過(guò)射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，將物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，交換和共享信息，達(dá)到通訊的目的。物物相連的互聯(lián)網(wǎng)還包含兩層含義。一是物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在其基礎(chǔ)上延展的通信網(wǎng)絡(luò)。二是用戶端延伸和擴(kuò)展到不同的物品之間，交換信息和有效通訊[2]。

4.3 無(wú)線局域網(wǎng)和GPS定位保證露天煤礦信息安全管理

無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用便于使用自動(dòng)化設(shè)備的過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并進(jìn)行有效處理?；诖耍S修人員的工作強(qiáng)度降低，同時(shí)在礦坑中的行走時(shí)間也大幅度減少。如果出現(xiàn)了卡車超速或者異常碰撞的情況，維修管理的系統(tǒng)軟件能夠?qū)κ鹿蔬M(jìn)行拍照，并記錄事件發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)。為此，可以防止更多的卡車超速或碰撞事件的發(fā)生，根據(jù)形成的記錄可以進(jìn)行有效查詢。

結(jié)束語(yǔ)：由上文可知，露天煤礦環(huán)境下，無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用為自動(dòng)化設(shè)備的通信和信息傳輸提供了便利性條件，更重要的是提供了高帶寬的無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障能夠及時(shí)有效的排除，保證露天煤礦的信息安全，是重要的信息維護(hù)方式。科學(xué)技術(shù)發(fā)展背景下，微電子技術(shù)的應(yīng)用愈加廣泛，涌現(xiàn)出體積小、價(jià)格便宜的無(wú)線模塊，智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備集成無(wú)線模塊更加方便靈活。因此，未來(lái)的現(xiàn)代化大型煤礦開(kāi)采中，應(yīng)用無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)將會(huì)發(fā)揮更大的作用和效益。

參考文獻(xiàn)

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