1、 井 下 无 线 通 讯 系 统目 录1、概述21.1 系统简介21.2 系统设计参照标准32、系统技术方案62.1系统结构62.2系统设计72.3传输方式83、系统功能93.1移动通信93.2语音调度103.3系统维护103.4人员管理104、系统特点115、设备介绍135.1地面设备135.2井下设备141、概述随着国家对煤矿安全生产的日益重视，以及各煤矿企业提高生产效率增强企业竞争力的需求日益强烈，煤矿对通信的安全性、便捷性、可靠性、实用性的需求日益强烈。将先进的无线技术应用于井下和井上的无线调度通信、并与原固定电话的调度、行政通信系统合而为一，实现通信的移动化、一体化、业务的多样化成为
2、煤矿企业信息系统现代化生产的必然趋势。KT160型矿用无线调度通讯系统是重庆梅安森科技发展有限责任公司基于成熟的WIFI商用通信技术，共同自主研发的新一代符合“煤安标办”标准的矿用无线调度通讯系统，不仅具有传统有线调度系统的全部调度能力，而且能对无线终端设备进行指挥调度，并提供了许多特色功能，将有效的利用与扩展现有的通信资源，帮助用户提高生产效率和管理能力，提高用户的安全生产水平和行业竞争力。提高了井下无线通信装备的技术与水平，加快了井下通讯发展的步伐，提高了煤矿无线通讯服务的水平与安全管理效率。1.1 系统简介KT160矿用无线调度通讯系统本系统采用统一标准的工业以太网络架构，为人员位置监测
3、与管理、数字化视频监控、各种井下传感器(例如:瓦斯)数据的统一采集与综合处理提供了一个共用的网络平台，实现语音、视频、数据的三网合一，为生产调度、应急救援、安全监控与督查提供了科学手段。系统突破传统PBX只能提供单一固话功能的局限，可以为煤矿提供有线/无线一体化和数据等综合业务，并利用PHS无线系统的优势提供短消息、丢话通知及定位等多种增值业务，充分满足煤矿行业对高效、快捷和安全通讯的需求。KT160型矿用无线调度通讯系统设计时充分考虑了煤矿井下的工作环境与生产调度等特点，是专为煤矿服务的无线通讯系统，其既有地面无线通讯设备的高可靠性，又有可作为煤矿井下的无线信息网络服务平台的高性能、低价格的
4、优势，非常适合大中型煤矿的装备，实现煤矿井上井下的有线、无线调度移动通讯的功能。井下的个人通讯终端采用本质安全型无线通讯个人终端（本安手机），大大改观了传统井下无线通讯个人终端的面貌，提高了通信品质和使用效率。KT160型矿井无线调度通讯系统采用模块化结构设计、逐级分布式控制体系，系统容量和业务功能可根据用户需求灵活配置。KT160型矿井无线调度通讯系统中调度台的形式也可根据用户的要求灵活配置。可在煤矿办公区域任何位置设置调度台，可在不同地点设置多个调度台。KT160型矿井无线调度通讯系统1.2 系统设计参照标准国际标准：国际标准化组织标准(ISO) 国际电气电子工程师协会标准(IEEE) 国
5、际电工委员会标准 (IEC) 以太网通讯标准 (IEEE802.3)国家标准煤矿安全规程（2010）煤矿监控系统总体设计规范煤矿监控系统中心站软件开发规范煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范(AQ1029-2007)爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求 GB3836.12000 爆炸性气体环境用电气设备 第2部分：隔爆型“d” GB3836.22000 爆炸性气体环境用电气设备 第3部分：增安型“e” GB 3836.3-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第4部分：本质安全型“i” GB3836.42000 微型计算机通用规范 GB/T98132000电子计算机场地通用规范 GB/
6、T2887-2000 煤矿安全监控系统通用技术要求 AQ6201-2006煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求(MT/T1008-2006)矿用一般型电气设备 GB/T 12173-2008通用用电设备配电设计规范 GB50055-93矿山电力设计规范 GB50070-2009煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求 MT20990 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法 MT21090 煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理办法 MT/T286-1992 煤矿监控系统主要性能测试方法 MT/T7721998煤矿用信息传输装置通用技术条件 MT/T8991999煤矿井下作业人员位
7、置监测与管理系统通用技术条件 AQ6210-2007煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范 AQ1048-2007个人手持式电话系统标准RCR STD28移动通信天线通用技术规范GB/T 9410-1988移动通信调频无线电话发射机测量方法GB/T 12192-1990移动通信调频无线电话按收机测量方法GB/T 12193-1990移动通信选择呼叫设备音频段和模拟系统测量方法GB/T 13721-1992移动通信设备运输包装GB/T 14013-1992移动通信双工器电性能要求及测量方法 GB/T 15491-1995集群移动通信系统技术体制GB 15539-1995移动通信设备 安全要求和试
8、验方法GB 15842-1995 集群移动通信系统设备通用规范GB/T 15874-1995无线寻呼系统设备总规范GB/T 15938-1995CCITT七号信令技术规程中国国内电话网NO.7信令方式技术规范国内NO.7信令方式技术规范综合业务数字网用户部分（ISUP）一号数字用户信令系统（DSS1）基本呼叫控制技术规范ITU-T G.703系列数字接口的物理电气特性企业质量体系认证：国际标准认证证书ISO9001:2008中国国家强制性产品认证CCC国家火炬计划重点高新技术企业2010287重庆市企业技术中心全国工业产品生产许可防爆电气计算机信息系统集成企业资质认证重庆市安防工程从业资质证书
9、一级中华人民共和国制造计量器具许可其他国家、行业有关现行标准。2、系统技术方案2.1系统结构本方案设计的无线调度通讯系统主要由无线通讯调度主机，调度台，矿用基站KT160-F1，矿用基站KT160-F2，地面基站KT160-FD500，本安WIFI手机等组成。与东煤公司原有千兆以太环网交换机组网，覆盖范围为煤矿井下主、副井底、运输大巷、工作面及其他用户指定地点。煤矿井下无线调度通信通讯系统布置图：第一层：地面监控中心，负责整个系统设备及监测数据的管理、定义配置、实时数据采集、分析处理、统计存储、屏幕显示、查询打印、实时控制、远程传输、画面编辑、网络通讯等任务。第二层：井下AP是无线通信系统主干
10、设备。主要完成与手机的数据交互、数据预处理、无线数据接入、与地面监控中心站的数据通讯、所接识别器的集中供电等。第三层：点检终端，整个点检实时数据通过无线基站传输至地面服务器进行数据处理，无线手机，是整个系统最前沿的终端设备，由人员佩带，与AP进行语音数据交换。2.2系统设计2.2.1 地面设备 无线通信系统的地面设备主要功能是实现数据交换、存储、参数配置、通信调度等，主机配置调度服务器、通信服务器、地面基站、UPS电源组成。设备配置：管理主机1台，配置研华IPC-610L/PCA-6010VG/E5400/2G/500G/DVD/声卡/K+M/22通信服务器1台，配置KT160-P400，支持
11、400个用户注册；主要实现井下话音通信功能、调度功能、井下与外部电话网络互联功能，能够实现系统网管软件的配置与管理、所有井下基站的统一维护。同时还能够有效地将音频和数据业务综合起来，能为用户提供完善的多媒体(音频/数据)业务解决方案。服务器适用于构建新一代企业通讯系统、实现融合通讯的IP-PBX服务器、可选支持200、400、800用户注册。支持sip协议，带有4路或8路FXO接口（可选）；具有强插、强拆、组呼、群呼。数字中继1台，配置KT160-E1，用于有线调度程控交换机或公网数字中继出局使用。将语音通信集成到数据网络中，从而将分布在各个区域员工的语音和数据集成在一个网络进行通信，一体化的
12、IP调度机功能，具备多级调度、集群对讲功能等丰富的业务。地面基站2台，配置KD160-FD500地面基站，实现地面三栋办公楼和工业广场的无线覆盖。满足语音通讯的同时还能够为井上管理办公提供无线上网、中短途数据传输等应用提供服务。无线手机10部，配置KT160-S，为系统语音终端，采用矿用本安设计，轻便小巧，便于携带，操作简便，与AP进行语音数据交换。通话清晰、接收灵敏度高、通讯距离远等特点。支持通话、短信、无线对讲、紧急呼叫、漫游和切换等功能。在主干网络或井上设备发生故障瘫痪的情况下，可以实现基站之间的手机点对点脱网通信功能。UPS电源1套，配置SANTAK 2KVA/2H，为管理主机、无线通
13、信服务器提供不间断供电。2.2.2 井下无线基站设定 KT160-F1矿用无线通信基站2台，配置矿用本安型无线基站KT160-F1，集成交换机、光通信、人员分站功能；KT160-F1型矿用基站具备3个以太光口（1进2出），2个以太RJ45电口，无线信号接入点，实现与终端的数据交互。能直接为KT160-F2提供本安电源，能够与动态目标识别器完成数据的交互，点检系统无线连接传输，可以作为动态目标识别器的数据传输通道，对完成井下人员定位、管理、考勤等提供可靠的数据传输平台；采用2个板状天线，可分别覆盖基站两边相同距离的巷道。矿用无线通信基站12台，配置矿用本安型无线基站KT160-F2，集成交换机、
14、光通信、人员识别器功能；KT160-F2具备2个以太光口（1进1出），2个以太RJ45电口，无线信号接入点，实现与终端的数据交互。能够实现与AP直接互联互通；同时还具有1路电口，可以实现与交换机直接互联互通。点检系统无线连接传输，能够与人员标识卡完成数据的交互，完成井下人员定位、管理、考勤功能；完成人员标识卡数据的采集、处理和传输，对完成井下人员定位、管理、考勤等提供精确的数据来源。采用2个板状天线，可分别覆盖基站两边相同距离的巷道。基站设定位置：井下基站布置：2.3传输方式1）通信基站接入煤矿现有以太网交换机网络采用有线传输方式，传输协议：TCP/IP协议，传输速率：100Mbps；2）通信
15、基站和通信基站之间采用有线传输方式，传输协议：TCP/IP协议，传输速率：100Mbps；3）通信基站和手机之间采用无线传输方式，通信协议：IEEE802.11b/g，无线工作频率：2412MHz2490MHz。3、系统功能3.1移动通信Wi-Fi语音通讯：采用最先进的Wi-Fi移动话音通信技术，语音效果达到电话音质，使用最新的802.11r协议，使得漫游切换时间小于50毫秒。保证了语音通话的无缝切换。数据接入：点检系统数据接入通过网络传输至地面服务器。统一网管：基于AP模式下的Wi-Fi矿用井下无线通信系统，使得所有基站终端设备统一管理，统一接收网管台指令，方便系统设备的维护和管理。脱网通信
16、功能：系统提供点对点脱网通讯功能，使得井下发生紧急情况，与井上失去联系时，通过此功能保持通话，为实施自救互救提供方便。紧急救援：在井下发生紧急情况时，通过调度台，使用井下扩播设备，向井下人员发送紧急通知，疏散人员，发送指令，以减少人员伤亡和财产损失。短信功能：支持点对点短信、点对多短信，遗漏电话提醒，短信群发等。无线对讲：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。紧急呼叫：系统具备预占优先呼叫能力，在紧急情况发生时，能拆除其他不重要呼叫资源来保障紧急呼叫的线路，最大程度保障应急
17、通讯畅通。通话录音：实时录音系统，记录整个应急作业过程中的任务下达、信息收集，以及处理过程中的一言一行。图形化设计：各类终端状态一目了然。全面显示呼叫状态信息：调度界面可实时显示调度中心所有终端的呼叫状态，如：空闲、振铃、通话等。3.2语音调度实现了 VoIP 语音、数据和增值业务的融合，是为企业用户提供生产调度、通信等综合业务的基础平台。中继汇接功能：调度台具有数字/模拟中继汇接功能，可将外线用户与内部用户接通，调度员可退出或插入，纳入原公司统一的多媒体调度系统并能实现有效调度。 离台调度功能：调度台可通过设置值班话机，由值班话机应答呼叫调度的电话并完成转接，值班电话可设。 3.3系统维护人
18、机对话：系统具有人机对话功能，以便于系统生成、参数修改、功能调用、控制命令输入等。自诊断：系统具有自诊断功能。当手机不再服务区，系统将显示该手机处于离线状态，如果在服务区，将显示在线状态。当手机处于通话状态时，还能动态的显示手机之间处于通话的状态。备用电源：系统具有备用电源。当电网停电后，保证整个系统的正常运行。数据备份：系统具有数据备份功能，可以定时对服务器中的数据进行备份。3.4人员管理考勤管理：实时对煤矿人员入井时间、升井时间、工作时长等进行统计、查询；对井下各监测区域工作人员的数量和分布情况进行分类统计。自动汇总、存储、自动生成报表和打印以上各信息。提供包含月考勤统计、月班次统计、日考
19、勤查询、下井人数查询、个人月考勤查询、工作面人员查询、当前井下人员查询、定时定点人员查询、报警历史数据查询、当前超时人员查询等功能。安全管理：支持地理信息系统（GIS）、矢量图、位图等多种图形显示方式，根据图形化的信息可以很直观的显示井下巷道分布，设备安装及运行状态、当前各区域人员分布，下井人员的滞留信息等。支持矢量图显示各监测点实时信息，可显示当前站点、区域的人员、设备等情况。系统具有自动监测延时呼叫和多次呼叫功能，具有管理中心呼叫和被呼叫时人员及移动目标实时动态显示、告警等功能。具有门禁功能，设定特定区域的限入规则，系统自动识别当前区域人员是否在准入范围内，若超出范围则就地声光报警、中心站
20、语音报警。报警功能：提供区域超员报警、未足班报警、人员脱岗报警、违章进入报警（包含禁止进入和限制进入）、下井超时报警、驻留超时报警等多种报警。当标识卡电池电压不够，中心站软件以及标识卡均提供告警功能，提示工作人员更换电池。4、系统特点1） 通过无线宽带网络连通各煤矿的地面及井下，集成基于TCP/IP 技术的本安手机，解决了每个煤矿的无线语音通讯系统，提供不低于原有小灵通技术的语音质量，电信级别的通话质量。2）KT160无线通信系统采用2.4G公用开放频段，不受政策影响，与GSM,CDMA比较具有发射功率小（1mW-100mW可调）、成本低等特点；采用低功耗设计、开放频段、成熟产品，系统节能、环
21、保。3）提供统一化的井下综合无线通信网络，实现语音、定位、安全生产监控系统等各个系统在内的综合无线信息系统。集成人员管理系统功能，配置人员标识卡就能实现井下人员定位管理，KT160-F1（AP）集成人员读卡分站功能，KT160-F2（AP）集成人员识别器功能。4）针对煤炭井下的脱网通信功能的支持，使得用户可以在井上交换机通讯中断的情况下仍然可以保证局部的通话。a) 支持胖瘦AP自动切换，在无法测到AC情况下切换为胖AP,当能够检测到AC时情况下自动切换为瘦APb) 支持802.11r国际标准协议，切换延时小于50ms。c) AP直接支持高精度精确定位，将定位网与通讯网双网合一。d) 具备脱网功
22、能，在无上层交换网络的情况下能够具备点到点的脱网通讯5)兼容性好:提供融合通信，可以与普通电话互通，与现有普通电话完全兼容，亦可接入公众电话网，手机号码可以用户自定义，由企业自己进行统一管理。6)系统构成:构成简单，包括：服务器、AP（无线接入节点）、传输设备、手机，无线局网控制器等，系统造价低30%7)灵活性:灵活性好,基于全IP化网络,调整、开通网络无须频率规划和割接设备，即接即用。多个煤矿可通过煤矿专网实现VOIP组网，实现内部通信和异地调度。8)通话容量:容量大，每个AP可以16个以上手机同时通话 。9)移动通话:40公里/小时时速可以正常通话，网间切换小于50ms10)强大的移动性:
23、Wi-Fi无线网络、调度台和Wi-Fi基站、随行分机轻松部署，无线WI-FI话机与Wi-Fi网络配合，就近接入，可以方便、灵活的进行无线调度，实现全网的有线、无线调度功能。11)适应各类调度终端:以号码为终端标识，实现对IP侧，软电话、IP语音网关、IP电话机、Wi-Fi话机、E&M设备等；PSTN侧，手机、固话、小灵通的自由调度。12)语音系统容量大:同时注册管理2000部电话。支持350M/800M无线数字集群通信系统对接。可根据用不需求增加注册管理电话数量。13)矿用本安型手机KT160-S：采用矿用本安设计，轻便小巧，便于携带，与AP进行语音数据交换。通话清晰、接收灵敏度高、通讯距离远
24、等特点。支持通话、短信、无线对讲、紧急呼叫、漫游和切换等功能，大容量电池，超长时间待机可达一周。在主干网络或井上设备发生故障瘫痪的情况下，可以实现基站之间的手机点对点脱网通信功能。14)多数据传输平台:具有强大的无线、有线宽带数据接入功能，可实现与RFID人员定位、综合自动化监控等煤矿分系统的无缝对接和多网合一，是煤矿通信未来发展的最佳选择。15)扩展性:采用软交换，功能扩展方便，可与现行报警系统对接，实现报警联动广播功能。5、设备介绍5.1地面设备5.1.1无线通信服务器服务器适用于构建新一代企业通讯系统、实现融合通讯的IP-PBX服务器、可选支持200、400、800用户注册，最大支持20
25、00用户注册。软交换平台功能介绍：中心调度实现控制定位管理、视频管理、系统与网络维护等功能。中心站满足可靠性、可维护性、开放性和可扩展性等要求。将语音通信集成到数据网络中，从而将分布在各个区域员工的语音和数据集成在一个网络进行通信，一体化的IP调度机功能，具备多级调度、集群对讲功能等丰富的业务。支持sip协议，带有4路或8路FXO接口（可选）；具有强插、强拆、组呼、群呼。对手机可进行等级限制，设置不同的呼叫权限用户、召开电话会议、有录音功能：多通道同时录音、实时监听、遗漏电话通知、手机与固话之间的绑定，拨打任一终端时，同时振铃、用户状态语音提示等强大的调度功能。可选配单E1、2个E1、4个E1
26、数字中继接口，用于有线调度程控交换机或公网数字中继出局使用。5.2井下设备无线基站是无线网络的接入点、无线收发单元，是移动终端与数据交换中心之间的无线通信传输中转站。无线基站主要包括：KT160-F1 矿用隔爆兼本安型无线基站和KT160-F2矿用本安型无线基站组成，下面我们将逐一介绍每个产品的相关参数。5.2.1矿用本安型无线基站KT160-F1KT160-F1矿用本安型无线基站（以下简称“基站”），用于煤矿井下人员之间或井下人员与调度室之间的语音、图像、文本或命令在交互时的数据中转和数据交换。它是从用户到网络以及从网络到用户之间的通信传输中继站。同时基站还能够连接动态目标识别器，实现对人员
27、标识卡信号的采集、处理和传输。运行环境： 环境温度：0+40； 湿度： 95%； 大气压力：80kPa110 kPa； 无显著振动和冲击的场所； 煤矿井下，有瓦斯或煤尘爆炸性混合物的场所。 高温：+60； 低温：-40； 湿度：95%； 振动：50m/s2； 冲击：500 m/s2主要指标： 工作电压：1路（181）V.DC；1路（121）V.DC。 工作电流：18V供电电流200mA；12V供电电路600mA。 显示方式：数码管和LED灯显示。通讯方式:基站与手机之间的通讯 天线阻抗：50 通讯协议：IEEE802.11 bg 工作信道：111信道(通过软件选择) 工作频率：2412MHz2
28、490MHz 发射功率：不超过0dBm 接收灵敏度：-80dBm 调制方式：CCK,OFDM 信号覆盖范围：400米（空旷状态）基站与KT160-F2矿用本安型无线基站之间的通讯 传输方式：TCP/IP传输协议（单模光纤，波长1310nm）； 传输速率：10/100 Mbps自适应； 光发射功率： -10dBm-5dBm； 光接收灵敏度：-20dBm； 最大传输距离：20km使用MGTSV-（2、4、6、8、10、12）A型光缆；基站与交换机之间的通讯 TCP/IP传输协议； 传输速率：10/100 Mbps自适应； 信号工作电压峰峰值：1V5V； 最大传输距离：50m（使用MHYVR电缆，线
29、径截面不小于1.5mm2）基站与动态目标识别器之间的通讯 通讯方式：半双工、RS485； 传输速率：4800bps； 信号工作电压峰值：12V； 最大传输距离：2km；(MHYVR电缆，截面积：1.5mm2,电缆分布参数：分布电容：0.06F/km；分布电感：0.8mH/ km；直流电阻：12.8/km)；5.2.2矿用本安型无线基站KT160-F2KT160-F2矿用本安型无线基站（以下简称“基站”），用于煤矿井下人员之间或井下人员与调度室之间的语音、图像、文本或命令在交互时的数据中转和数据交换。它是从用户到网络以及从网络到用户之间的通信传输中继站。同时基站还能够对人员标识卡进行识别，并把识
30、别到的数据进行上传，实现对人员标识卡信号的采集、处理和传输。运行环境： 环境温度：0+40； 湿度： 95%； 大气压力：80kPa110 kPa； 无显著振动和冲击的场所； 煤矿井下，有瓦斯或煤尘爆炸性混合物的场所。 高温：+60； 低温：-40； 湿度：95%； 振动：50m/s2； 冲击：500 m/s2通讯方式:基站与手机之间的通讯 天线阻抗：50 通讯协议：IEEE802.11 bg 工作信道：111信道(通过软件选择) 工作频率：2412MHz2490MHz 发射功率：不超过0dBm 接收灵敏度：-80dBm 调制方式：CCK,OFDM 无线覆盖距离：400米（空旷状态）基站与KT160-F1矿用本安型无线基站之间的通讯 传输方
