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LoRa技术在矿井无线通信中的应用分析

工矿自动化 2017年第10期43卷 34-37页

作者：霍振龙中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

针对现有矿井无线通信系统在上隅角等环境恶劣、数据传输速率要求不高的区域应用效果不理想的状况,通过分析LoRa技术特点,提出了将LoRa技术应用于矿井无线通信的方案,分析了其应用架构,并讨论了LoRa技术在煤矿井下的适用场景:工作面设... 详细信息

针对现有矿井无线通信系统在上隅角等环境恶劣、数据传输速率要求不高的区域应用效果不理想的状况,通过分析LoRa技术特点,提出了将LoRa技术应用于矿井无线通信的方案,分析了其应用架构,并讨论了LoRa技术在煤矿井下的适用场景:工作面设备运行状态数据和环境参数无线传输,矿压监测系统多种传感器数据、工作面上隅角瓦斯监测传感器数据、采空区测温传感器数据等的无线传输,矿井机电设备监测数据无线传输。

关键词：矿井无线通信传感器数据传输 LoRa技术矿压监测上隅角瓦斯监测采空区温度监测机电设备监测

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用于矿井无线通信语音压缩的研究

用于矿井无线通信语音压缩的研究

作者：赵红玉太原理工大学

学位级别：硕士

随着煤矿的现代化程度的逐步提高,传统的有线通信已经不能够完全满足现代矿井语音通信的需求。矿井无线通信技术在加强矿井的生产管理能力、提高煤矿的工作效率以及提高事故救援能力等方面具有矿井有线通信无法比拟的优势。无线语音通... 详细信息

随着煤矿的现代化程度的逐步提高,传统的有线通信已经不能够完全满足现代矿井语音通信的需求。矿井无线通信技术在加强矿井的生产管理能力、提高煤矿的工作效率以及提高事故救援能力等方面具有矿井有线通信无法比拟的优势。无线语音通信技术在矿井中的应用变得势在必行。煤矿井下语音信号信噪比低,无线传输信道具有传输损耗大、传输距离短、传输信道窄等不利于语音信号传输的特性,因此掌握矿井语音信号的特点,分析井下噪声以及传输信道对电磁波传输的干扰特性,对建立矿井无线传输语音的压缩的设计具有十分重要的意义。本课题主要分析了矿井无线通信中的语音信号、物理噪声干扰和电磁波干扰的特点以及信道对信号传输的影响因素,构建并仿真确立了一种适用于煤矿井下的无线通信的语音压缩数学模型。由于矿井环境的特殊性,利用人耳掩蔽效应对语音信号进行去冗余压缩,对矿井无线语音通信的通话质量的影响较小,因此本文主要利用减少编码比特的方法来压缩语音信号。基于语音压缩技术,通过对波形编码技术中的脉冲编码调制、增量调制、自适应增量调制进行比较,提出了一种可用于矿井无线通信系统的语音压缩编码方案。在本课题中,滤波器主要起到去除语音带宽外的噪音和使信号平滑的作用,通过仿真分析比较现代常用的几类滤波器的滤波特性,最终选择二阶Butterworth滤波器作为本课题滤波器的设计方案。利用通信系统的实时动态仿真软件Systemview对算法进行了仿真并分析其性能。实验结果表明：当语音信号频率在800-3000Hz范围内,通信系统的抽样频率为4-6倍语音信号最大频率时,建立的压缩模型从抗噪声性能、通话清晰度、编码速率以及算法复杂度方面都能满足课题的基本要求。本课题的研究为矿井无线语音通信系统的语音传输压缩方案的选择提供了理论支持,具有一定的可行性和实用性。

关键词：语音压缩方案矿井无线通信噪声 Systemview

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矿井隧道无线通信时抗多径衰落方案的研究

佳木斯大学学报（自然科学版） 2020年第2期38卷 143-145页

作者：孟庆辉张友能梅蓉安徽工贸职业技术学院电气系安徽淮南232007

针对当今矿井隧道中复杂的通信环境,提出了一个利用正交频复用(OFDM)技术的通信模型。通过模拟仿真来检测该模型在通信时,具有高效传输数据能力和很低的误码率。以此来保证无论在正常采矿作业还是矿难事故中,该模型都能提供一个稳定可... 详细信息

针对当今矿井隧道中复杂的通信环境,提出了一个利用正交频复用(OFDM)技术的通信模型。通过模拟仿真来检测该模型在通信时,具有高效传输数据能力和很低的误码率。以此来保证无论在正常采矿作业还是矿难事故中,该模型都能提供一个稳定可靠的通信。

关键词：正交频复用 OFDM 矿井无线通信多载波调制技术

基于Zigbee技术的矿井无线通信系统的研究

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基于Zigbee技术的矿井无线通信系统的研究

作者：康跃明中南大学

学位级别：硕士

目前,我国煤矿井下通讯基本使用有线装置,依靠电缆传输信息。由于井下特殊环境所限,地面潮湿,电缆腐蚀严重,一旦发生事故,通信马上中断。指挥端很难与事故发生点取得联系,成为矿井通信的一个至关重要的盲点。介于有线通信的种种弊端,国... 详细信息

目前,我国煤矿井下通讯基本使用有线装置,依靠电缆传输信息。由于井下特殊环境所限,地面潮湿,电缆腐蚀严重,一旦发生事故,通信马上中断。指挥端很难与事故发生点取得联系,成为矿井通信的一个至关重要的盲点。介于有线通信的种种弊端,国内外现正在积极研究各种井下无线通信系统,这对煤矿生产管理,特别是矿井救灾具有非常重要的意义。随着电子通讯业的迅速发展,无线通信技术也得到了长足的进步,Zigbee技术诞生后为矿井无线通信开辟了新的道路。本文就矿井救灾无线通信技术的发展现状,以无线通信技术的基本理论,结合矿用产品工作的特殊性,提出了一种基于Zigbee技术的语音和环境参数并行传输的矿井无线通信系统的设计方案。对Zibgee技术的应用进行了系统的论述,并设计实现了以Zigbee技术为平台的无线语音通信系统,形成了具体的产品。系统轻便、使用灵活,能同时传输语音信号和环境参数,弥补了当前矿用救灾设备只能单一传输语音信号的缺陷。实践证明,该技术完全满足煤矿井下通信的现场需求,特别适用于矿井突发事故时的救灾场合。

关键词：矿井通信矿井无线通信 Zighee 井下防爆

基于Wi-Fi技术的矿井无线通信系统设计与实现

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数字技术与应用 2018年第3期36卷 142-143页

作者：张舜标广东农工商职业技术学院广东广州510507

在矿井无线通信系统中,Wi-Fi技术具有通信速率快、通信质量高、通信距离长,成本较低,可实现数据和图像传输等多个优点,本文在介绍Wi-Fi技术和分为这一技术在矿井无线通信系统中应用优势的基础上,介绍了一种基于Wi-Fi技术的矿井无线通信... 详细信息

在矿井无线通信系统中,Wi-Fi技术具有通信速率快、通信质量高、通信距离长,成本较低,可实现数据和图像传输等多个优点,本文在介绍Wi-Fi技术和分为这一技术在矿井无线通信系统中应用优势的基础上,介绍了一种基于Wi-Fi技术的矿井无线通信系统。

关键词： Wi-Fi 矿井无线通信设计

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一种矿井下新型无线通信网络方案

山西大学学报(自然科学版) 2009年第2期32卷 205-208页

作者：李静张文梅山西大学物理电子工程学院

提出了适合于煤矿井下工作特点的一种新型全无线通信组网方案,该方案由地面网管、地面通用网、双系统控制模块、双基站、远端设备构成.鉴于煤矿井下的特殊情况,提出了一种线状微微网与分布式网络相结合的组网方案,并采用一种分布式网管... 详细信息

提出了适合于煤矿井下工作特点的一种新型全无线通信组网方案,该方案由地面网管、地面通用网、双系统控制模块、双基站、远端设备构成.鉴于煤矿井下的特殊情况,提出了一种线状微微网与分布式网络相结合的组网方案,并采用一种分布式网管系统方案.同时为了提高整个系统的抗灾害能力,采用双基站(双系统控制模块、双基站)结构.当其中一个基站所处位置发生灾害时,可以通过另一个基站及时实现全无线通信.

关键词：矿井无线通信线状微微网双基站分布式网管

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一种新型煤矿井下无线通信系统研究

工矿自动化 2013年第8期39卷 22-25页

作者：武先利王鹏温良郎琦中煤科工集团煤炭科学研究总院安全装备技术研究分院北京100013

针对应急救援常用的救灾通信电话存在通信链路建立时间长、通话质量差、不能实时在线等问题,提出了一种基于Mesh多跳和跳频扩谱技术的煤矿井下无线通信系统的设计方案。采用骨干路由节点和中继路由节点相互配合构建Mesh多跳的基础结构,... 详细信息

针对应急救援常用的救灾通信电话存在通信链路建立时间长、通话质量差、不能实时在线等问题,提出了一种基于Mesh多跳和跳频扩谱技术的煤矿井下无线通信系统的设计方案。采用骨干路由节点和中继路由节点相互配合构建Mesh多跳的基础结构,同时采用多射频多通道技术来提高多跳子系统的容量、多跳次数及覆盖范围;针对跳频扩谱通信链路中需要解决多频天线技术和异频无线路由技术的问题,采用改进型最小费用路由算法来确保在灾变后煤矿井下不确定性因素增强的情况下,无线传输选择最优路由链路。测试结果表明,该系统能够实时准确地将井下信息传送到地面救援指挥中心,且能够实现地面救援指挥中心与井下救护队员的直接对话和通信指挥,提升了应急救援能力。

关键词：矿井无线通信应急救援 Mesh多跳跳频扩谱多频天线异频无线路由最小费用路由算法

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矿井巷道无线通信自适应扩频调制技术研究

煤炭科学技术 2013年第6期41卷 85-87页

作者：张玉杨维韩东升周青青北京交通大学电子信息工程学院北京100044 华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003

为改善矿井巷道中无线通信系统信号传输性能,提出了自适应扩频调制方法。在多载波码分多址技术(MC-CDMA)基础上加入自适应调试机制,根据巷道信道的信噪比动态调整基带调制方式。基于设定的误码率门限确定了矿井MC-CDMA无线通信系统采用... 详细信息

为改善矿井巷道中无线通信系统信号传输性能,提出了自适应扩频调制方法。在多载波码分多址技术(MC-CDMA)基础上加入自适应调试机制,根据巷道信道的信噪比动态调整基带调制方式。基于设定的误码率门限确定了矿井MC-CDMA无线通信系统采用自适应调制时不同调制方式间相互转换的信噪比门限。仿真分析了系统在采用自适应调制时的BER性能,结果表明在保证系统一定BER性能的条件下,采用自适应调制时矿井MC-CDMA无线通信系统频谱效率得到了显著提高。

关键词：多载波码分多址自适应调制误码率信噪比矿井无线通信

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三道沟铁矿井下无线通信系统

三道沟铁矿井下无线通信系统

作者：王嫦月吉林化工学院

学位级别：硕士

地下开采的井下巷道环境较为复杂,电磁波在井下巷道传输信号时,受到巷道本身以及巷道中存在的各种设备的影响,使得巷道中的接收端产生严重的码间干扰,导致井下巷道中存在多径衰落以及各个信号之间干扰严重。本文应用MIMO技术以及超宽带... 详细信息

地下开采的井下巷道环境较为复杂,电磁波在井下巷道传输信号时,受到巷道本身以及巷道中存在的各种设备的影响,使得巷道中的接收端产生严重的码间干扰,导致井下巷道中存在多径衰落以及各个信号之间干扰严重。本文应用MIMO技术以及超宽带无线通信技术,构建了有效的三道沟铁矿井下无线通信系统,主要研究如下:首先,分析了井下巷道无线通信环境以及巷道中的各种衰落特点并进行仿真,接着对无线通信在井下巷道中的应用以及对矿井无线通信技术从工作原理和抗干扰强度等进行对比与分析,选取适合井下环境的超宽带无线通信技术,采用Mesh协议作为矿井通信协议。其次,针对井下无线信道,利用麦克斯韦方程、波导传输理论以及马卡梯里近似法,研究电磁波在三心拱巷道中传播特性,之后从电磁波的频率、传输介质、巷道壁的粗糙度、倾斜度以及巷道中的其他因素进行分析与验证,再对电磁波的传输损耗模型进行仿真与验证。再次,针对井下巷道中存在的多径衰落,对超宽带信道模型中的泊松模型、(35)-k模型、802.15.3a模型以及802.15.4a模型进行特点分析、仿真与验证,并对MIMO技术的抗多径效应的特点进行分析与验证,得出MIMO可以很好的利用巷道中的多径效应。最后,针对井下巷道环境中的分析,构建一个合适三道沟铁矿井下环境的无线通信系统,利用STBC编码技术和MMSE算法对信号接收端处理,对不同收发端以及不同调制技术的无线通信系统进行仿真与验证,得出适合三道沟铁矿井下环境的4发4收的矿井超宽带无线通信系统,该系统的误码率较低,可靠性较强。

关键词：矿井无线通信 MIMO UWB 信道建模 STBC