無(wú)線通信監(jiān)控技術(shù)研究

緒論：寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā)，也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的1篇無(wú)線通信監(jiān)控技術(shù)研究范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

無(wú)線通信監(jiān)控技術(shù)研究:人防工程中無(wú)線通信監(jiān)控技術(shù)淺析

摘 要：伴隨人防工程的建設(shè)開發(fā)，監(jiān)控系統(tǒng)在其安全管控中體現(xiàn)了綜合優(yōu)勢(shì)價(jià)值。無(wú)線通信手段的快速發(fā)展應(yīng)用則逐步變?yōu)楦黝惐O(jiān)督管控體系的主體鏈路模式。本文就人防工程中無(wú)線通信監(jiān)控技術(shù)展開探討，對(duì)提升工程建設(shè)水平，創(chuàng)設(shè)顯著效益，有重要的實(shí)踐意義。

關(guān)鍵詞：人防工程；無(wú)線通信；監(jiān)控技術(shù)

引言

人民防空通信系統(tǒng)是國(guó)防戰(zhàn)備的重要組成部分。人民防空通信系統(tǒng)是隨著城市防空襲斗爭(zhēng)的出現(xiàn)而產(chǎn)生和發(fā)展的。人民防空通信系統(tǒng)也是人民防空的重要組成部分。人民防空通信系統(tǒng)保障人民防空指揮機(jī)構(gòu)對(duì)人民防空襲斗爭(zhēng)實(shí)施穩(wěn)定 可靠暢通和不間斷的指揮，是一項(xiàng)群眾性的國(guó)防戰(zhàn)略工作。軍隊(duì)有關(guān)部部門應(yīng)向人民防空部通報(bào)空中情報(bào)，軍隊(duì)通信部門對(duì)人民防空通信負(fù)有保障和業(yè)務(wù)指導(dǎo)任務(wù)，戰(zhàn)時(shí)防空，城市防衛(wèi)，要地防空，野戰(zhàn)防空都要運(yùn)用各種通信手段建立協(xié)調(diào)通信、與其它通信相比較，人民防空通信具有軍事價(jià)值，也是進(jìn)一步突出了人民防空的特色。

一、人防通信工程基本特征分析

1、波段特征：無(wú)線通信為人防通信應(yīng)急應(yīng)用體系的核心構(gòu)成內(nèi)容，借助空間點(diǎn)播傳輸特征以及既定規(guī)律完成通信。包括長(zhǎng)波、短波以及中波通信、高頻還有特高頻通信等。各類通信均可完成數(shù)據(jù)通信。其中短波通信也可叫做高頻通信，其顯著特征在于，通信傳輸距離較遠(yuǎn)，基于中繼系統(tǒng)為電離層，因而其距離可由數(shù)公里至數(shù)萬(wàn)公里。

2、施工特征：施工架設(shè)相對(duì)簡(jiǎn)單便利，移動(dòng)處理快速，可應(yīng)用移動(dòng)天線實(shí)現(xiàn)動(dòng)中通信。倘若想發(fā)揮更佳的性能水平，則可應(yīng)用固定天線。該線路架設(shè)施工通常位于野外環(huán)境中也僅需要數(shù)分鐘便可完成。

3、對(duì)講聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)靈活：人防工程與他類專用通信系統(tǒng)之中，進(jìn)行超短波的傳輸通信通常為常規(guī)對(duì)講通信聯(lián)絡(luò)以及集群通信體系等。當(dāng)前常規(guī)對(duì)講聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)為全球用戶廣泛應(yīng)用的服務(wù)形式之一。基于應(yīng)用便利靈活、維護(hù)管理簡(jiǎn)單，該類常規(guī)應(yīng)用體系將始終為超短波通信應(yīng)用最為常見(jiàn)流行的技術(shù)。系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)通話以及接聽(tīng)功能的基礎(chǔ)上，還具備更豐富的他類功能。集群通信便為系統(tǒng)體現(xiàn)的可用信道功能，可為整體用戶的集成應(yīng)用，發(fā)揮了自動(dòng)優(yōu)選信道的良好功能。可實(shí)現(xiàn)資源的全面共享以及費(fèi)用承擔(dān)，并可令信道設(shè)施整體共用，實(shí)現(xiàn)多功能的應(yīng)用服務(wù)，高效快速的無(wú)線調(diào)度與優(yōu)質(zhì)的通信傳輸。

4、該系統(tǒng)特征在于實(shí)現(xiàn)了頻率共用，可令原有配合單位專用頻率實(shí)現(xiàn)全面集成，并供各方一同應(yīng)用。其中共用設(shè)施基于頻率實(shí)現(xiàn)的共用，因此有可能令各個(gè)分建管控中心以及基站工作設(shè)施進(jìn)行匯集建設(shè)。同時(shí)，共享覆蓋范疇可實(shí)現(xiàn)各個(gè)附近覆蓋范疇網(wǎng)絡(luò)的全面互聯(lián)，進(jìn)而獲取更為廣泛的覆蓋地區(qū)。再者，共享應(yīng)用的通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)，可基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)行有序的組織傳輸各類專業(yè)豐富的信息資訊，為各方服務(wù)應(yīng)用。短波通信體系以及超短波間利用專用設(shè)施完成互聯(lián)，構(gòu)建了靈活豐富、高效、多功能的無(wú)線通信應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

二、人防通信工程無(wú)線通信技術(shù)

當(dāng)前，人防工程項(xiàng)目中普遍應(yīng)用的無(wú)線手段包括數(shù)傳電臺(tái)、通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)、CDMA、衛(wèi)星通信、短波技術(shù)以及無(wú)線網(wǎng)橋手段等。CDMA以及通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)為移動(dòng)與聯(lián)通公司承載的主體數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)項(xiàng)目，數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中具有明顯優(yōu)勢(shì)，也就是信號(hào)的覆蓋范疇廣泛。另外，通過(guò)測(cè)試該兩類技術(shù)可

符合傳輸較小數(shù)據(jù)量的標(biāo)準(zhǔn)，卻不能承載大容量數(shù)據(jù)的信號(hào)。例如大容量的視頻信號(hào)等，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線的高效傳輸。數(shù)字電臺(tái)通常為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以及點(diǎn)至多點(diǎn)的服務(wù)運(yùn)行環(huán)境，可同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)數(shù)據(jù)終端完成直接高效的互聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)快速的透明無(wú)線傳輸。數(shù)傳電臺(tái)其應(yīng)用傳輸距離通常為二十至五十公里，體現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)的抗干擾性能以及靈敏的接收能效。該技術(shù)相對(duì)成熟，且規(guī)范統(tǒng)一，普遍應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集、遙測(cè)以及監(jiān)控工程中。當(dāng)然，伴隨移動(dòng)、聯(lián)通公司無(wú)線通信技術(shù)的逐步成熟化發(fā)展，令各類設(shè)備成本費(fèi)用下降，并令較多數(shù)傳電臺(tái)實(shí)現(xiàn)了更新發(fā)展，其將向著更加智能、高速率、敏捷、高帶寬的方向不斷邁進(jìn)。加之自身誤碼率較小、通信信道安全可靠特征，令數(shù)傳電臺(tái)勢(shì)必發(fā)展為人防工程以及他類行業(yè)通信服務(wù)的優(yōu)質(zhì)手段。

三、人防通信工程中短波通信的分析

短波通信是唯一不受網(wǎng)絡(luò)樞紐和有源中繼體制制約的遠(yuǎn)程通信手段，一但發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)或?yàn)?zāi)害，各種通信網(wǎng)絡(luò)都可能受到破壞，衛(wèi)星可能受到攻擊。無(wú)論哪種通信方式，其抗毀能力和自主通信能力與短波無(wú)可相比。在山區(qū)、戈壁、海 洋等地區(qū)主要依靠短波，與衛(wèi)星通信相比，短波不用付費(fèi)，運(yùn)行成本低。近年來(lái)短波通信技術(shù)在世界范圍內(nèi)獲得飛躍發(fā)展。短波通信被廣泛地用于政府、軍事、人民防空、氣象、導(dǎo)航、水利等部門，用于傳遞語(yǔ)言、文字、網(wǎng)像、數(shù)據(jù)等信息。短波通信始終是人民防空遠(yuǎn)距離指揮通信和應(yīng)急通信的重要手段之一。

短波通信是戰(zhàn)略通信網(wǎng)的重要組成部分。也是人民防空通信的重要組成部分。短波通信設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單、體積小，機(jī)動(dòng)靈活，成本低，可用較小的發(fā)射功率進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。所以一直是重要的通信手段，特別是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距通信的主要手段。

短波通信戰(zhàn)時(shí)比衛(wèi)星通信更可靠。設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，體積小、容易部署、機(jī)動(dòng)靈活。傳播損耗小，以較小的功率進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。可迅速組織近、中、遠(yuǎn)程距離通信。短波通信的性能在很大程度上取決短波信道的特性，短波信道是一種典型的隨機(jī)參量信道，它靠天波和地波兩種傳播數(shù)據(jù)方式進(jìn)行傳播。地波傳波較隱定。但傳播距離在幾十公里.天波靠電離層的反射傳播而電離層的特性是隨時(shí)間、空間及無(wú)線電波的頻率隨機(jī)變化的，因此短波信道的參數(shù)及其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懸彩请S機(jī)變化的。在我國(guó)短波通信網(wǎng)是戰(zhàn)略通信網(wǎng)之一。是戰(zhàn)時(shí)作戰(zhàn)指揮通信的“殺手锏”.也是人民防空防空襲斗爭(zhēng)的“殺 手銅”，它必然在未來(lái)防突襲斗爭(zhēng)中發(fā)揮著無(wú)與倫比的作用。

四、人防工程無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)應(yīng)用

人防工程建設(shè)階段中，可通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋設(shè)施實(shí)施科學(xué)測(cè)試與服務(wù)應(yīng)用。可利用四路視頻監(jiān)督管控系統(tǒng)，借助無(wú)線網(wǎng)橋搭建鏈路，完成通信。可位于平臺(tái)一方應(yīng)用視頻服務(wù)器令視頻模擬形成可位于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中應(yīng)用傳輸數(shù)據(jù)流，而后令信號(hào)從無(wú)線網(wǎng)橋逐步傳輸至監(jiān)控一端。接下來(lái)，可利用無(wú)線網(wǎng)橋完成接收，并通過(guò)監(jiān)控服務(wù)器的高效匯集處理，令視頻信號(hào)完成錄像以及快速的儲(chǔ)存，基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。監(jiān)督管控工作人員則可就具體的權(quán)限標(biāo)準(zhǔn)位于局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)視頻信息的瀏覽查閱、錄像等處理。建成通訊鏈路，可位于遠(yuǎn)端進(jìn)行設(shè)備參數(shù)布設(shè)，提升維護(hù)管理便利性。監(jiān)控應(yīng)用視頻信息持續(xù)、清楚，可符合監(jiān)督管理核心標(biāo)準(zhǔn)。由系統(tǒng)鏈路總體冗余性不難得出，其測(cè)試應(yīng)用傳輸距離可達(dá)到無(wú)限網(wǎng)橋手段應(yīng)用服務(wù)的最大化標(biāo)準(zhǔn)。由系統(tǒng)整體可靠穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)審視，倘若應(yīng)用距離繼續(xù)擴(kuò)充，進(jìn)行類似監(jiān)管服務(wù)，則應(yīng)秉承審慎細(xì)致的態(tài)度應(yīng)用該技術(shù)手段。總之，人防工程地下建設(shè)、環(huán)境相對(duì)復(fù)雜、具有一定干擾影響特征決定，布設(shè)無(wú)線通信系統(tǒng)、優(yōu)質(zhì)的運(yùn)營(yíng)服務(wù)具有一定難度。為此，我們只有配置優(yōu)質(zhì)良好的通信服務(wù)設(shè)施，應(yīng)用現(xiàn)代化無(wú)線通信技術(shù)手段，開創(chuàng)優(yōu)質(zhì)高效的人防工程無(wú)線通信系統(tǒng)，方能提升總體應(yīng)用服務(wù)效能，發(fā)揮無(wú)線通信技術(shù)綜合優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)人防工程建設(shè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展。

結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)如今，無(wú)線通信技術(shù)取得突破性發(fā)展，這些為基于新一代通訊技術(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研制提供了技術(shù)支持和實(shí)現(xiàn)可能。人防通信作為多種通信技術(shù)的融合涉及有線通信、無(wú)線通信、衛(wèi)星通信、人防警報(bào)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)要求維護(hù)人員具有較高的專業(yè)技術(shù)水平，因此也需要國(guó)家加大對(duì)其的投入支持力度。

無(wú)線通信監(jiān)控技術(shù)研究:無(wú)線通信技術(shù)在地鐵列車監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

摘要：近些年來(lái)城市軌道交通發(fā)展較快，在一定程度上也推進(jìn)我國(guó)城市化進(jìn)程，為了保證地鐵的安全運(yùn)行，需要在地鐵列車監(jiān)控系統(tǒng)之中應(yīng)用無(wú)線通信技術(shù)，基于此，本文論述了無(wú)線通信技術(shù)在我國(guó)地鐵列車監(jiān)控系統(tǒng)之中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無(wú)線通信；地鐵列車；監(jiān)控系統(tǒng)

引言

地鐵已經(jīng)成為人們生活的重要組成部分。隨著地鐵事業(yè)的不斷發(fā)展，客運(yùn)量不斷增加，地鐵安全問(wèn)題受到了社會(huì)各界越來(lái)越廣泛的關(guān)注，保障地鐵安全運(yùn)行，需要一套穩(wěn)定、可靠、高效的監(jiān)控系統(tǒng)支持。地下空間相對(duì)較窄，列車運(yùn)行線路卻很長(zhǎng)，沿途站點(diǎn)又多，需要地鐵列車與地面指揮中心進(jìn)行很好的配合。因此，相互通信顯得尤為重要。無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，為地鐵列車高質(zhì)量、高速率的安全運(yùn)行提供了良好的契機(jī)。

1、無(wú)線通信技術(shù)定義

無(wú)線通信主要包括微波通信和衛(wèi)星通信。微波是一種無(wú)線電波，它傳送的距離一般只有幾十千米。但微波的頻帶很寬，通信容量很大。微波通信每隔幾十千米要建一個(gè)微波中繼站。衛(wèi)星通信是利用通信衛(wèi)星作為中繼站在地面上兩個(gè)或多個(gè)地球站之間或移動(dòng)體之間建立微波通信聯(lián)系。

2、無(wú)線通信技術(shù)原理

任何導(dǎo)體中電流強(qiáng)弱的變化都會(huì)產(chǎn)生電磁波。利用這一物理現(xiàn)象，通過(guò)調(diào)制可將信息加載于電磁波之上。當(dāng)電磁波通過(guò)空間傳播到達(dá)收信端，電磁波引起的電磁場(chǎng)變化又會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生變化的電流，通過(guò)解調(diào)將信息從電流變化中提取出來(lái)，就達(dá)到了信息傳遞的目的。

3、無(wú)線通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

無(wú)線通信技術(shù)有著有線通信技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，但基于現(xiàn)階段的技術(shù)，無(wú)線通信技術(shù)也有無(wú)法超越有線通信技術(shù)的缺點(diǎn)。下面我們通過(guò)比較。

優(yōu)點(diǎn)一：使用無(wú)線通信方式組網(wǎng)，通訊系統(tǒng)建設(shè)周期短，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單、快捷，同時(shí)減少投資。有線通信方式的建立必須通過(guò)架設(shè)通信電纜或光纜，而信號(hào)纜的架設(shè)一般通過(guò)挖掘電纜溝或建設(shè)通信桿的方式。這種方式需要花費(fèi)大量的人力和物力、建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，一旦遇到特殊的應(yīng)用環(huán)境，如山地、湖泊、林區(qū)等特殊地理環(huán)境或是移動(dòng)物體等，布線相當(dāng)困難。有線網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)有很強(qiáng)的制約性。而無(wú)線通信方式只需在每個(gè)終端連接無(wú)線傳輸裝置和建設(shè)適當(dāng)高度的天線即可。

優(yōu)點(diǎn)二：無(wú)線通信方式擴(kuò)展性好。如無(wú)線網(wǎng)絡(luò)已組網(wǎng)完畢，一旦需要增加新的用戶而擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)，只需增加相應(yīng)新的無(wú)線通信設(shè)備。而有線網(wǎng)絡(luò)首先需要重新布線，其次增加通信設(shè)備和接口，不但施工周期長(zhǎng)，而且大大增加投資。并且無(wú)線通信方式可方便增加動(dòng)態(tài)使用者，這是有線組網(wǎng)無(wú)法企及的。來(lái)說(shuō)明兩者的優(yōu)缺點(diǎn)。

缺點(diǎn)一：無(wú)線通信方式安全性較差，容易受到黑客攻擊。這一點(diǎn)是無(wú)線通信方式最大的不足。任何事物都有兩面性，無(wú)線通信方式就是因?yàn)橛猩鲜鰞?yōu)點(diǎn)，就不可避免的容易被不法分子利用。例如，我們家庭利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組建的局域網(wǎng)，經(jīng)常被鄰居“贈(zèng)網(wǎng)”，即使通過(guò)設(shè)置密碼，現(xiàn)也有相應(yīng)途徑破解。

缺點(diǎn)二：無(wú)線通信方式帶寬較低，通信速率短期無(wú)法超越有線通信。以3G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)為例，3G無(wú)線通訊理論速率為：下行速度峰值理論可達(dá)3.6Mbit/s，上行速度峰值也可達(dá)384kbit/s。而光纖理論通訊速率為16Gbit/s以上，兩者相差甚遠(yuǎn)。

3、無(wú)線通信技術(shù)在地鐵列車監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1、地鐵列車監(jiān)控系統(tǒng)中的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求

在地鐵監(jiān)控系統(tǒng)中，最明顯的客觀條件就是系統(tǒng)本身常常會(huì)受到很大的限制，因此，無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用非常重要。要想使列車監(jiān)控系統(tǒng)的核心保持正常運(yùn)行，就要運(yùn)用高速穩(wěn)定的無(wú)線通信技術(shù)。地鐵列車監(jiān)控系統(tǒng)的要求有以下幾個(gè)方面：高數(shù)據(jù)傳輸速率、支持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋領(lǐng)域廣泛、需要利用漫游來(lái)進(jìn)行切換、安全穩(wěn)定性高等。

3.2、無(wú)線通信技術(shù)在地鐵列車監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)

地鐵列車監(jiān)控系統(tǒng)的無(wú)線通信模型如圖1所示

圖1地鐵列車監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

移動(dòng)節(jié)點(diǎn)STA安裝在車上，列車速度可以達(dá)到120公里/小時(shí)，并且能夠沿著多個(gè)鋪設(shè)的AP向STA提供視頻和音頻數(shù)據(jù)服務(wù)，用于監(jiān)控列車的運(yùn)行狀態(tài)、控制速度等。在列車提速的過(guò)程中，需要多個(gè)AP進(jìn)行快速的切換，由于切換過(guò)程中很容易產(chǎn)生丟包、延遲現(xiàn)象，都會(huì)對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量產(chǎn)生很嚴(yán)重的影響，甚至導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)溝通障礙，引起交通事故。因此，AP和STA之間信息的成功交換是無(wú)線通信技術(shù)在地鐵中應(yīng)用的重要目標(biāo)。

3.3、攝像頭模塊本系統(tǒng)

用于現(xiàn)場(chǎng)圖像采集的PTC08攝像頭是一款集視頻捕捉、圖像采集、拍攝控制、JPEG圖像壓縮、串口傳輸于一體的圖像采集處理模塊，其內(nèi)置的高性能數(shù)字信號(hào)處理芯片實(shí)現(xiàn)了對(duì)原始圖像的高比例壓縮。攝像頭拍攝的圖片采用標(biāo)準(zhǔn)JPEG格式輸出，數(shù)據(jù)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)RS232串口與單片機(jī)相連，此外自帶的簡(jiǎn)單圖像傳輸協(xié)議使得攝像頭可以方便地實(shí)現(xiàn)與電腦以及各種嵌入式系統(tǒng)的連接，并可以直接匹配標(biāo)準(zhǔn)PC機(jī)的串口電平。該串口攝像頭具有上電休眠功能，即上電時(shí)只有通信接口和圖片存儲(chǔ)器部分工作，耗電較多的圖像處理部分處于休眠狀態(tài)。向攝像頭發(fā)出拍照命令前應(yīng)喚醒然后再發(fā)送拍照命令，圖像處理部分開始正常工作。正常工作后，除非接收到休眠命令，否則攝像頭不會(huì)自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)。在異步串行接口中，一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)由1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)停止位組成。起始位始終為0，數(shù)據(jù)位低位先發(fā)，停止位始終為1，最后發(fā)送。單字節(jié)0X4B數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)序圖如圖2所示。

圖2RS232字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序圖

3.4、GPRS通信模塊

GPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)稱，具有通信速度快、永遠(yuǎn)在線、收費(fèi)合理等優(yōu)點(diǎn)，使得GPRS通信模塊在遠(yuǎn)程無(wú)線通信控制中得到廣泛應(yīng)用。本系統(tǒng)通過(guò)單片機(jī)控制GPRS通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，一方面要求所用的GPRS通信模塊能夠連接到GPRS網(wǎng)絡(luò)，另一方面要求在GPRS通信模塊支持實(shí)現(xiàn)TCP/IP傳輸協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)在Internet網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。本系統(tǒng)的GPRS通信模塊選用SIMCOM公司的SIM300S，尺寸小、功耗低、性能突出。該模塊內(nèi)置TCP/IP傳輸協(xié)議，省去了外部繁瑣的編程，同時(shí)它集成了標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口以及SIM卡，采用AT指令集通過(guò)串口對(duì)它進(jìn)行初始化設(shè)置。

3.5、監(jiān)控中心

監(jiān)控中心主要由行車調(diào)度中心、車廠調(diào)度中心、視頻監(jiān)控中心以及車站控制室共同組成。監(jiān)控中心通過(guò)無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)接收列車傳輸過(guò)來(lái)的實(shí)時(shí)位置信息、車廂內(nèi)的視頻圖像等，了解列車的運(yùn)行情況。列車也可以按照監(jiān)控中心發(fā)送過(guò)來(lái)的信號(hào)在監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程控制下運(yùn)行。

3.6、紅外探測(cè)模塊

為了滿足在出現(xiàn)非法入侵時(shí)自動(dòng)對(duì)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍照的需求，本系統(tǒng)采用了HR？SR501紅外人體感應(yīng)探測(cè)器。感模塊工作電壓范圍可在4.5～20V，靜態(tài)工作電流小于50μA，可通過(guò)跳線方式設(shè)置探測(cè)模塊工作在可重復(fù)觸發(fā)方式或不可重復(fù)觸發(fā)方式。當(dāng)有人非法進(jìn)入紅外模塊感應(yīng)范圍時(shí)，紅外感應(yīng)模塊輸出高電平，用以啟動(dòng)圖像采集模塊進(jìn)行拍照，并將所拍圖片通過(guò)GPRS通信模塊發(fā)往指定號(hào)碼的手機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4、結(jié)語(yǔ)

隨著地鐵事業(yè)快速發(fā)展的要求，無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)成為地鐵監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中一個(gè)重要的、關(guān)鍵的技術(shù)手段。無(wú)線通信技術(shù)克服了傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)受制于列車快速運(yùn)行，距離跨度大等客觀條件的缺陷，使地鐵列車監(jiān)控系統(tǒng)更為方便、實(shí)時(shí)和高效。但與此同時(shí)，無(wú)線通信技術(shù)相比傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)仍然存在著傳輸有延遲、穩(wěn)定性不足等缺點(diǎn)，在今后的工作中，如何有效提高無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用的穩(wěn)定性和可靠性，將成為研究的重點(diǎn)方向。

無(wú)線通信監(jiān)控技術(shù)研究:無(wú)線通信監(jiān)控技術(shù)在油區(qū)運(yùn)用探索論文

摘要：隨著油田的開發(fā)，偏遠(yuǎn)油區(qū)的數(shù)據(jù)監(jiān)控、視頻監(jiān)控在油田的安全生產(chǎn)、管理中發(fā)揮著重要作用，而無(wú)線通訊技術(shù)的應(yīng)用已逐漸成為各種監(jiān)控系統(tǒng)的主要鏈路方式。本文對(duì)目前廣泛應(yīng)用的幾種無(wú)線通訊技術(shù)的進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，分析偏遠(yuǎn)油區(qū)的地理環(huán)境及生產(chǎn)環(huán)境對(duì)無(wú)線通訊技術(shù)應(yīng)用的影響。并對(duì)應(yīng)用無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)進(jìn)行的平臺(tái)視頻監(jiān)控項(xiàng)目中的成功應(yīng)用做簡(jiǎn)單介紹。

關(guān)鍵詞：無(wú)線通信；油田；監(jiān)控系統(tǒng)

一、引言

在油田偏遠(yuǎn)油區(qū)生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)及油井視頻進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)偏遠(yuǎn)油井的安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。但由于偏遠(yuǎn)油區(qū)裝置遠(yuǎn)離油田總部，應(yīng)用有線的通訊方式，施工困難且周期長(zhǎng)、靈活性差。而無(wú)線通訊方式由于其建立物理鏈路簡(jiǎn)單易行，成本低，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求及時(shí)調(diào)整項(xiàng)目方案，靈活性好，系統(tǒng)的功能擴(kuò)展方便，因此特別適合偏遠(yuǎn)油區(qū)對(duì)通信鏈路的要求。

二、常用的無(wú)線通訊技術(shù)

目前在油田現(xiàn)場(chǎng)廣泛應(yīng)用的無(wú)線通訊技術(shù)主要有GPRS/CDMA、數(shù)傳電臺(tái)、擴(kuò)頻微波、無(wú)線網(wǎng)橋及衛(wèi)星通信、短波通信技術(shù)等。

其中GPRS和CDMA技術(shù)中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通公司的主營(yíng)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，在數(shù)據(jù)傳輸方面有著很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，即信號(hào)覆蓋范圍廣。對(duì)于陸上油田生產(chǎn)區(qū)域基本完全覆蓋。但由于海上油田地理位置特殊，遠(yuǎn)離陸地的基站，因此很多海上生產(chǎn)平臺(tái)還無(wú)法為GPRS/CDMA信號(hào)完全覆蓋。此外經(jīng)過(guò)測(cè)試，GPRS的平均速率為20kbit/s～40kbit/s，CDMA的平均速率為80kbit/s～100kbit/s，可以滿足傳輸小數(shù)據(jù)量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)要求，但無(wú)法滿足大數(shù)據(jù)量的信號(hào)（例如視頻信號(hào)）遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸。雖然有利用CDMA技術(shù)進(jìn)行視頻信號(hào)傳輸?shù)陌咐Ч⒉焕硐搿?

數(shù)字電臺(tái)用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的工作環(huán)境，能夠提供標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口，可直接與計(jì)算機(jī)、RTU、PLC等數(shù)據(jù)終端連接，實(shí)現(xiàn)透明傳輸。數(shù)傳電臺(tái)的傳輸速率從1200～19.2Kbit，傳輸距離20～50公里。具有抗干擾能力強(qiáng)、接收靈敏度高等特點(diǎn)。數(shù)傳電臺(tái)技術(shù)比較成熟，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，一直以來(lái)廣泛用于油田的數(shù)據(jù)遙測(cè)/數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)項(xiàng)目中。但隨著GPRS/CDMA技術(shù)的日漸成熟，相應(yīng)的設(shè)備價(jià)格的降低，使得在很多應(yīng)用場(chǎng)合中數(shù)傳電臺(tái)被GPRS/CDMA所取代。但同時(shí)，數(shù)傳電臺(tái)的相關(guān)技術(shù)也在不斷發(fā)展，智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高帶寬的數(shù)傳電臺(tái)也不斷涌現(xiàn)。結(jié)合數(shù)傳電臺(tái)誤碼率低、信道可靠的特點(diǎn)，數(shù)傳電臺(tái)必將成為海上油田通信技術(shù)應(yīng)用的可靠選擇。

擴(kuò)頻微波和無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)是近幾年興起的一門數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。擴(kuò)頻微波最大優(yōu)點(diǎn)在于較強(qiáng)的抗干擾能力，以及保密、多址、組網(wǎng)、抗多徑等，同時(shí)具有傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面廣等特點(diǎn)，特別適合野外聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。而無(wú)線網(wǎng)橋是無(wú)線射頻技術(shù)和傳統(tǒng)的有線網(wǎng)橋技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。無(wú)線網(wǎng)橋是為使用無(wú)線（微波）進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)狞c(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)間互聯(lián)而設(shè)計(jì)。它是一種在鏈路層實(shí)現(xiàn)LAN互聯(lián)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，可用于固定數(shù)字設(shè)備與其他固定數(shù)字設(shè)備之間的遠(yuǎn)距離（可達(dá)50km）、高速（可達(dá)百M(fèi)bps）無(wú)線組網(wǎng)。這兩項(xiàng)技術(shù)都可以用來(lái)傳輸對(duì)帶寬要求相當(dāng)高的視頻監(jiān)控等大數(shù)據(jù)量信號(hào)傳輸業(yè)務(wù)。

例如，對(duì)于遠(yuǎn)離陸地且無(wú)法進(jìn)行中繼的海上平臺(tái)，通訊鏈路只能通過(guò)衛(wèi)星通信和短波通訊。其中衛(wèi)星通信范圍大，只要衛(wèi)星發(fā)射的波束覆蓋進(jìn)行的范圍均可進(jìn)行通信。不易受陸地災(zāi)害影響，建設(shè)速度快，易于實(shí)現(xiàn)廣播和多址通信等等優(yōu)點(diǎn)。但其運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)昂貴，且系統(tǒng)維護(hù)要求高。短波通訊以往只在軍事通信、專業(yè)通信、業(yè)余通信中發(fā)揮著極為重要的作用，因其傳輸速率低、噪聲大，電離層反射天波為主，通常不能穩(wěn)定的使用固定頻率工作等缺點(diǎn)，因此在其他領(lǐng)域已慢慢淡出人們的視線。盡管短波通信存在一些缺陷，但對(duì)于海上油田而言，短波通訊作為可靠性高、覆蓋區(qū)域廣的通信方式，用于海上平臺(tái)的緊急通信及小數(shù)據(jù)量傳輸應(yīng)該是一個(gè)比較好的選擇。

三、環(huán)境因素對(duì)技術(shù)應(yīng)用的影響

偏遠(yuǎn)油區(qū)的環(huán)境因素以以海上油田最為特殊。海上油田除了考慮信道帶寬，傳輸數(shù)率，傳輸距離，發(fā)射功率，天線要求等通信設(shè)備本身的技術(shù)參數(shù)外，在應(yīng)用無(wú)線通訊技術(shù)的過(guò)程中，還必須全面地考慮海上平臺(tái)獨(dú)特的地理環(huán)境與地理?xiàng)l件對(duì)無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用的影響。

3.1對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?

可以通過(guò)選取性能好的設(shè)備或應(yīng)用抗干擾措施以減少甚至避免干擾。但無(wú)線通信過(guò)程中的信號(hào)衰落問(wèn)題則是普遍存在的，而且是不可避免的。由于海上油田遠(yuǎn)離陸地，與陸地之間的廣闊的海域、多變的氣候使得在陸上應(yīng)用效果很好的技術(shù)在海上應(yīng)用時(shí)沒(méi)有了用武之地。

微波在空間傳播中將受到大氣效應(yīng)和地面效應(yīng)的影響，導(dǎo)致接受機(jī)接受的電平隨著時(shí)間的變化而不斷起伏變化，我們把這種現(xiàn)象稱為衰落。從衰落的物理因素來(lái)看，可以分成以下幾類：吸收衰落、雨霧衰落、K型衰落、波導(dǎo)型衰落、閃爍衰落等等。在各種衰落因素中，吸收衰落、雨霧衰落及K型衰落對(duì)海上油田的無(wú)線通信應(yīng)用影響較大。

3.2對(duì)技術(shù)應(yīng)用的影響

各項(xiàng)通信技術(shù)在海上油田應(yīng)用中還存在的另外一個(gè)問(wèn)題就是其獨(dú)特的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。海上平臺(tái)一般空間狹小，還要考慮海上多風(fēng)，平臺(tái)最高點(diǎn)一般較低的特點(diǎn)。

首先是對(duì)天線安裝的限制。海上微波通信受地形地貌影響，相同的通信距離要求兩端天線的高度更高。對(duì)于衛(wèi)星通信、擴(kuò)頻微波、短波通信等天線體積較大的應(yīng)用，由于海上風(fēng)力較大，抗風(fēng)性的要求也使得設(shè)備在小平臺(tái)的安裝變得十分困難。

此外，對(duì)于無(wú)人值守的平臺(tái)，設(shè)備必須具有高可靠性、可自動(dòng)維護(hù)、參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置等功能。而對(duì)于衛(wèi)星通信、短波通信等要求平臺(tái)上配備專業(yè)管理操作人員進(jìn)行設(shè)備的管理維護(hù)，這一特點(diǎn)也為技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)一定的限制。

四、無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)在海上平臺(tái)視頻監(jiān)控中的應(yīng)用

在實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，我們選取了基于5.8G無(wú)線網(wǎng)橋設(shè)備進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用測(cè)試。測(cè)試地點(diǎn)為淺海油井，測(cè)試內(nèi)容為4路視頻監(jiān)控圖像的傳輸。該系統(tǒng)具體解決方案是利用摩托羅拉Canopy5.8G無(wú)線網(wǎng)橋建立通信鏈路。在平臺(tái)一側(cè)首先通過(guò)視頻服務(wù)器將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為可在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)流，之后由無(wú)線網(wǎng)橋?qū)⑿盘?hào)傳輸?shù)疥懙囟恕ｊ懙囟艘粋?cè)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋進(jìn)行接收后由視頻監(jiān)控服務(wù)器處理后，對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行錄像存儲(chǔ)及Web。相關(guān)用戶可依據(jù)相應(yīng)權(quán)限在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行視頻圖像的瀏覽、錄像等操作。

系統(tǒng)通訊鏈路建立后，可遠(yuǎn)端對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)備維護(hù)方便。監(jiān)控視頻圖像清晰、連貫，滿足監(jiān)控要求。從系統(tǒng)的鏈路冗余可以看出本次測(cè)試的應(yīng)用距離已接近5.8G無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)在海上應(yīng)用的最遠(yuǎn)距離。從系統(tǒng)的穩(wěn)定性出發(fā)，在更遠(yuǎn)一些的類似應(yīng)用中應(yīng)謹(jǐn)慎選擇這項(xiàng)技術(shù)。公務(wù)員之家

結(jié)論

無(wú)線通信技術(shù)在偏遠(yuǎn)油區(qū)的應(yīng)用已逐漸成為各種監(jiān)控系統(tǒng)的主要鏈路方式。在選取相關(guān)技術(shù)時(shí)除了要考慮包括傳輸距離、信號(hào)帶寬、天線安裝條件、發(fā)射功率、設(shè)備功耗、系統(tǒng)成本等各方面因素外，同時(shí)還要充分考慮環(huán)境對(duì)通信的影響。信號(hào)的衰弱會(huì)使很多通信技術(shù)達(dá)不到理論標(biāo)定的距離，因此無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)需要。面對(duì)大量的數(shù)據(jù)傳輸管理的需求，在選擇無(wú)線通信技術(shù)手段方面還應(yīng)統(tǒng)籌計(jì)劃。特別是要對(duì)采用技術(shù)的先進(jìn)性、可靠性及系統(tǒng)的可擴(kuò)展性等多方面進(jìn)行綜合考慮。

無(wú)線通信監(jiān)控技術(shù)研究:談無(wú)線通信技術(shù)的移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

摘要：本系統(tǒng)針對(duì)當(dāng)前變電站固定式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不足，在監(jiān)控前端采用移動(dòng)式巡檢設(shè)備，對(duì)日常的巡視巡檢、倒閘操作以及現(xiàn)場(chǎng)工作進(jìn)行視頻錄入，并在后臺(tái)搭建內(nèi)外網(wǎng)專用通信服務(wù)器，通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)將視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程后臺(tái)電腦上，便于監(jiān)控人員在遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)的對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)護(hù)監(jiān)督，減少了人力成本，提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：無(wú)線通信；移動(dòng)；實(shí)時(shí)

1概述

隨著科技的發(fā)展，可穿戴設(shè)備技術(shù)、人工智能技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)等突飛猛進(jìn)，在人們生產(chǎn)生活的方方面面發(fā)揮著不可替代的作用。但在電力巡檢裝備方面，綜合應(yīng)用較少，如何將上述技術(shù)體現(xiàn)在電力生產(chǎn)及運(yùn)維裝備的“物聯(lián)化”，研制出一套集成化、智能化的變電站移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)成為電力企業(yè)一直關(guān)注的重點(diǎn)。蕪湖供電公司擔(dān)負(fù)著整個(gè)蕪湖地區(qū)的電力發(fā)展規(guī)劃、電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、電力設(shè)施建設(shè)維護(hù)等生產(chǎn)管理和電力營(yíng)銷工作。如圖1所示，目前公司所轄變電站使用的是固定式視頻監(jiān)控，前端監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)變電站具體情況安裝相應(yīng)數(shù)量的攝像機(jī)，以及相應(yīng)的報(bào)警器（比如紅外報(bào)警器、煙霧報(bào)警器等），把攝像機(jī)視頻線纜、控制線纜等都連接到網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器上，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器有網(wǎng)絡(luò)接口，可以直接連接到交換機(jī)上，把圖像及相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上［1］。然而，由于固定式視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在距離遠(yuǎn)、視角差以及清晰度低等方面的原因，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)工作中存在以下幾方面的不足：（1）現(xiàn)場(chǎng)布線復(fù)雜、監(jiān)控盲區(qū)多、不能清晰、靈活的覆蓋整個(gè)區(qū)域；（2）對(duì)設(shè)備工況的巡視巡檢工作不能實(shí)時(shí)的進(jìn)行視頻回傳，無(wú)法直接上傳到管理人員辦公桌電腦熒屏上，更不可能上傳到管理人員手機(jī)上；（3）對(duì)大型倒閘操作和大型工作現(xiàn)場(chǎng)在遠(yuǎn)程缺乏有效的視頻監(jiān)控手段，現(xiàn)場(chǎng)情況反饋不夠及時(shí)準(zhǔn)確，指揮人員難于快速?zèng)Q策；（4）設(shè)備費(fèi)用高，維修不便。在目前電網(wǎng)龐大復(fù)雜、安全可靠性要求不斷提高以及“運(yùn)維一體化”不斷推進(jìn)的背景下，怎樣能使作業(yè)流程不斷優(yōu)化、作業(yè)效率不斷提高、安全監(jiān)督不斷加強(qiáng)，是公司研究的重點(diǎn)。移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)裝備攜帶方便，現(xiàn)場(chǎng)部署后將作業(yè)人員的雙手解放出來(lái)，工器具的使用將更加便捷，巡視巡檢監(jiān)督監(jiān)控過(guò)程會(huì)更加流暢，各種工具儀器的配合也得心應(yīng)手。本系統(tǒng)支持集成GPS全球衛(wèi)星定位功能，可支持后臺(tái)快速定位移動(dòng)視頻監(jiān)控的變電站位置。實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)圖像等信息可傳回后臺(tái)存儲(chǔ)分析，對(duì)于應(yīng)急突發(fā)事件的處理更加及時(shí)，可大量縮短作業(yè)時(shí)間、故障修復(fù)和消缺的時(shí)間，減員增效。本系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程指揮［2］，雙向?qū)χv，可以遠(yuǎn)程督導(dǎo)變電站作業(yè)人員操作，實(shí)現(xiàn)變電站作業(yè)精益化指揮、保存現(xiàn)場(chǎng)第一手影像資料，可大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高了裝備的智能化水平，在保證效率和質(zhì)量的前提下滿足當(dāng)前電力企業(yè)對(duì)應(yīng)急處理突發(fā)事件能力和響應(yīng)速度的要求［3］。

2系統(tǒng)構(gòu)成

移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由移動(dòng)式巡檢裝備、無(wú)線通信專網(wǎng)和后臺(tái)管理中心三個(gè)部分組成。（1）移動(dòng)式巡檢設(shè)備移動(dòng)式巡檢裝備由智能巡檢攝像頭（支持音頻輸入／輸出）、手持單兵主機(jī)（安卓平板型）、多功能網(wǎng)關(guān)、光電互補(bǔ)續(xù)航電源四個(gè)部分構(gòu)成，如圖2所示。攝像頭的體積小巧、安裝架設(shè)方便、圖像回傳清晰，能適應(yīng)于各種天氣條件，移動(dòng)狀態(tài)下畫面不失真。手持單兵主機(jī)便于現(xiàn)場(chǎng)巡檢操作人員使用，便于監(jiān)控智能巡檢攝像頭布設(shè)場(chǎng)景。在智能巡檢攝像頭抵近監(jiān)控時(shí)，通過(guò)對(duì)手持單兵主機(jī)的操作，巡檢操作人員有較為靈活、適宜和安全的工作環(huán)境，可進(jìn)行智能巡檢配置，可單手掌握，不妨礙巡檢操作人員的工作。光電互補(bǔ)續(xù)航電源的光電轉(zhuǎn)換率高，能保證巡檢裝備的電力供給。（2）無(wú)線通信專網(wǎng)聯(lián)通公司的3G無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)采用歐洲成熟的WCDMA技術(shù)，經(jīng)過(guò)10多年的發(fā)展，其具有上網(wǎng)速度快和信號(hào)覆蓋率高等特點(diǎn)，WCDMA可以很好地支持語(yǔ)音、圖像、數(shù)據(jù)以及視頻通信。從上述同業(yè)對(duì)標(biāo)分析可以看出，在3G無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)運(yùn)營(yíng)商中聯(lián)通的WCDMA是性能最好的。由于4G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況及穩(wěn)定性和3G網(wǎng)絡(luò)還是有很大的差距，而變電站一般建設(shè)在比較偏僻的地方。因此，基于3G的無(wú)線通道和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用性和性價(jià)比綜合考量，選擇聯(lián)通3G網(wǎng)絡(luò)對(duì)于流動(dòng)性強(qiáng)、分支機(jī)構(gòu)多、安全性要求高的電力用戶為最為理想的移動(dòng)組網(wǎng)方式。（3）后臺(tái)管理中心后臺(tái)管理中心是一套基于專用防火墻接入的部署在專用服務(wù)器上的遠(yuǎn)程智能統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)，通過(guò)其實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)多個(gè)設(shè)備的高頻通道狀態(tài)監(jiān)視，直接進(jìn)行遠(yuǎn)程高頻通道試驗(yàn)并同時(shí)觀察試驗(yàn)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)一、二次設(shè)備工作的監(jiān)督，及時(shí)糾正不安全的工作行為等功能。圖3為該系統(tǒng)組網(wǎng)拓?fù)鋱D，變電站移動(dòng)視頻監(jiān)控設(shè)備終端通過(guò)3G／4G的無(wú)線方式接入基站后，經(jīng)運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部設(shè)備交換機(jī)進(jìn)入為專屬用戶（電力用戶）分配的專用APN，普通用戶不能進(jìn)入該APN，只有專網(wǎng)SIM卡號(hào)白名單才能進(jìn)入該APN網(wǎng)絡(luò)，防止其他非法用戶的進(jìn)入（VPN或VPDN隧道技術(shù)）。后端采用物理專線接入方式，專線網(wǎng)絡(luò)接入變電站后臺(tái)的“移動(dòng)巡檢系統(tǒng)管理平臺(tái)”，最后轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)接口后通過(guò)專設(shè)移動(dòng)視頻監(jiān)控接入防火墻，連接入電力內(nèi)網(wǎng)，通過(guò)電力內(nèi)網(wǎng)與供電公司的遠(yuǎn)程智能統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)聯(lián)通。在遠(yuǎn)程智能統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)下部署變電站移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)管理中心。

3功能應(yīng)用

該系統(tǒng)的應(yīng)用主要包括：設(shè)備巡視巡檢、大型操作監(jiān)護(hù)指導(dǎo)、大型工作現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督三個(gè)方面。（1）設(shè)備巡視巡檢傳統(tǒng)的設(shè)備巡視巡檢中，巡視結(jié)論、試驗(yàn)結(jié)果、異常缺陷以及設(shè)備狀態(tài)情況往往是通過(guò)紙質(zhì)記錄、口頭描述匯報(bào)給調(diào)度及領(lǐng)導(dǎo)，不僅效率低下，而且匯報(bào)的準(zhǔn)確性也不能確保。在使用該系統(tǒng)后，可以將現(xiàn)場(chǎng)需要記錄匯報(bào)的設(shè)備情況通過(guò)視頻更直觀、更實(shí)時(shí)地展現(xiàn)給遠(yuǎn)程調(diào)度和領(lǐng)導(dǎo)，大大提高工作效率。圖4為巡視過(guò)程中設(shè)備狀況通過(guò)視頻傳回遠(yuǎn)方的直觀圖像。（2）大型倒閘操作監(jiān)護(hù)指導(dǎo)當(dāng)變電站有大型倒閘操作（如主變操作、母線操作等）時(shí)，班組長(zhǎng)、工區(qū)領(lǐng)導(dǎo)或公司領(lǐng)導(dǎo)通常會(huì)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)護(hù)指導(dǎo)，在變電站越來(lái)越多、停送電操作越來(lái)越頻繁而人力有限的今天，也存在效率低下、覆蓋面不足的缺點(diǎn)。在使用該系統(tǒng)后，領(lǐng)導(dǎo)可以在遠(yuǎn)方電腦在線實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)護(hù)，糾正不安全行為，在操作碰到疑難問(wèn)題時(shí)，也能第一時(shí)間進(jìn)行解答指導(dǎo)，確保了操作的安全性和準(zhǔn)確性。圖5為倒閘操作中遠(yuǎn)程進(jìn)行操作監(jiān)護(hù)的直觀圖像。（3）大型工作現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督當(dāng)變電站有大修或技改項(xiàng)目（主變大修、更換壓變等）時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)安全措施是否布置到位、工作人員是否規(guī)范施工等是保證工作安全完成的重點(diǎn)，因此，每項(xiàng)大型工程都必須指派到崗到位安全，監(jiān)督人員到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督整個(gè)工作過(guò)程。在工作現(xiàn)場(chǎng)越來(lái)越多的今天，該系統(tǒng)能達(dá)到減員增效的作用，設(shè)置好移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)后，能實(shí)現(xiàn)全程班組、工區(qū)、公司三級(jí)安全監(jiān)督，及時(shí)糾正工作人員不安全行為，確保工作安全進(jìn)行。圖6為遠(yuǎn)程對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)督圖像。

4創(chuàng)新特點(diǎn)

移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)打破了常規(guī)視頻監(jiān)控模式，具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）靈活分布、易安裝該移動(dòng)視頻巡檢設(shè)備無(wú)需布線，施工方便，機(jī)隨人走，不受距離限制，擴(kuò)充能力強(qiáng)，可隨時(shí)隨地移動(dòng)監(jiān)測(cè)。（2）跨平臺(tái)聯(lián)動(dòng)該系統(tǒng)可以融合視頻監(jiān)控、智能視頻偵測(cè)、安防監(jiān)控、智能跟蹤、自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)、消防、智能門禁、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)運(yùn)維等多個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)統(tǒng)一聯(lián)動(dòng)。（3）監(jiān)控方式多樣在智能通信設(shè)備不斷發(fā)展的今天，可在本地或遠(yuǎn)程通過(guò)電腦顯示器或手機(jī)瀏覽監(jiān)控畫面。只要有網(wǎng)絡(luò)覆蓋，便有“看得遠(yuǎn)”的用武之地，無(wú)需架設(shè)專線，就可以與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)互動(dòng)，方便指揮決策。（4）數(shù)據(jù)集中、易管理基于無(wú)線通信接入技術(shù)，改變了原有分級(jí)上傳處理方式，只需一個(gè)統(tǒng)一平臺(tái)就可以對(duì)站內(nèi)一、二次設(shè)備工作進(jìn)行監(jiān)督，及時(shí)糾正不安全的工作行為，集中管理，極大地提高了效率，降低了傳輸成本。不用親臨現(xiàn)場(chǎng)，便可及時(shí)準(zhǔn)確把握情況，工作效率大幅度提高。

5總結(jié)

移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用將大大提高工作效率，減員增效，并能解決傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)盲區(qū)較多、清晰度低的缺陷，讓工作人員能及時(shí)傳輸巡視巡檢結(jié)果，倒閘操作能得到更有效的監(jiān)護(hù)，工作現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督更加全面。該系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣將有助于提高電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行性，保障企業(yè)、居民用電，提升供電公司服務(wù)形象和服務(wù)質(zhì)量，提升經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

作者：余嘉文 魏慶衛(wèi) 張楊光 單位：國(guó)網(wǎng)蕪湖供電公司變電運(yùn)維工區(qū)

無(wú)線通信監(jiān)控技術(shù)研究:煤礦井安全監(jiān)控的無(wú)線通信技術(shù)

摘要：在我國(guó)目前的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭仍然占據(jù)較大的比例。安全問(wèn)題是煤炭產(chǎn)業(yè)中最重要的部分，但就目前而言，我國(guó)的煤炭生產(chǎn)環(huán)境不容樂(lè)觀，在救援方面也相對(duì)落后。所以，應(yīng)當(dāng)把煤炭產(chǎn)業(yè)與現(xiàn)代的信息技術(shù)相結(jié)合，利用這些新技術(shù)，提高井下生產(chǎn)的安全性以及保證救援的及時(shí)性。文章就煤礦安全這一課題展開了針對(duì)性的研究，結(jié)合井下生產(chǎn)的實(shí)際情況，提出把無(wú)線通信技術(shù)運(yùn)用到煤炭產(chǎn)業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，以加強(qiáng)對(duì)礦井下的安全監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：安全監(jiān)控；煤炭產(chǎn)業(yè)；無(wú)線通信技術(shù)；礦井

1煤礦井下安全監(jiān)控?zé)o線通信技術(shù)的重要性

在最近的幾年里，我國(guó)的煤礦事故時(shí)有發(fā)生，這不僅意味著財(cái)產(chǎn)的損失，更重要的是威脅到了井下工作人員的生命安全。就目前而言，我國(guó)的煤炭產(chǎn)業(yè)的安全生產(chǎn)情況仍然和世界上的發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距，2012年，我國(guó)每生產(chǎn)100萬(wàn)噸煤炭的人員死亡率為0.37，而同年美國(guó)的這一數(shù)據(jù)為0.03，澳大利亞為0.05；2016年，我國(guó)每生產(chǎn)100萬(wàn)噸煤炭的人員死亡率為0.156。從這些數(shù)據(jù)中可以看出我國(guó)在煤礦安全生產(chǎn)上仍然有許多不足的地方，與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的差距也比較大；也可以看出，隨著我國(guó)的發(fā)展，安全問(wèn)題也在逐漸得到改善，但仍然與發(fā)達(dá)國(guó)家之間存在差距，這說(shuō)明我們國(guó)家在煤炭行業(yè)中仍然可以改進(jìn)。煤炭事故不僅對(duì)國(guó)家和人民的財(cái)產(chǎn)生命安全造成威脅，其同樣也是一個(gè)社會(huì)問(wèn)題，人民時(shí)刻關(guān)注這個(gè)問(wèn)題。因此，我們國(guó)家也對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)越來(lái)越重視。這使得我國(guó)煤礦安全事故得到一定程度的控制，但煤炭的安全生產(chǎn)仍然存在問(wèn)題，人們對(duì)其中的一些具有代表性的煤礦事故展開分析，發(fā)現(xiàn)這些事故的原因大部分是因?yàn)榈孛娴墓ぷ魅藛T不能與井下的工作人員進(jìn)行實(shí)時(shí)溝通，地面工作人員也不能實(shí)時(shí)監(jiān)控井下工作人員所處位置和工作狀況，這就造成一旦發(fā)生事故，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)井下工作人員所在位置導(dǎo)致救援效果不理想，這是其中的一個(gè)問(wèn)題[1]。另一個(gè)問(wèn)題是由于人為疏忽造成的安全問(wèn)題，比如，負(fù)責(zé)瓦斯監(jiān)測(cè)的工作人員由于不負(fù)責(zé)任或疏忽沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)瓦斯超標(biāo)所造成的安全事故。通過(guò)以上的分析，如果在煤礦的生產(chǎn)監(jiān)管過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)有效的信息傳輸，那么煤礦的安全問(wèn)題將會(huì)得到一定的改善。而無(wú)線通信技術(shù)可以對(duì)此提供幫助。

2煤礦井下生產(chǎn)現(xiàn)狀以及煤礦產(chǎn)業(yè)對(duì)無(wú)線通信的需求

我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)，煤炭產(chǎn)量大約占據(jù)世界總產(chǎn)量的1/3。但我國(guó)的煤炭生產(chǎn)卻存在很多的安全隱患，在我國(guó)，幾乎每年都可以看到有關(guān)煤礦事故的新聞，這些事故無(wú)一不在說(shuō)明我國(guó)的煤礦生產(chǎn)現(xiàn)狀仍然不容樂(lè)觀。在煤炭產(chǎn)業(yè)中，最重要的問(wèn)題就是安全生產(chǎn)。在我國(guó)一些大中規(guī)模的煤礦中，在一口井下工作的各類工作人員能夠達(dá)到千余人，大量的工作人員和工作設(shè)備分布于礦井中，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，井下的工作人員需要和地面人員進(jìn)行溝通，實(shí)時(shí)地將井下監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳遞到地面安全人員，以便地面工作人員對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行查看分析。如果發(fā)生事故，監(jiān)控人員也需要將事故信息傳遞到相關(guān)人員手中，以便對(duì)采取及時(shí)有效的救援。目前，我國(guó)煤礦的地面通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已達(dá)到實(shí)際需求，但井下通信仍然需要繼續(xù)加緊建設(shè)。煤礦的通信方式主要分為兩類，一類是有線通信，一類是無(wú)線通信。在過(guò)去，井下通信主要依賴有線通信，而且，由于技術(shù)受限，每個(gè)通信系統(tǒng)都需要專門鋪設(shè)電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)溝通，這就意味著各個(gè)通信系統(tǒng)并不能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。這種情況使得信息不能進(jìn)行及時(shí)傳遞，而且，維護(hù)這些通信系統(tǒng)也需要耗費(fèi)大量的精力。在后來(lái)，光纖技術(shù)的出現(xiàn)雖然解決了一些問(wèn)題，但總體提升空間不大[1]。而無(wú)線通信技術(shù)就可以完美地解決這些問(wèn)題，如果將無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用于煤礦的安全生產(chǎn)，那煤礦的安全問(wèn)題就可以得到很大程度的改善。

3煤礦安全監(jiān)控以及無(wú)線通信技術(shù)

3.1實(shí)現(xiàn)井下工作人員的位置監(jiān)控

煤礦一旦發(fā)生事故，井下的工作人員位置信息將成為關(guān)鍵信息，如果能夠?qū)嵤┍O(jiān)測(cè)到井下工作人員的位置，將會(huì)對(duì)救援工作起到巨大的作用。在地面上，要定位一個(gè)人大多采用全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem，GPS），但在井下，GPS信號(hào)無(wú)法進(jìn)行全覆蓋，因此GPS的效果不是特別好[2]。在目前的煤礦井下，一般使用無(wú)線射頻識(shí)別（RadioFrequencyIdentificationDevices，RFID）等無(wú)線通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)井下工作人員的位置監(jiān)控，但這些技術(shù)在進(jìn)行精確定位時(shí)有些力不從心，因此，人們應(yīng)該結(jié)合井下的實(shí)際工作環(huán)境，開發(fā)出一套適合井下的無(wú)線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下工作人員的精確定位，這樣一旦發(fā)生事故，地面救援人員就可以精確定位到受困礦工并對(duì)其進(jìn)行及時(shí)、有效的救援。

3.2實(shí)現(xiàn)井下安全隱患預(yù)警

我國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)量豐富，但我國(guó)的大部分煤礦都屬于高瓦斯煤礦，這種煤礦的開采難度比較大，危險(xiǎn)系數(shù)也比較高，要想提高煤礦安全性，就需要對(duì)這些安全隱患進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警。比如在瓦斯的監(jiān)測(cè)方面，如果對(duì)這類監(jiān)測(cè)開發(fā)一套實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)ν咚沟暮孔龅綄?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并對(duì)其進(jìn)行預(yù)警，那這類事故的發(fā)生將會(huì)得到大大緩解。目前在煤礦的安全系統(tǒng)中都有監(jiān)測(cè)預(yù)警功能，但有些還做不到對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸和預(yù)警，難以滿足實(shí)際的安全需求[3]。這也需要將更有效的無(wú)線通信技術(shù)融入煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)煤礦的安全生產(chǎn)。

3.3運(yùn)用無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)井下信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和傳遞

（1）將多個(gè)功能集合在一起通過(guò)RFID或者Wi-Fi發(fā)到監(jiān)控中心，比如說(shuō)將定位功能和監(jiān)測(cè)瓦斯的功能結(jié)合在一起，攜帶定位識(shí)別設(shè)備的工作人員每走到一個(gè)地方都可以實(shí)時(shí)了解這個(gè)地方的瓦斯?jié)舛龋员闩袛嗄芊襁M(jìn)入該區(qū)域，同時(shí)，將預(yù)警功能也整合到這個(gè)設(shè)備當(dāng)中，這個(gè)設(shè)備將該工作人員所在位置的信息實(shí)時(shí)傳遞到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心實(shí)時(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況立即通知井下工作人員并給出解決方案；（2）在工作區(qū)域建立基站，將定位功能和地壓監(jiān)測(cè)功能整合到一起，使得這些數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)傳遞到監(jiān)測(cè)中心，并由這些數(shù)據(jù)分析得出是否會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)；（3）將煤礦的監(jiān)控系統(tǒng)與政府監(jiān)控網(wǎng)互連，這樣不僅可以讓政府及時(shí)了解到煤礦生產(chǎn)情況，也可以對(duì)煤礦生產(chǎn)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)生危險(xiǎn)，政府就可以調(diào)動(dòng)最大力量去參與救援，以確保礦工的生命安全。這些功能的實(shí)現(xiàn)都要基于無(wú)線通信技術(shù)，有了無(wú)線通信技術(shù)的支持，信息才能及時(shí)、有效地進(jìn)行傳遞[4]。

4結(jié)語(yǔ)

煤礦的生產(chǎn)安全是一個(gè)永恒的主題，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，要堅(jiān)持發(fā)展煤礦安全技術(shù)，基于煤礦井下實(shí)際需求，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)有效的安全措施。無(wú)線通信技術(shù)對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)起到了決定性的作用。在無(wú)線通信的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)很多功能，例如，井下工作人員的位置監(jiān)控、井下安全隱患的實(shí)時(shí)預(yù)警等，這些功能都將對(duì)井下的安全生產(chǎn)起到巨大的作用[5]。同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用上，有些技術(shù)達(dá)不到實(shí)際需求，這就需要人們繼續(xù)努力鉆研，開發(fā)出合適的方法來(lái)確保井下生產(chǎn)的安全性，進(jìn)而達(dá)到保障井下工作人員的生命安全和國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全的這一目標(biāo)。隨著技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線通信在煤礦中將得到更大范圍的運(yùn)用，同時(shí)也將取得更大的效果，人們要用自己最大的努力不斷完善和發(fā)展煤礦井下的安全技術(shù)，爭(zhēng)取將煤礦事故發(fā)生率降到最低。

作者:陶崗 單位:云南省宣威市電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理中心