浅谈无线局域网在露天煤矿的应用

马栋良

准能集团公司信息中心露天信息管理站，内蒙古 鄂尔多斯 010300

摘要：露天煤矿中，采用自动化设备和工业终端设备相连的无线通讯。无线局域网的应用后，才能灵活访问移动节点，且与动态设备之间进行数据通讯和互联，更重要的是简化了维护和管理的工作，降低服务成本的同时也减少了设备的停用时间。为此，能够根据最佳的应用效果对工作人员进行有效分配，提升工作的效率。本篇文章基于露天煤矿工作基础上，阐述了无线局域网的应用途径，促进工作质量的提升。以下观点仅供参考和借鉴。

关键字：无线局域网；物联网；重型卡车；露天煤矿

无线局域网指的是利用无线电波、激光、红外线等代替有线局域网的传输部分所构成的网络。无线局域网可以作为有线数据通信的一种补充，和有线网络环境互为备份。无线局域网所采用的是802.11系列标准，它也是由IEEE802标准委员会制定的。根据无线局域网的特点，任何进入网络覆盖区域的用户都可以通过临时身份进入网络，造成了网络的不安全性。

一、煤矿企业网络发展现状

（一）网络技术应用

科学技术发展背景下，网络技术的发展迅速。现在的互联网结构拥有三种网络类型，包括总线型、星型和环形结构。星型网络结构是互联网的主要拓扑结构，也是大多数企业的网络结构。这种网络结构的优势特点在于稳定性较高，具有良好的扩展性和可维护性。但相比其他两种结构，网络传输和速度较慢。三种网络结构中，带宽和传输速度最高的是总线型网络结构，但随着网络用户的增加，带宽会变窄。以令牌网为主的环形结构，网络带宽窄，但安全性较高。网络传输媒介不断产生变化，星型网络结构通过不同的传输媒介促使传输速度大大提升，例如基于千兆网络的双绞线、达到数G级别的光纤通信等，这都说明无线网络的带宽已经达到了300M以上。此外，无线网络的传输距离也在不断增加。随着AP热点的增加，无线网络覆盖范围变得十分广泛。和有线网络相比，无线网络的施工更加便捷，且施工成本较低，在企业中实现了广泛应用。

（二）无线局限网在煤矿企业的应用状况

煤矿企业中应用网络技术的时间较长，但仍然存在不同网络技术并行的状态。一些煤矿企业同时采用有线和无线网络。投入网络信息建设初期，煤矿技术应用无线技术尚不成熟，多数煤矿企业都通过有线网络技术组网。随着煤矿企业的发展，揉入使用安全信息系统，需要将矿井中的各处网络融合成一个整体。基于这样的环境特点，网络规模逐渐扩大，而无线网络技术的应用也促进了网络扩展的简化。无线网络和有线网络并行状态下，网络运行存在一些问题。通常情况下，煤矿安全信息系统是由有线网络构成，包括地面控制中心、安全信息系统软件、井下传输系统和井下智能终端以及各种传感器构成。传感器和无线传感器构成了智能终端系统。其中，传感器的作用为采集井下的数据，并汇总大量数据信息传达到数据终端。一般是通过RS485总线将采集到的数据传送到井端的转发服务器．由这个转发服务器通过互联网或者局域网将这些数据转发到地面的控制中心。再由煤矿安全信息系统软件对这些数据进行处理。随着煤矿生产的不断深入。挖掘过的煤矿就会成为废弃物，会不断产生新矿井，因此需要保证煤矿安全信息系统的灵活扩展功能，才能避免严重的资源浪费问题。与此同时，容易造成成本的无限提升，加上使用有线施工扩展，施工进度慢，且成本较高，因此在建设初期会出现安全盲点。

二、组建无线局域网所需硬件支持

1.无线网卡是终端无线网络的设备，在无线局域网覆盖下通过连接网络进行上网使用的无线终端设备，使电脑可以利用无线来上网的一个装置。但是有了无线网卡后还需要一个可以连接的无线网络，就可以通过无线网卡以无线的方式连接无线网络可上网。2.无线AP是用于无线网络的无线交换机，也是无线网络的核心。无线AP是移动计算机用户进入有线网络的接人点。大多数无线AP还带有接入点客户端模式，可以和其它AP进行无线连接，延展网络的覆盖范围。3.无线路由器。这是单纯型AP与宽带路由器的一种结合体，借助于路由器功能，实现了无线网络中的信息连接共享，接入ADSL和小区宽带。除此之外，无线路由器将连接无线和有线的终端分配在一个子网中，不同设备进行数据信息交换十分便捷有效。4.无线网桥是针对点对点访问互联网而设计的，可以利用无线实现远距离传输。从发挥作用的角度上理解，无线网桥连接了多个独立的网络段，通常位于不同的建筑内，距离较远，采用这种方式能实现通讯。5.无线天线。无线局域网络中，不同设备相距较远的情况比较常见。信号的减弱可能会影响传输的速率，影响无线网络的正常通信。在这种情况下，要借助无线天线增强接受和传输信号。6.为了保护无线设备，避免雷击的情况出现，采用了避雷针装置。

三、组建无线局域网所需的软件支持

1.无线局域网管理软件负责网络接入、安全性和保密管理等。2.维修管理系统软件的作用为使用设备的状态数据信息，对设备的运行状况进行简要分析后生成维修工作单，并在工作单中标注重要信息。所有用户权限对卡车只有设备状态数据读取功能，不具备远程控制的功能。3.GEOHVSTATEXIII监控软件，这是730E卡车监控软件，对卡车的运行状态进行监测和控制，通过记录卡车运行的故障编码和数据信息的方式进行决策，最终通过无线局域网发送故障数据到维修管理系统

^[1]。

四、无线局域网在露天煤矿的应用

（一）无线局域网应用于设备维修处理

无线局域网连接的移动设备对卡车的运行情况能够实时监控，并在发生故障时远程自动报警和精准定位卡车的位置。根据卡车的运行状况获取检测信息，再利用无线通讯实时传输给维修管理系统。维修管理系统接收信息后会自动生成维修工作单。如果出现严重的故障或发现故障前兆，需要将卡车开回车间或进行现场维修，系统会自动记录对卡车运行影响不大的“状态事件”，并在保养工作单中增添处理的措施，及时准确的开展设备状态预知维修工作。此外，对卡车状态实时监控和检测，能够避免司机有故障不报。充分的结合在线监测和诊断手段，对卡车技术状态所产生的动态变化和趋势进行分析，就不需要长期的卡车停机处理或短暂的停机检查。在此基础上能够准确评定卡车的技术状态，确定维修的方式和针对性维修的重点，打破了现行的预防维修和计划维修统一的局面，可以采用更加经济合理的“设备状态预知维修”制度。无线局域网应用下的设备维修是从事后维修逐渐演变成预防和计划维修方式的。随着设备诊断技术的发展，设备状态预知维修已经成为设备维修的重要方式，也是现代化大型企业所提倡的一种维修方式。以设备状态监测为基础，以设备故障分析、诊断结果为依据，以设备预知状态为手段的维修方式日渐成熟，对煤矿作业质量和安全产生了重要影响。

（二）全方位的跟踪了解卡车备件信息

早在上世纪就提出了物联网的概念。“物联网”的构想中，在RFID标签中存储着一些规范且有效的信息，利用无线通信网络能够对信息集成化处理，统一到中央信息系统中，分析和识别。计算机网络的开放性特征决定了信息交换和共享的范围不断扩大，因此对相关物品能够实现透明化管理。在此基础上构建的物联网物通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，将物品与互联网连接起来，交换和共享信息，达到通讯的目的。物物相连的互联网还包含两层含义。一是物联网的核心和基础仍然是互联网，是在其基础上延展的通信网络。二是用户端延伸和扩展到不同的物品之间，交换信息和有效通讯^[2]。

（三）无线局域网和GPS定位保证露天煤矿信息安全管理

无线局域网的应用便于使用自动化设备的过程中及时发现问题，并进行有效处理。基于此，维修人员的工作强度降低，同时在矿坑中的行走时间也大幅度减少。如果出现了卡车超速或者异常碰撞的情况，维修管理的系统软件能够对事故进行拍照，并记录事件发生的时间和地点。为此，可以防止更多的卡车超速或碰撞事件的发生，根据形成的记录可以进行有效查询。

结束语

由上文可知，露天煤矿环境下，无线局域网技术的应用为自动化设备的通信和信息传输提供了便利性条件，更重要的是提供了高带宽的无线数据链路和网络拓扑结构，一旦发现设备故障能够及时有效的排除，保证露天煤矿的信息安全，是重要的信息维护方式。科学技术发展背景下，微电子技术的应用愈加广泛，涌现出体积小、价格便宜的无线模块，智能现场设备集成无线模块更加方便灵活。因此，未来的现代化大型煤矿开采中，应用无线局域网技术将会发挥更大的作用和效益。

参考文献:

[1]王丹丹,王明龙.基于有线无线一体化WLAN在煤矿的应用[J].科技视界,2019,(28):83-84.

[2]张梅,牛士会,李敬兆.煤矿信息物理融合系统架构及其感控节点研究[J].工矿自动化,2019,45(2):30-34.