通用地方煤矿无线远程监控系统的研发

摘要

煤炭作为我国的主要能源之一，在较长时间内仍将保持其不可替代的主导地位，是国民经济和社会发展的重要保证。由于煤炭资源的特殊性和丌采过程的危险性，经常发生瓦斯爆炸等重大灾害事故，严重地制约着煤炭工业的健康发展。而地方煤矿分布较为分散，又多处于山区，信息传递很不方便。为了有效地监控和管理煤矿的安全状态，使用监控系统确保安全生产已成为必要手段。 然而，现有矿井监控系统大多设备单一，形成诸多“信息孤岛”，很不利于矿井安全生产的统一调度指挥。当前，无线通信技术方兴未艾，功能强、性能稳、成本低等诸多优点使其应用于地方煤矿的远程监控显示出非常重要的实际意义。 本文论述了矿井安全监控系统的现状和发展趋势。通过对无线远程监控系统的核心技术进行分析，在比较各种无线网络组建方案的优点和缺点的基础上，按照传输方式的选取原则，并结合地方煤矿的具体实际，提出了建立基于GPRS网络的无线远程监控系统。文章根据通用分组无线业务(GPRS)的基本理论，在国内现有的技术基础上，结合计算机控制技术、GPRS技术和VPN虚拟专用网技术等，给出了该远程监控系统的总体设计方案，确定了系统开发的软件设计平台、通信实施方案和系统安全性设计。 文中根据煤矿安全的具体特点和远程监控系统的要求，对监控终端的体系结构和功能设计，通信网络的连接实现，以及远程监控中心的功能设计进行了详细的探讨和研究，从而使系统的实时性和可靠性得到很大提高。在监控中心软件方面，对模块化和层次化编程进行了研究和尝试。最后，对数据的传输时延进行了定性和实测分析。总之，文章基于煤矿远程监控，但着眼点并不仅仅局限于煤矿，充分考虑到系统的通用性，易于功能扩展和升级，便于二次丌发并应用到不同的系统领域。

目录

文摘

英文文摘

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引 言

1绪论

1.1课题研究背景

1.2矿井监控系统现状和发展趋势

1.2.1煤矿监控系统发展概况

1.2.2煤矿监控系统发展趋势

1.3无线远程监控系统及其核心技术

1.3.1无线远程监控系统概述

1.3.2无线远程监控系统技术

1.4本文研究的主要内容

2 GPRS技术和基本原理

2.1 GPRS技术

2.1.1 GPRS概述

2.1.2 GPRS特点及应用

2.2 GPRS的基本原理

2.2.1 GPRS网络结构

2.2.2 GPRS传输协议模型

3远程监控系统的总体设计

3.1系统总体结构组成

3.2系统设计目标

3.3系统开发环境

3.3.1软件设计平台

3.3.2通信实施方案

3.4系统安全性设计

3.4.1 VPN简介

3.4.2 VPN在GPRS中的应用

4监控终端功能设计

4.1监控终端功能需求

4.2监控终端结构设计

4.2.1监控主机

4.2.2无线传输模块

4.3监控终端功能实现

5无线网络通讯设计

5.1组网设计方案

5.2通讯实现设计

5.2.1终端初始化

5.2.2 PPP链路建立

5.2.3传输层UDP协议的实现

6远程监控中心设计

6.1远程监控中心功能需求

6.2远程监控中心实现设计

6.2.1结构体系

6.2.2软件功能实现

7系统调试与验证

7.1 GPRS数据传输时延的定性分析

7.2 GPRS数据传输时延实测及分析

结论

参考文献

致谢

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