大红山铜矿井下综合通讯系统的研究与构建

摘要

在现代矿山井下工程中，如何实现井下语音通信、视频监测、人员与设备跟踪定位等成为矿山企业管理者首先面对的问题。井下综合通讯技术就是针对上述问题逐渐发展起来的，它将是我国矿山企业的一次巨变。井下综合通讯系统的建立不仅对井下作业的安全生产有着重要的影响，而且对于实现矿山企业的信息化和网络化也有重要的意义。 井下综合通讯系统是以多学科为基础进行研究的，在研究中不仅要具备采矿学科方面的知识，而且还要有计算机网络及通信技术领域内的相关知识。在论文的写作中，本文重点对以下几个方面进行了研究： (1)通过参阅大量的参考文献对井下无线电传播技术的原理、传播模式等进行了分析，并把无线电传输的抗衰落技术进行了研究； (2)采用无线局域网技术建立井下综合通讯系统。经过有线网络和无线网络的比较和分析，确定建立井下无线通讯网络。本文主要阐述了无线局域网的工作原理、采用的协议标准、网络拓扑结构、漫游技术和IP地址的管理分配等：同时，针对无线局域网的安全性和可靠性进行了研究并提出了相应的解决措施； (3)光纤通信技术。根据光纤通信技术原理和组网方式进行研究，建立了井下主干网的环形组网结构。由光纤通信技术组成的无线局域网有效的解决了传统的泄漏电缆通信中存在的问题，且由于其具有众多优点成为我国未来矿山井下通信的发展方向。 文中最后以大红山铜矿为工程实例，充分利用目前成熟的无线局域网技术及光纤通信技术，建立了大红山铜矿井下综合通讯系统。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1工程背景

1.1.2技术背景

1.2研究现状和发展趋势

1.3研究目的与意义

1.4研究内容与路线

第二章矿山井下无线局域网理论分析

2.1井下无线通讯系统概述

2.1.1系统类型

2.1.2系统总体需求和目标

2.1.3系统总体设计原则

2.1.4系统总体结构

2.2无线局域网关键技术

2.2.1无线局域网的传播特性

2.2.2无线局域网协议标准

2.2.3无线局域网工作过程

2.2.4无线局域网拓扑结构

2.2.5无线局域网漫游技术

2.2.6无线局域网IP地址的管理与分配

2.3系统安全性与可靠性分析

2.3.1扩展服务集标识符(ESSID)

2.3.2物理地址(MAC)过滤

2.3.3基于WEP的安全解决方案

2.3.4基于802.1x的安全解决方案

2.3.5 IEEE 802.11i身份验证

2.3.6基于VPN的安全解决方案

2.4本章小结

第三章井下无线电传播技术分析

3.1概述

3.2无线电波的自由空间传播

3.3井下无线电波传播的影响因素

3.4无线电在巷道中的传播特点

3.4.1电磁波在拱形巷道中传播特点

3.4.2电磁波在圆形巷道中传播特点

3.4.3电磁波在矩形巷道中传播特点

3.4.4巷道中衰减系数的表达形式

3.5无线电传输中的抗衰落技术

3.5.1分集技术

3.5.2抗衰落天线

3.6本章小结

第四章光纤通信技术研究

4.1光纤通信现状

4.2光纤的基本知识

4.2.1光纤的组成

4.2.2光纤的传光原理

4.2.3单模光纤参数

4.2.4光纤的特性

4.3光纤通信原理与系统组成结构

4.4光纤通信系统的调制与解调

4.4光纤接入网与组网方式

4.5本章小结

第五章大红山铜矿开采技术条件与信息化建设分析

5.1矿床开采地质条件

5.2开采方法与现状

5.3信息化建设分析

5.4本章小结

第六章大红山铜矿井下通讯系统设计与应用

6.1大红山铜矿设计目标

6.2设计方案的选择

6.3井下网络拓扑结构与分区

6.4无线接入点设计

6.5视频点位置设计

6.6井下设备IP地址分配

6.7语音系统与井下人员、设备跟踪定位系统

6.8井下通讯网络设备主要性能参数

6.9系统测试与评价

6.10本章小结

第七章全文总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要的研究成果