基于wifi技術(shù)在井下無線通訊應(yīng)用

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1、基于WiFi技術(shù)在井下無線通訊應(yīng)用摘要：WiFi技術(shù)和VOIP技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用到煤礦井下是一種新的解決礦井無線通訊方案，其主要是發(fā)展一種低成本的無線網(wǎng)絡(luò)，在煤礦有較好的發(fā)展前景。本文根據(jù)煤礦對井下無線調(diào)度系統(tǒng)的需求，提出將WiFi無線技術(shù)與VOIP技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)井下無線調(diào)度通信系統(tǒng)的方案。關(guān)鍵詞：WiFi技術(shù)；VOIP技術(shù)；IP電話井下通信系統(tǒng)是煤礦安全防護(hù)及生產(chǎn)調(diào)度必不可少的設(shè)施，目前我國井下主要通信為有線方式。由于井下環(huán)境差,巷道分布多，干擾信號源多，對井下無線通信造成極大的阻礙，但隨著技術(shù)發(fā)展，近年泄露技術(shù)、小靈通技術(shù)、無線對講技術(shù)及WiFi技術(shù)相

2、繼用于煤礦井下。尤其是WiFi技術(shù)和VOIP技術(shù)的相結(jié)合具有很多優(yōu)勢，正大規(guī)模的應(yīng)用于井下的各個方面。1WiFi技術(shù)分析1.1WiFi技術(shù)簡介WiFi(WirelessFidlity)又稱為802.lib標(biāo)準(zhǔn)，使用2.4Ghz直接序列擴(kuò)頻，最大傳輸速率為54bit/s,并可根據(jù)信號強(qiáng)弱把傳輸速率調(diào)整為5.5bit/s、2bit/s及l(fā)bit/s,在2.4Ghz及5ghz頻段上免許可，具有成本低、終端便攜、寬帶等特點(diǎn)，組網(wǎng)系統(tǒng)主要包括無線站點(diǎn)、AP節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，站點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間可以實(shí)現(xiàn)級聯(lián)連接或組建局域網(wǎng)，站點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)集線器的所有功能?？偟膩碚f，WiF

3、i技術(shù)屬于短距離無線技術(shù)，覆蓋范圍可達(dá)幾百米，使用的是2.4GHz附近的頻段°WiFi有著“無線版本以太網(wǎng)”的美稱，世界上至少有80%以上的局域網(wǎng)采用以太網(wǎng)技術(shù)，其幾乎可以視為以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)在無線領(lǐng)域的延伸。由于WiFi協(xié)議本身限制其設(shè)備的功率，使無線設(shè)備可以設(shè)計成符合煤礦安全要求的本質(zhì)安全型設(shè)備，增加在井下的使用范圍，并且可以改變井下無線通訊長久以來一直徘徊在窄頻范圍的現(xiàn)狀，使無線通訊方式在井下得到更多的運(yùn)用。1.2WiFi與相關(guān)技術(shù)的比較目前國內(nèi)外礦井無線通信方式主要有漏泄通信、感應(yīng)通信、透地通信、PHS（小靈通）通信、3G（大靈通）通信系統(tǒng)等。與Wi

4、Fi技術(shù)相比，漏泄通信系統(tǒng)存在著抗災(zāi)變能力差、大量的串聯(lián)中繼設(shè)備導(dǎo)致可靠性差、系統(tǒng)不具備冗余功能等問題，通信終端存在功能單一、信道容量小的缺陷。而感應(yīng)通信系統(tǒng)存在著體積大、重量重、信道容量小、通信距離短等問題。面臨同樣問題的是透地通信系統(tǒng)存在著設(shè)備體積大、重量重、信道容量小、地面設(shè)備功率大、地面天線布置困難、單向通信（地面向井下）等問題。PHS（小靈通）通信系統(tǒng)與3G（大靈通）通信系統(tǒng)都存在著基站控制器和基站非本質(zhì)安全型防爆、系統(tǒng)不具備冗余功能、抗災(zāi)變能力差、井下基站至地面最大通信距離不滿足井下通信10公里的要求等問題，通信終端存在功能單一、信道容量小

5、的缺陷。考慮到礦井下的特殊性和經(jīng)濟(jì)性，還是選用WiFi更適合井下局域網(wǎng)的環(huán)境。1.3WiFi網(wǎng)絡(luò)基本工作原理WiFi的典型配置一般包括一個或多個接入點(diǎn)AccessPoint(AP)及一個或多個客戶端。每個接入點(diǎn)(AP)每隔一定時間將服務(wù)單元標(biāo)識SSID(ServiceSetIdentifier)經(jīng)由beacons(信號臺)封包廣播一次。基于如SSID這樣的設(shè)置，客戶端可以決定是否聯(lián)結(jié)到某個接入點(diǎn)(AP)。若同一個SSID的兩個接入點(diǎn)(AP)都在客戶端的接收范圍內(nèi)，客戶端可以更具信號的強(qiáng)度選擇與那個接入點(diǎn)的SSID聯(lián)結(jié)。1.4WiFi網(wǎng)絡(luò)的操作模式IEE

6、E802.11標(biāo)準(zhǔn)定義兩種基本操作模式：infrastructure模式和adhoc自組網(wǎng)絡(luò)模式。(1)Infrastructure模式，屬于有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無線局域網(wǎng)。組成結(jié)構(gòu)至少包括一個與無線網(wǎng)絡(luò)連接的無線接入點(diǎn)AP,模式也可以通過門橋提供與有線網(wǎng)絡(luò)即因特網(wǎng)入口相連接的可能性。這種配置(一個ap及若干站點(diǎn)的組合)可以構(gòu)成一個基本服務(wù)集合BSS。在通一個BSS覆蓋范圍內(nèi),所有的站點(diǎn)都使用相同的無線頻率。(1)adhoc自組網(wǎng)絡(luò)模式。由一組客戶終端組成，作為獨(dú)立的基本服務(wù)單元BSS即IBSS(IndependentBa.sicServiceSet)o該

7、模式不需要任何基礎(chǔ)設(shè)施(如接入點(diǎn)AP或到分配系統(tǒng)的連接)的支持就可以實(shí)現(xiàn)其覆蓋范圍內(nèi)的站點(diǎn)之間的通信。每個站點(diǎn)不需要通過接入點(diǎn)AP就都可以與相同IBSS下的任何其他站點(diǎn)建立通信。2VOIP技術(shù)分析1.1VOIP的基本原理與實(shí)現(xiàn)方式(1)VOIP的基本原理VOIP(VoiceOverIP)其實(shí)就是IP電話，是基于IP網(wǎng)絡(luò)的語音傳輸技術(shù)。其基本原理是通過語音壓縮算法對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼處理，然后把這些語音數(shù)據(jù)按相關(guān)協(xié)議進(jìn)行打包，經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)包傳輸?shù)浇邮盏?，再把這些語音數(shù)據(jù)包串起來，經(jīng)過解碼解壓縮處理后，恢復(fù)成原來的語音信號，從而達(dá)到由IP網(wǎng)絡(luò)傳送語

8、音的目的。IP電話系統(tǒng)把普通電話的模擬信號轉(zhuǎn)換成計算機(jī)可以接入因特網(wǎng)傳送的IP數(shù)據(jù)包，同時也將