一 引言
随着国家对煤矿安全和信息化要求的不断提高，煤矿用户对以信息化促进自动化的需求也越来越迫切，近几年来煤炭信息化系统得到了大力的发展。矿山企业作为资源开发的主体，其信息化是矿业信息化的重要组成部分之一。矿山信息化即是挖掘先进的管理理念，应用先进的信息技术去整合矿山现有的生产、经营、设计、管理，及时地为矿业系统提供准确而有效的数据信息，以便对市场需求做出迅速反应，进而提升矿业管理、组织结构、业务流程的变革和延伸。
震有科技以无线局域网技术为基础，为矿井搭建物物相连的物联网平台，从而将矿井人员管理(人员定位、无线通信、语音广播等)、设备管理（设备运行信息数据上传）和环境信息监控（安全检测、矿压监控）进行有机的结合，为用户提供“数字矿山”各类信息互联互通，提升矿井的信息化建设水平，协助矿井实现数据采集自动化、业务信息集成化、信息管理网络化，最终为煤矿安全生产管理决策的科学化、现代化和智能化服务。
这是一种利用无线方式，提供无线对等和点到点连接性的数据通信系统。近年来，随着无线局域网标准、技术的发展，无线局域网产品已经成熟，无线局域网得到了业界以及公众的热情关注，无线局域网的应用也逐渐发展起来。相对于蓝牙、3G等无线技术，无线局域网作为一个信息接入平台，具有更好的开放性，更高的带宽，正成为当前无线领域中一个引入关注的热点。
◆井下物联网通信平台优势
1.目前矿区小灵通、调度、视频、定位、监控等系统各成体系，系统兼容性差的同时维护成本很高，而井下物联网平台很好的为各个系统提供统一的传输平台，为各个系统的融合和接入提供了开发性的平台。
2.克服现有小灵通通信系统面临的技术落后没有创新跟进、政策限制性退网的风险。
3.通过无线宽带网络连通各煤矿及井下，集成基于TCP/IP 技术的本安手机，解决了每个煤矿的无线语音通讯系统，提供不低于原有小灵通技术的语音质量，电信级别的通话质量。
4.提供统一化的井下综合无线通信网络，实现语音、定位、安全生产监控系统等各个系统在内的综合无线信息系统。
5.针对煤炭井下的脱网通信功能的支持，使得用户可以在井上交换机通讯中断的情况下仍然可以保证局部的通话。
6.对于井下多业务系统的无缝集成
二 系统建设
1.通过共同的无线网络建设实现语音业务与视频监控业务的合一；
2.在地面集控室可实时监控井下胶轮车的运行情况；
3.视频监控信号通过无线局域网传输；
4.摄像机符合矿用标准、易安装，外形美观，具备红外夜视功能，清晰度高，可将监控区域的情景转变成可以传输和存储的数字视频信号并对监控区域的情景进行实时的摄取，根据用户的需要和现场的情况摄像机选择彩色摄像机，安装的镜头可选择手动普通镜头；
5.胶轮车运行时，图像传输要稳定可靠；
6.与三维监视系统实现融合，实现有效指挥联动；
7.与现有办公网实现融合，实现统一平台办公。
三 井下物联网平台的业务功能
◆本次无线网络建设完成后重点实现如下功能
√基于802.11b/g/n物联网网络平台的井下车载移动视频监控
√基于802.11b/g/n物联网网络平台的无线语音通信
√基于802.11b/g/n物联网网络平台的数据接入
√基于802.11b/g/n的点对点、点对多（利用终端的PTT功能）的语音通信，类似井下泄漏通讯。
◆基于此开放性平台，随着后续生产的的需求可以在平台不变的情况下通过增加接入模块或二次开发的方式不断扩展，从而扩展如下功能：
•替代泄漏通信的呼叫功能
传统泄漏通信存在布线复杂，扩容投资大，维护成本高等不足。基于WLAN的矿井综合信息接入平台是一种利用无线方式，提供无线对等和点到点连接的开放性数据通信接入系统，是一种技术成熟、安全可靠、高速开放的移动接入平台，相对于蓝牙、3G等无线技术，无线局域网作为一个信息接入平台，具有更好的开放性，更高的带宽，正成为当前无线领域中一个引入关注的热点。本次无线局域网络建成后实现信集闭系统覆盖范围全覆盖，后续随着井下无线信号的全面覆盖将实现井下区域无缝通信。结合WI-FI手机的PTT功能很好的实现点对点、点对多的语音通信，从而达到替代传统泄漏通信的效果，大大减少建网成本和维护成本。
一键通（PTT）功能是一种全新的移动技术，可以快速地进行“一对一”或者“一对多”通话，就像使用对讲通话机一样。这一功能适合需要频繁联系的小型和中型企业以及需要同朋友和家人聊天的个人用户。
•语音广播
无线网络平台建成以后，通过增加具有无线模块的广播终端即可实现无线网络覆盖范围的语音广播。不需要增加布线，减少成本的同时实现统一管理。
•有线无线一体化调度
基于纯IP的软交换调度平台NC5200与无线局域网、PHS以及TD-SCDMA配合，配合调度机可以实现方便、灵活的无线调度，基于统一平台开发，实现全网的有线、无线调度功能，为现场调度指挥提供可靠保障。同时在此平台可以实现多级云调度，纯IP管理模式为下一步的视频调度打好基础，便于融合。
•视频调度
随着煤矿对安全保障要求的不断提高，加上应急通信在安全生产中重要角色的增强，促使调度技术不断向前发展。在煤矿井下，通过视频调度系统可以随时掌握井下发生的一切。典型应用是可以在有人向调度中心拨打电话时相应绑定语音的视频系统自动定位切换到矿井下通话者旁边最近的摄像头，迅速掌握通话者周边的情况。一旦危机发生，可以第一时间了解发生的问题。后续根据业务需求可以扩展三项视频调度：
1.视频联动调度
2.应急现场的单兵视频调度
3.视频会议
四 车载无线视频监控系统
◆车载无线视频监控系统简介
使用井下无线基站覆盖井下目前信集闭系统所覆盖到的所有区域，通过覆盖区域的无线局域网信号覆盖场强，使监控图像正常传输到地面中心管理服务器，井下共使用24芯光缆50km。无线局域网基站控制器AC安装在地面机房，通过24芯光缆连接井下基站。为了更好的实现无线覆盖效果配置使用定向天线，根据巷道的实际环境，有选择的向固定方向进行全面覆盖。
无线视频监控的系统组成包括无线通信基站、传输光纤、前端视频监控摄像机、视频监控后台终端、矿用电源、矿用线缆等组成。
视频监控后台终端主要由矿用本安兼隔爆计算机、接口板、监控软件组成，能对前端采集过来的视频进行显示、播放、压缩、存储。系统后台可以通过安装在网络摄像机的本安广播分站进行摄像机旁边的声音拾音或语音广播。同时在井下车场安装视频监控触摸式操作终端以完成在车场对各个移动视频摄像机的工作现场进行查询。
视频监控图像在传到地面后与现有信集闭系统、三维数字化矿山系统实现立体融合。通过在融合在三维数字化矿山系统上的信集闭车辆定位点击投放在工业大屏上。从而实时的有选择的了解车辆、单轨调车等移动载体周围的状况。
◆移动视频图像切换
井下车辆在行驶过程中会处在不同的区域，而由于不同区域地理环境存在较大差异，无线覆盖的区域的信号强弱会存在较大区别。车辆行驶过程中经过不同的无线信号区域和不同的基站覆盖范围必然存在频繁的切换。在频繁切换过程中就会导致视频信号的中断，为了保证视频图像切换顺畅同时兼顾无线信号更好的覆盖我们通过以下几个方面的手段来进行优化：
1、基站定向天线（每基站两个）
2、结合单个基站覆盖区域的地理环境调整天线角度
3、结合单个基站覆盖区域的地理环境调整基站发射功率
4、结合单个基站覆盖区域的地理环境调整摄像机切换电平
通过无线网络建设过程不断同步优化完全实现切换时间约1秒，保证了视频图像的连续性和流畅。
五 无线通信系统介绍
•无线通信系统概述
一个现代化的煤矿，其通信系统必须做到行政、调度通信相互补充，有线、无线通信手段相配套，以应急通信作保证，这样才有较大的发展空间。只有这样，通信网才既能保证煤炭生产、安全、经营及人们生活的需要，又能实现在紧急情况下的通信保障，才能为向下一代网络的演进打下基础。
对煤矿井下通讯系统应做出长远规划，根据自身的能力和现实状况，逐步实施和升级。选择技术先进，有弹性发展潜力的NuBizTM融合系统方案，可以既兼顾煤炭行业经济承受能力，又具有实用性。
NuBiz-DP是震有科技推出的下一代指挥调度系统，该系统能够帮助指挥调度人员通过多媒体方式实现指挥调度，并且能够与各种业务系统进行高度集成，提高指挥调度的智能化和自动化水平。NuBiz-DP不仅能够支持传统的电话呼叫和会议等语音通信方式，还可以通过短信发布指令信息；同时通过系统的API接口，用户还可将各种业务与NuBiz?-DP系统进行对接，实现数据的自动处理，并能够根据预案自动进行相关调度信息的发布。
NuBiz-DP系统还可根据需要，通过工业终端连接各种传感器、控制器等，实现自动化、一体化调度，具有如下方面的突出特点：
1、分布式：只要有网络的地方，就能部署调度系统，完全突破地域的限制，调度机可以为可以真正做到集中式管理，分布式组网。调度终端的部署完全脱离地域的概念，只要能够连入一个IP网络，用户线既可以集中式部署，也可以分布式部署，灵活、方便。
2、有线无线一体化：与Wi-Fi（无线局域网）、PHS（无线手持系统，小灵通）以及TD-SCDMA（3G技术）配合，配合调度机可以实现方便、灵活的无线调度，基于统一平台开发，实现全网的有线、无线调度功能，为现场调度指挥提供可靠保障。
3、融合的通信平台NuBiz--OPR300系统不但能实现内部的通信，还可以通过核心平台与多种传统语音通信网络互联，实现与PSTN固话、GSM/CDMA手机、PBX通信专网、NGN通信平台等传统通信网络互联。这使得NuBiz-DP系统能够将非系统内部的人员快速接入到系统中，实现统一的调度指挥，满足多部门协同工作的需要。
4、图形化：调度控制台完全图形化，提高了大规模部署的指挥效率和人性化管理，更加直观、简单易操作。
5、更稳定的系统：可以为系统提供实时的双机热备，单机内部单板之间主备倒换和负载分担，避免单点故障的发生，大大提高系统的可靠性和稳定性。
六 数据存储
本次系统建设统一使用一台磁盘阵列来完成井下无线摄像机视频数据的存储，以保证视频数据记录显示、查询、播放、压缩、存储。
在如今的存储管理环境下，打破复杂性升高和数据爆炸式增长的循环可能是一大挑战。购买和管理存储的老办法已变得不那么有效。由于资源的限制，无论物理存储资源还是人力资源，IT 组织必须迅速采取行动以优化和简化其基础架构。不受控制的复杂性和增长随着时间的推移只会变成更大的问题。
中小型组织可能还面临着一系列的挑战：
▪有中断的迁移
▪难以部署分层存储
▪无法在多台服务器之间共享存储
▪由于服务器和存储管理工具相互隔离导致生产效率降低、成本升高
▪不能像虚拟服务器一样使用虚拟化存储作为工具来优化开支、资源和能力
为了克服这些挑战并使企业能够应对瞬息万变的市场，本项目配置提供了与虚拟化服务器环境互为补充的虚拟化存储系统，具有无与伦比的性能、可用性、先进的功能和高度可扩展的容量，这在中端磁盘系统中是前所未有的。该存储是一个强大的中端磁盘系统，经过精心打造，不仅易于使用还可实现快速部署，而无需额外的资源。该存储是虚拟化存储，通过内置的固态驱动器优化和自动精简配置技术可提供更高的效率和灵活性。本系统的高级功能还支持无中断地从现有存储迁移数据，从而简化实施并最大限度地减少对用户造成的中断。系统还允许您对现有的磁盘系统进行虚拟化和重新利用，从而提供更高的投资回报 （ROI） 潜能。
七 系统融合
为了充分发挥现有办公系统、三维系统的作用，建成后的无线视频监控系统将完成与现有办公系统软件、三维数字化矿山、信集闭系统的融合。通过点击三维矿山系统中井下的车辆即可实施监控相应摄像机采集的视频。
八 结语
随着物联网技术的不断发展，基于无线局域网技术为基础，集FRID、传感器等技术创新能够更多应用于能源、安防、轨道交通、医疗等不同行业，震有科技以自身在能源行业积累的技术和经验，已实现与工业信息化系统无缝融合，加速促进能源行业“自动化、信息化”的两化融合。 
