一、應(yīng)用背景
中國煤礦采掘行業(yè)安全一直是中國政府的心痛的癥結(jié)，煤炭本是我國重要的能源資源，但我國的煤炭工業(yè)長期停留在人工開采水平，生產(chǎn)效率低，安全隱患多，如瓦斯爆炸、地下滲水等事故經(jīng)常發(fā)生。因為煤礦開采的特殊環(huán)境，容易發(fā)生事故，煤礦行業(yè)也被稱為高危險的行業(yè)。現(xiàn)在，政府加大了行業(yè)的監(jiān)管力度，那么，煤礦安全主管單位和生產(chǎn)企業(yè)建立一套行之有效的安全監(jiān)控系統(tǒng)" title="監(jiān)控系統(tǒng)">監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)迫在眉睫。然而，一般煤礦井地理位置偏僻，地形復(fù)雜，采用有線網(wǎng)建設(shè)投資大，網(wǎng)絡(luò)布線困難，采用微波等方式覆蓋率低、傳輸距離有限。無線具有布網(wǎng)靈活、較快傳輸速度特性，正好可以作為有線網(wǎng)絡(luò)的最好補充。
一種利用GPRS遠(yuǎn)程通訊監(jiān)控系統(tǒng)運用而生，系統(tǒng)能夠讓地面或中心監(jiān)控人員可以直接對井下情況進(jìn)行實時監(jiān)控，不僅能直觀的監(jiān)視和記錄井下工作現(xiàn)場的安全生產(chǎn)" title="安全生產(chǎn)">安全生產(chǎn)情況，通過在井下安裝溫濕傳感器瓦斯探測器，能及時發(fā)現(xiàn)事故苗子，防患于未然，也能為事后分析事故提供有關(guān)的第一手資料，為將來的安全生產(chǎn)提供可靠的保證。因此煤礦遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)代礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。
二、監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能
該系統(tǒng)適用于檢測礦井下的環(huán)境參數(shù)與各種生產(chǎn)參數(shù)，通過無線方式將井下數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行臋C房，實現(xiàn)對井下數(shù)據(jù)的實時采集、處理、存儲、顯示與報警。包括工作面的圖像、煤層濕度、空氣瓦斯?jié)舛取L(fēng)機運作狀態(tài)的數(shù)據(jù)都可以在監(jiān)控中心實時表現(xiàn)出來。
三、解決方案及系統(tǒng)構(gòu)成及特點
該系統(tǒng)采用宏電H7000無線通信終端實現(xiàn)中心控制機房對天然氣井下瓦斯、風(fēng)機運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集和控制通信，中心控制室安裝主站服務(wù)器和工控機。井下采煤工作面放置瓦斯傳感器與模擬量采集模塊，再通過接口轉(zhuǎn)換器將RS485接口轉(zhuǎn)換成RS232接口，連接到宏電H7000系列無線通信終端。通過這種連接方式，可以實現(xiàn)控制中心對井下瓦斯含量的實時監(jiān)控與報警。
1. 產(chǎn)品特點
使用簡便：用戶無需提供其他外圍電路即可通過普通串口實現(xiàn)與Internet互聯(lián)。
多功能接口：可以根據(jù)客戶的要求來選擇如RS-232,RS-485,TTL等接口。
功能強大：無須PC的撥號，通過RS-232等串行協(xié)議即可實現(xiàn)與Internet交換數(shù)據(jù)。
宏電H7000數(shù)據(jù)終端永遠(yuǎn)在線，即使在工作的中途由于某種原因突然掉電或重啟，H7000系列會自動上線,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)運行出現(xiàn)故障時還具有設(shè)置參數(shù)自動復(fù)原功能。
配置靈活：用戶也可對Internet參數(shù)和GPRS參數(shù)自由配置。
體積小巧：產(chǎn)品體積小巧，設(shè)計時還考慮到不同環(huán)境下的應(yīng)用，避免了各種內(nèi)因造成的工作隱患。既可以作為嵌入式使用，也可以外置使用。
升級方便：具有升級功能，用戶可以方便的升級到更高版本。
擴(kuò)展性強：H7000系列擁有強大的數(shù)據(jù)傳輸功能，用戶可將上位機與H7000構(gòu)成一套完整的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，而不需要其他的設(shè)備。
抗干擾性強：外殼采用冷軋板，堅固耐用，可以有效地抵御各種惡劣環(huán)境；抗強電磁干擾，并且高溫散熱能力極強；加上性能優(yōu)異的電源伺服電路，可以最大限度地保證在煤礦設(shè)備監(jiān)控、工廠車間設(shè)備監(jiān)控等電壓不太穩(wěn)定的環(huán)境中正常使用。
H7000系列內(nèi)嵌了完整的TCP/IP協(xié)議族，包括TCP,UDP,DDP,FTP,PPP,TELNET,HTTP,WebServer,SMTP,Pop3等。內(nèi)嵌的TCP/IP使H7000系列有了各種方式訪問Internet的強大能力。
2. 安全措施
本系統(tǒng)需要極高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性。安全保障主要是防止來自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無意的破環(huán)，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施包括信道加密、信源加密、登錄防護(hù)、訪問防護(hù)、接入防護(hù)、防火墻等。穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7×24小時不間斷運行，即使出現(xiàn)硬件和軟件故障，系統(tǒng)也不能中斷運行。
數(shù)據(jù)中心可通過公網(wǎng)使用VPN 接入到移動GPRS網(wǎng)，采用VPN方式成本比較低，企業(yè)不用租用專線，還可以使用原有的VPN設(shè)備，移動終端" title="移動終端">移動終端需要安裝具有VPN二次虛擬撥號的功能的軟件。通過VPN方式，客戶端在連接應(yīng)用服務(wù)器前，要經(jīng)過Radius服務(wù)器的認(rèn)證整個數(shù)據(jù)傳送" title="數(shù)據(jù)傳送">數(shù)據(jù)傳送過程得到了加密保護(hù)，安全性比較高，可充分保障速度和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。另外，數(shù)據(jù)中心也可以采用APN接入方式" title="接入方式">接入方式，租用專線接入到移動公司的GGSN設(shè)備上，這種成本高，安全性高、穩(wěn)定可靠。
對于安全性要求非常高的系統(tǒng)，可考慮在專用APN接入的基礎(chǔ)上再加上VPN接入方式的混合接入方式，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全性。
A.VPN虛擬專網(wǎng)模式：企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中配置VPN服務(wù)器，移動終端加載具有VPN二次虛擬撥號的功能的客戶端軟件。采用VPN安全技術(shù)，用戶通過接入企業(yè)內(nèi)部虛擬專網(wǎng)的方式與Internet進(jìn)行隔離，可對 整個數(shù)據(jù)傳送過程進(jìn)行加密保護(hù)，有效避免非法入侵。
B. 利用SIM卡的唯一性，對用戶SIM卡手機號碼進(jìn)行鑒別授權(quán)，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對SIM卡號和APN進(jìn)行綁定，劃定用戶可接入某系統(tǒng)的范圍,只有屬于指定行業(yè)的 SIM卡手機號才能訪問專用APN，移動終端與數(shù)據(jù)中心采用中國移動分配的專門的APN進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)接入，普通手機的SIM卡號無法呼叫專門的APN。
C.對于特定用戶，可通過數(shù)據(jù)中心分配特定的用戶ID和密碼， 其他沒有數(shù)據(jù)中心分配的用戶ID和密碼的用戶將無法登錄進(jìn)入系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步增強。
D.數(shù)據(jù)加密：通過VPN對整個數(shù)據(jù)傳送過程進(jìn)行加密保護(hù)。
E.網(wǎng)絡(luò)接入安全鑒定機制：采用防火墻軟件，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)和安全防范功能，保障系統(tǒng)安全。
四、結(jié)論
H7000無線DDN系統(tǒng)具有工作穩(wěn)定、易維護(hù)、可升級性等諸多優(yōu)點，同時，深圳宏電技術(shù)開發(fā)有限公司將為您提供完善的售后服務(wù)與支持。針對煤礦監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，深圳宏電技術(shù)開發(fā)有限公司竭誠為客戶的數(shù)據(jù)通信提供有效的無線通信解決方案必將在此行業(yè)內(nèi)擁有更加廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。