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一、項目背景
在(zai)我(wo)國(guo)煤(mei)炭(tan)行(xing)業(ye)，瓦(wa)斯(si)事(shi)故(gu)是(shi)當(dang)前(qian)煤(mei)礦(kuang)生(sheng)產(chan)的(de)主(zhu)要(yao)災(zai)害(hai)。大(da)多(duo)數(shu)煤(mei)礦(kuang)企(qi)業(ye)都(dou)已(yi)經(jing)或(huo)正(zheng)在(zai)進(jin)行(xing)瓦(wa)斯(si)等(deng)安(an)全(quan)生(sheng)產(chan)監(jian)測(ce)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)建(jian)設(she)，但(dan)由(you)於(yu)現(xian)有(you)係(xi)統(tong)的(de)局(ju)限(xian)性(xing)，無(wu)法(fa)使(shi)安(an)全(quan)生(sheng)產(chan)監(jian)督(du)管(guan)理(li)部(bu)門(men)及(ji)時(shi)掌(zhang)握(wo)礦(kuang)井(jing)的(de)瓦(wa)斯(si)情(qing)況(kuang)，企(qi)業(ye)的(de)領(ling)導(dao)及(ji)主(zhu)要(yao)安(an)全(quan)責(ze)任(ren)人(ren)無(wu)法(fa)第(di)一(yi)時(shi)間(jian)獲(huo)得(de)瓦(wa)斯(si)超(chao)限(xian)報(bao)警(jing)信(xin)息(xi)。
煤礦安全監測監控係統監測的是什麼？是在地下幾百裏甚至幾千裏的瓦斯深度是否超標，是否有明火、自zi燃ran等deng安an全quan隱yin患huan。但dan要yao讓rang礦kuang井jing監jian控kong室shi的de人ren了le解jie這zhe些xie指zhi標biao，甚shen至zhi讓rang上shang一yi級ji的de集ji團tuan公gong司si對dui此ci了le如ru指zhi掌zhang，就jiu有you難nan度du了le，傳chuan輸shu問wen題ti首shou當dang其qi衝chong，信xin息xi傳chuan輸shu半ban徑jing即ji使shi隻zhi短duan了le一yi米mi，也ye會hui造zao成cheng無wu法fa挽wan回hui的de災zai難nan。比bi如ru將jiang瓦wa斯si濃nong度du監jian測ce頭tou監jian測ce到dao的de數shu據ju從cong井jing下xia傳chuan到dao井jing上shang，再zai從cong井jing上shang傳chuan遞di到dao監jian控kong站zhan進jin行xing監jian控kong和he分fen析xi，最zui後hou將jiang處chu理li意yi見jian傳chuan回hui井jing下xia。由you於yu煤mei礦kuang是shi野ye外wai作zuo業ye，點dian多duo、分散、julichang，shigongxianchangyugongsizhijiandexinxijiaoliuchangqiyilaimeiyouhaodejiejuefangan，henduodifangshenzhiliandianhuaxiandoumeiyou，gengtanbushangcaiyongguangxianjierudengfangshi。zenmejiejue？
二、GPRS方案的優勢
煤礦瓦斯監測無線SMS報警係統，充分利用當前先進的通信網絡及信息技術，與監測監控係統緊密結合，實時采集數據，全方位識別，全天候處理，通過SMS短信將瓦斯實時信息發送到各級相關責任人手中，為有效防範煤礦瓦斯事故提供輔助手段，達到群防群治的目的。煤礦瓦斯監測無線SMS報警係統，通過標準的數據采集網關，實現了不同的監測監控係統數據采集功能；通過移動通信的GPRS或CDMA網絡，實現基於TCP/IP協議的監測數據的遠程無線傳輸。同時，通過短信（SMS）方式將報警信息發送到相關人員的手機上。
由you於yu井jing下xia幾ji百bai裏li是shi沒mei有you信xin號hao的de，必bi須xu通tong過guo光guang纜lan將jiang井jing下xia信xin息xi和he井jing上shang信xin息xi互hu通tong，同tong時shi用yong數shu字zi信xin號hao代dai替ti以yi前qian的de模mo擬ni信xin號hao，增zeng強qiang信xin息xi的de準zhun確que性xing，免mian受shou幹gan擾rao。當dang監jian控kong裝zhuang置zhi檢jian測ce到dao瓦wa斯si濃nong度du、風速超過限定值或主扇開、停或運行負荷變化較大時，GPRS數據通信模塊將井上信息傳遞到監控站，同時，通過短信（SMS）方式將報警信息發送到相關人員的手機上。集團公司和各礦相關領導均能及時掌握瓦斯超限情況，及時指揮協調安全生產工作。
基於無線傳輸的網絡平台，為不具備有線傳輸條件的企業，特別是地域跨度較大的煤炭企業，提供了成本低、見效快、高效率的數據傳輸平台，為煤炭企業安全生產提供強有力的監測手段。
三、解決方案介紹
（一）係統結構
1、煤礦信息采集點：采用飛旗科技的WIXUM GPRS透明無線數據傳輸終端，通過RS232/RS485/TTL與煤礦設備采集點連接，接入移動公司為煤礦中心站提供的專用的GPRS網絡,網絡對煤礦信息采集點的接入地點、時間、數量沒有限製可以隨時增減。可以滿足山區、偏遠地區和跨地區接入的需求。
2、煤礦中心站：本係統中網絡代理服務器可采用ADSL、LAN等INTELNET公網連接，采用公網固定IP， GPRS數據傳輸終端上電後，它會根據預先設定在其內部的IP地址來主動訪問網絡代理服務器，通過代理服務器和監控中心建立TCP/IP鏈路。監控中心主站本身維護接入的每個終端的IP地址和ID號，當主站要向某個監控終端提出數據請求時，它會根據IP地址和ID號來找到對應的終端，將命令下發到該終端，終端響應後通過GRPS數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)終(zhong)端(duan)把(ba)數(shu)據(ju)發(fa)到(dao)網(wang)絡(luo)代(dai)理(li)服(fu)務(wu)器(qi)端(duan)口(kou)，通(tong)過(guo)端(duan)口(kou)影(ying)射(she)轉(zhuan)發(fa)到(dao)監(jian)控(kong)中(zhong)心(xin)主(zhu)站(zhan)，即(ji)完(wan)成(cheng)了(le)一(yi)個(ge)應(ying)答(da)式(shi)的(de)通(tong)訊(xun)流(liu)程(cheng)，當(dang)煤(mei)礦(kuang)信(xin)息(xi)采(cai)集(ji)點(dian)數(shu)量(liang)增(zeng)加(jia)，中(zhong)心(xin)不(bu)用(yong)擴(kuo)容(rong)即(ji)可(ke)滿(man)足(zu)需(xu)求(qiu)。
（二）產品特性
煤礦信息采集傳輸係統采用WIXUM GPRS DTU。產品基於中國移動的GPRS網絡，提供RS232、RS485、TTL接口，利用GPRS數據業務實現無線聯網，產品支持各種行業應用，如實現信用卡實時認證、POS機的遠程控製維護、遠程業務點接入等。在煤礦信息采集傳輸係統方案中，WIXUM GPRS DTU可通過外置或嵌入方式與煤礦信息采集點設備連接。
1、支持900／1800／1900MHz三頻GSM/GPRS。
2、接口： RS232、RS485、TTL。
3、係統理論傳輸速率171Kbps，實際傳輸速率40Kbps。
4、支持Windows95/98/2000/XP/LINUX操作係統。
5、透明數據傳輸：WIXUM DTU內嵌TCP/IP協議，為用戶的數據設備提供透明傳輸通道；
6、自動撥號連接：WIXUM DTU可配置上電自動撥號上網、連接網絡，同時支持用戶 端發起命令連接或遠程喚醒連接；
7、短信息備用數據通道：在GPRS網絡無法連接時可啟用短信作為備用數據傳輸通道
8、短信息遠程維護功能；
9、實時監測網絡連接情況，掉線自動重撥功能；
10、提供主副IP及動態域名解析；
11、心跳報告時間間隔用戶可設定；
12、數據通信幀長度用戶可設定；
13、支持VPN安全功能。
14、安裝靈活、使用方便、可靠。
（三）係統功能
1、係統具備具備的功能有：監測瓦斯、風速、負壓、溫度、一氧化碳、饋電及風門開關等環境參數，還可以監測煤倉煤位、水倉的水位及主要機電設備開停等生產參數；監測電壓、電流、功率等電力參數；機電設備運行保護參數。
2、配接更大的麵積上顯示更多的工藝流程模擬圖、監測曲線、表格和文字， ① 係統生成及操作； ② 測點生成及操作； ③ 工藝流程模擬圖形顯示； ④ 各測點數據表格顯示； ⑤ 井上、井下各類模擬量參數的實時表格、拄狀圖、變化曲線顯示； ⑥ 井上、井下主要設備開停等開關量的實時值和開/停時間顯示； ⑦ 原煤產量等累計量的實時值和累計值顯示； ⑧ 各類報警除表格顯示外，還有聲訊信號； ⑨ 時鍾和日期顯示； ⑩ 係統相關設備及軟件操作說明跟蹤顯示。
3、係統具有列表顯示功能。模擬圖及相關顯示內容包括地點、名稱、單位、報警門限、斷電門限、監測值、最大值、平均值、最小值、斷電命令、饋電狀態、超限報警、斷電邏輯不符報警、傳感器故障、封鎖與解鎖等。開關量顯示內容包括地點、名稱、開/停時刻、狀態、工作時間、開停次數、傳感器狀態、閉鎖與解鎖等。累計量顯示內容包括地點、名稱、單位、累計量值等。
4、 對dui各ge類lei報bao警jing信xin息xi進jin行xing處chu理li，並bing實shi時shi進jin行xing存cun儲chu和he報bao警jing。傳chuan感gan器qi數shu值zhi超chao限xian時shi聲sheng光guang報bao警jing提ti示shi，並bing在zai監jian控kong主zhu機ji的de相xiang應ying的de條tiao目mu以yi變bian換huan背bei景jing顏yan色se和he閃shan爍shuo的de方fang式shi提ti醒xing用yong戶hu發fa出chu報bao警jing信xin號hao的de具ju體ti設she備bei及ji安an裝zhuang地di點dian。
（四）安全措施
本係統需要極高的係統安全保障和穩定性。安全保障主要是防止來自係統內外的有意和無意的破環，網絡安全防護措施包括信道加密、信源加密、登錄防護、訪問防護、接入防護、防火牆等。穩定是指係統能夠7×24小時不間斷運行，即使出現硬件和軟件故障，係統也不能中斷運行。
數據中心可通過公網使用VPN接入到移動GPRS網，采用VPN方式成本比較低，企業不用租用專線，還可以利舊使用原有的VPN設備，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，客戶端在連接應用服務器前，要經過Radius服務器的認證整個數據傳送過程得到了加密保護，安全性比較高，可充分保障速度和網絡服務質量。另外，數據中心也可以采用APN接入方式，租用專線接入到移動公司的GGSN設備上，這種成本高，安全性高、穩定可靠。對於安全性要求非常高的係統，可考慮在專用APN接入的基礎上再加上VPN接入方式的混合接入方式，進一步提高係統的安全性。
1、VPN虛擬專網模式：企業內部網絡中配置VPN服務器，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，用戶通過接入企業內部虛擬專網的方式與Internet進行隔離，可對整個數據傳送過程進行加密保護，有效避免非法入侵。
2、利用SIM卡的唯一性，對用戶SIM卡手機號碼進行鑒別授權，在網絡側對SIM卡號和APN進行綁定，劃定用戶可接入某係統的範圍,隻有屬於指定行業的SIM卡手機號才能訪問專用APN，移動終端與數據中心采用中國移動分配的專門的APN進行無線網絡接入，普通手機的SIM卡號無法呼叫專門的APN。
3、對於特定用戶，可通過數據中心分配特定的用戶ID和密碼， 其他沒有數據中心分配的用戶ID和密碼的用戶將無法登錄進入係統，係統的安全性進一步增強。
4、數據加密：通過VPN對整個數據傳送過程進行加密保護。
5、網絡接入安全鑒定機製：采用防火牆軟件，設置網絡鑒權和安全防範功能，保障係統安全。
四、結論
采用有線方式，租用靜態IP目前費用比較高約800~1500元/月。采用GPRS無線方式，係統流量費用目前有包月製和按數據量兩種收費方式，按流量計算0.03元K，而包月製20元/月有1024 kBytes流(liu)量(liang)，可(ke)滿(man)足(zu)煤(mei)礦(kuang)生(sheng)產(chan)部(bu)門(men)目(mu)前(qian)煤(mei)礦(kuang)監(jian)控(kong)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)係(xi)統(tong)的(de)實(shi)際(ji)數(shu)據(ju)量(liang)，估(gu)計(ji)日(ri)後(hou)其(qi)費(fei)用(yong)會(hui)逐(zhu)步(bu)降(jiang)低(di)。對(dui)於(yu)煤(mei)礦(kuang)生(sheng)產(chan)部(bu)門(men)來(lai)說(shuo)，由(you)於(yu)通(tong)信(xin)費(fei)用(yong)較(jiao)低(di)，享(xiang)受(shou)到(dao)了(le)實(shi)惠(hui)。另(ling)外(wai)，由(you)於(yu)接(jie)入(ru)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)移(yi)動(dong)，當(dang)煤(mei)礦(kuang)觀(guan)測(ce)站(zhan)和(he)煤(mei)礦(kuang)信(xin)息(xi)監(jian)控(kong)點(dian)搬(ban)遷(qian)時(shi)設(she)備(bei)可(ke)隨(sui)之(zhi)遷(qian)移(yi)並(bing)可(ke)繼(ji)續(xu)使(shi)用(yong)，可(ke)以(yi)保(bao)護(hu)用(yong)戶(hu)原(yuan)有(you)投(tou)資(zi)，適(shi)合(he)於(yu)煤(mei)礦(kuang)監(jian)控(kong)工(gong)作(zuo)的(de)特(te)點(dian)
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