短距離通信技術在煤礦井下的應用
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通常情況下，通信收發兩方利用無線電波井下傳輸信息，且能夠在幾十米范圍內傳輸，皆可叫做短距離無線通信，也可稱為短距離通信技術。短距離通信技術具備多種共性，即對等性、成本低以及功耗低等。短距離通信技術實質指一般意義上的無線個人網絡技術，主要有以下幾種標準，ZigBee、IrDA和RFID等；此外，短距離技術有各種不同接入技術，如無線局域網技術等。礦井無線通信有感應通信、動力線載波通信等形式。但動力線載波通信在礦井中應用時，由于抗干擾能力弱，難以匹配傳輸阻抗，所以其效果較差。而感應通信是以電磁感應原理進行通信，發話時，移動通信機的磁性天線與感應線很相似，同時有尺寸大的發射天線，但干擾噪聲過大且傳輸參數可靠性差，很少應用。井下巷道屬于一個限定空間，主要是巖壁組建而成的封閉環境，巖壁往往限制電磁波的傳播，傳播中衰減程度過大。所以選用短距離通信技術應用于煤礦井下中，有著重要意義，短距離通信技術功耗、成本均相對比較低，網絡鋪設簡單，便于操作。
二短距離通信技術在煤礦井下中的應用探討
短距離無線通信技術具備功耗相對較低的優勢，因此對于“本安型”電路的相關設計十分符合。不僅如此，在煤礦井中，使用頻譜的要求較為寬松，所以，在煤礦井無線通信系統中，短距離通信技術具有廣闊的應用價值。
1．ZigBee技術的應用分析
在短距離通信技術中，ZigBee技術是其中最有代表性的技術，同時應用于煤礦井下占據重要的位置。ZigBee技術指以IEEE802.15.4為主要物理層標準，并以此將大量微小傳感器間的通信進行協調。此類傳感器無需巨大能量，經過無線電波且利用接力形式，實現兩個傳感器之間的數據傳輸，發揮高通信效率。ZigBee技術擁有三個特點：功耗低，即休眠狀態下的耗電量為微瓦級，工作狀態下的耗電量為毫瓦級；超大網絡容量，即1個ZigBee可支持的節點有65000個；廣泛的覆蓋面積，網絡覆蓋范圍可達100～1000m。ZigBee技術具備雙向性定位優勢，將ZigBee技術充分應用于煤礦井下中，有效實現井下與地面之間的信息交流，提高定位信息的規范性以及準確性。此外，ZigBee技術在實行雙向傳遞時，可將某些意外或突發事件的發生進行控制和防止，同時，傳輸的速度相當快，信息準確性也較高，從而提高決策反應效率。ZigBee技術系統在反映井下定位現狀的時候，能夠利用計算機將井下活動軌跡進行詳細描述，也就是經過標識卡活動狀況、各種站點間信息的傳遞等，進行了解和掌握井下活動的具體現狀，當發現有不良現象發生時，可立即采取措施，避免發生意外。如在某市煤礦中，因井下地形復雜，在進行煤礦開采時，常常發生事故，發生事故之后，營救人員不能將井下受災人員的分布情況以及人數進行較好確定，若將營救設備盲目開進，則會誤傷受困人員，從而無法及時營救受困工人。然而使用ZigBee技術之后，能將事故受困人員分布位置以及具體情況進行準確確定，促進營救工作的順利開展，及時救出受困人員，進一步降低煤礦井下安全事故的發生率，確保工作人員的生命安全。
2．IrDA技術應用分析
一般情況下，IrDA技術在調制時，常常利用脈沖相位，如此一來，不但將抗干擾能力增強，而且使連續電平功率大于脈沖電平功率，防止了紅外二極管無法承受高功率的現象出現。IrDA技術具備成本低，易控制傳播距離、范圍，保密性高、抗干擾能力強等特點，將該技術應用在煤礦井下通信系統中，可發揮遙控器的作用。此外，根據國家煤礦安全相關監控系統新標準，對于井下傳感器，必須利用紅外遙控傳感器，無需使用精度產品及電位器調零點產品等。由此可見，IrDA技術應用在煤礦井下中具有重要的作用。
3．無載波UWB通信技術應用分析
在煤礦井下應用無載波UWB通信技術，能夠降低煤礦井下通信系統的成功。在煤礦井中，可通過超寬帶信號頻帶寬的優勢，將傳輸距離進行換取。利用UWB無線通信，能快速實現通信和測距及定位統一，多功能一體化等，將無載波UWB通信技術應用在煤礦井下，有利于準確定位井下人員，在發生各種惡性事故的時候，保持無線通信系統通暢，可提高救生搶險的效率。
三、結束語
總之，短距離通信技術在煤礦井下中發揮重要作用，如無載波UWB通信技術、IrDA技術應用和ZigBee技術應用等，只有將這些技術充分利用，才能提升我國煤礦井下開采工作的效率和質量，從而促進煤礦行業的快速發展。
作者：趙娟 朱彤 單位：河南工業貿易職業學院