数字矿山无线局域网ap接入点的规划与应用研究

北京交通大学硕士学位论文数字矿山无线局域网AP接入点的规划与应用研究姓名：王冬冬申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：杨维20090601数字矿山无线局域网AP接入点的规划与应用研究作者：王冬冬学位授予单位：北京交通大学相似文献(8条)1.期刊论文田洪现.杨维.杨公训.TIANHong-xian.YANGWei.YANGGong-xun数字矿山综合无线局域网络-辽宁工程技术大学学报2006,25(5)针对现代化煤矿生产和安全需求,在分析煤矿现有的监测、监控系统不足和无线电磁波在井下巷道的传播特性基础上,提出了集无线语音通信、无线视频监控、人员定位、环境监测、设备控制和生产管理等功能为一体的基于802.11标准的数字矿山综合无线局域网络.该网络具有传统煤矿监测、监控系统所无法比拟的优越性,提供了未来数字化矿山乃至无人作业工作面的可行性解决方案.2.学位论文刘艳兵数字矿山视频监控及导航系统的设计与实现2009目前我国煤矿井下地质条件复杂，工作环境恶劣，矿井巷道有时长达几十千米，作业地点分散，采煤机电设备及人员流动性大，巷道和采掘工作面空间狭窄，环境中还存在着大量的有爆炸危险的一氧化碳、瓦斯及煤尘等空气混合体，导致工作人员在井下很难知道自身的位置和周围的环境设施，事故隐患极大。本文结合煤矿井下环境特性，在数字矿山综合无线局域网的设计基础之上，提出了煤矿井下视频监控和导航的设计方案，并顺利完成了煤矿井下视频监控系统和导航系统的开发、调试，实现了对煤矿井下环境的无线远程视频监控和导航系统在PocketPC2003模拟器中的模拟定位导航，为煤矿井下的生产管理和安全管理提供了一种可供参考的解决方案。首先，本文阐述了当前煤矿井下通信系统、视频监控系统、导航系统的国内外发展研究现状，为数字矿山综合无线局域网、井下视频监控系统、井下导航系统的设计和开发提供了理论支持。其次，本文设计了数字矿山综合无线局域网的网络拓扑结构和逻辑结构，并全面分析了系统的各个功能模块、技术特点以及系统控制端软件。再次，本文设计并实现了煤矿井下无线视频监控系统，详细设计了视频监控系统的实现目标、网络拓扑结构和逻辑结构，讨论了对视频压缩标准、视频传输协议和方式的选取，分析了无线网络摄像机的构成，还着重分析了系统各个功能模块的开发实现细节。接着，本文设计并在PocketPC2003模拟器上实现了煤矿井下导航系统，分析了对eGIS开发平台的选取以及eSuperMap的特点和组织结构，并详细设计了井下导航系统的实现目标、逻辑结构和数据组织结构，着重分析了井下导航电子地图的制作流程和系统各个功能模块的开发实现细节。最后，本文还完成了视频监控系统在上湾煤矿井下巷道中的功能测试和性能测试，并根据测试结果详细分析了无线网络摄像机在煤矿井下巷道中的部署要求、网络性能、WLAN接入流程以及在TCP和UDP协议下视频数据传输的细节。3.学位论文龙小健数字矿山综合无线通信管理系统中嵌入式SIP终端的设计与实现2009目前，我国煤矿井下通讯基本上是采用有线装置，依靠电缆传输信息。为了将传统分散的、重复建设的煤矿井下不同功能的系统融为一体，对矿山生产、安全进行统一的自动化调度管理，构建了数字矿山综合无线通信管理系统。该系统基于当前先进的WLAN通信技术，集成了煤矿井下无线语音调度、无线视频通信、设备控制、环境监测等功能。作为其中一个重要组成部分的语音调度子系统，采用基于无线局域网的VoIP技术，实现了煤矿井下、井上分机之间的无线语音通信、组呼、语音信箱、电话会议等功能。本论文研究的内容是为了实现嵌入式SIP终端。该终端是属于无线语音调度子系统中的一部分，对煤矿井下的无线语音调度功能的实现具有重要意义。本文在描述数字矿山综合无线通信管理系统的组成结构后，根据系统的总体要求，设计并实现了语音调度子系统的服务器端管理界面和SIP软终端。然后在详细分析SIP协议的实现机制，网络结构，功能实体，信令流程之后，结合目前流行的嵌入式软件开发平台Linux，完成了基于VoIP技术的嵌入式SIP终端硬件平台的搭建，嵌入式开发环境的建立，嵌入式Linux操作系统的移植，根文件系统的建立以及嵌入式SIP终端软件架构的设计和重要模块的实现。根据实际应用需求和易于实现的指导思想，以事件为导向设计了系统的软件部分。该软件系统分为用户程序、SIP信令处理、RTP实时传输和网络协议接口四个模块。各模块间的功能相对独立，但彼此之间又有相互联系，形成了垂直型的层次关系。其中，重点实现了SIP信令处理模块和用户程序模块。接着对嵌入式SIP终端以及数字矿山综合无线管理系统进行了测试。通过搭建一个测试网络测试了嵌入式SIP终端的通话过程，利用Wireshark分析了该通话过程的SIP信令过程（SIP终端注册，呼叫建立，拆除）和各种SIP消息。通过ClearSightAnalyzer分析了SIP终端注册，呼叫建立，拆除的实际流程图和这个测试网络的语音质量，对该测试网络进行了VoIPQos的总体指标评价以及包丢失分析，抖动分析，失序的包传输和时延分析。在校园内搭建测试网络对数字矿山综合无线管理系统进行测试之后，我们来到上湾煤矿进行煤矿井下实际测试，通过对语音调度子系统的测试，分析了语音通信范围的4个临界点的数据，得出了煤矿井下AP的部署要求。通过抓取语音通信时的无线数据包，分析了Wi-Fi手机在WLAN中的接入流程和切换流程。测试结果表明，该语音调度子系统在煤矿井下工作正常，达到了预期的目的。4.期刊论文刘艳兵.杨维.王曙光.李林涛.LIUYan-bing.YANGWei.WANGShu-guang.LILin-tao煤矿井下无线视频监控系统的设计与实现-湖南科技大学学报（自然科学版）2009,24(4)构建煤矿井下无线视频监控系统可有效弥补有线监控系统的不足,提高煤矿井下视频监控的能力,对保证煤矿井下安全生产和抢险救灾具有重要作用.基于数字矿山综合无线局域网系统,设计了煤矿井下无线视频监控系统,完成了系统关键技术的开发与调试,并通过了煤矿井下实际测试.5.学位论文赵岩磊数字矿山无线局域网数据终端的开发与实现2009为了提高矿山的劳动生产效率，减轻井下工人的劳动强度，增强工人的劳动防护安全度，需要开发出一套基于矿井通信的数据终端系统。本文根据目前矿井通信的实际需求，结合国内外矿井无线通信的现状，提出了一种基于无线局域网的矿山数据终端系统。并以ARM920T处理器EP9302为控制核心，研究实现了一种基于嵌入式Linux操作系统的矿山无线数据终端。系统主控制端通过远程控制无线数据终端可以对井下的工作人员进行无线寻呼，发送调度指令，巡检消息；对井下的设备进行控制；对终端串口采集到的井下环境参数进行实时监控。当有异常情况发生时，工作人员通过终端设备向地面监控中心进行紧急报警，提示相关人员采取处理措施。本研究构建了终端开发所需的硬件平台，基于嵌入式Linux操作系统搭建终端系统的软件平台：包括交叉编译环境的建立，嵌入式Linux内核的配置和编译，根文件系统的制作等。为终端添加无线模块，对IEEE802．11b协议的USB无线网卡进行驱动程序的移植，实现即插即用功能。主要完成了嵌入式Linux环境下应用软件的设计与开发。首先采用套接字编程方法实现终端与主控制端之间的基于TCP协议的网络通信。然后采用Linux多线程技术实现系统多任务的并发功能，将短消息传输，设备控制，环境参数采集与紧急报警模块融为一体，设计-开发出一个完整的无线数据终端应用软件系统。在数据传输中，对应用层的数据报文格式作出设计，使其能够传送不同类型的消息结构体；并相应设计出数据报文的发送和接收过程。在不同功能线程的消息发送过程中，设计出一种用于暂存消息结构体的消息队列，使用互斥锁和信号量来设计消息结构体的进队和出队操作，实现线程间互斥和同步，以完成多任务并发的实时性。在完成以上终端系统设计和调试工作的基础上，在井下巷道中对文中设计的无线数据终端系统进行实际的测试。先进行功能性测试验证了此系统的可行性，后对终端通信过程中的抓包测试结果进行分析，得出无线数据终端在网络中的通信流程以及能够顺利进行数据传输的通信范围。6.学位论文许彦基于WLAN的三网合一综合通讯系统的研究与实现2009在现代矿山井下工程中，如何实现井下语音通信、视频监测、人员与设备跟踪定位等成为矿山企业管理者首先面对的问题。井下综合通讯技术就是针对上述问题逐渐发展起来的，它将是我国矿山企业的一次巨变。井下综合通讯系统的建立不仅对井下作业的安全生产有着重要的影响，而且对于实现矿山企业的信息化和网络化也有重要的意义。井下综合业务系统是以多学科为基础进行研究的，在研究中不仅要具备采矿学科方面的知识，而且还要有嵌入式系统理论、计算机网络及通信技术领域内的相关知识。本研究主要内容如下：⑴介绍了无线局域网的相关理论，包括其传播特性、协议标准、工作过程与原理等；⑵组建了三网合一系统信号传输模块的复用部分、并在骨干网络进行了冗余设计；⑶介绍了视频监控系统的发展历程，分析了视频监控系统的原理和组成，给出了井下监控系统组建的方案；⑷介绍了语音通讯系统的VOIP原理，VOIP话机内部结构和工作流程以及涉及的VOIP协议，给出了VOIP服务器的配置；⑸介绍了人员定位考勤系统方案的硬件整体框架，设计了其核心硬件，介绍定位系统的定位原理和软件实现；介绍了方案的硬件整体框架和各部分硬件模块的设计实现；⑹以大红山铜矿为工程实例，阐述了三网合一的实施过程中网络规划、无线接入点的布置等问题。7.期刊论文刘艳兵.杨维.李林涛.王曙光.LIUYan-bing.YANGWei.LILin-tao.WANGShu-guang煤矿井下无线导航系统的设计与模拟-太原理工大学学报2010,41(1)为了增强煤矿井下安全生产、抢险救灾的能力和提高管理效率,基于数字矿山综合无线局域网络系统设计了煤矿井下无线导航系统.通过利用井下接入点设备(AccessPoint,AP)的基本服务集识别码和导航设备接收到的信号强度指示进行导航系统内人员与设备的定位.利用嵌入式地理信息系统eSuperMap开发平台和WinCE嵌入式操作系统,在定位的基础上实现对煤矿井下作业人员和流动设备的导航.开发了电子地图操作、信息查询、路径分析、导航等功能,并在PocketPC2003模拟器上进行了模拟演示,表明了该系统的可行性.这些工作为煤矿井下无线导航系统的进一步开发打下了重要技术基础.8.学位论文邹慧基于Asterisk的VoIP系统实验研究2009针对煤矿井下有线通信系统的缺点以及目前煤矿生产中使用的监测、监控与通信系统各自为政，造成通信线路重复投资与建设、系统维护量大、整体可靠性差等问题，本文中设计了集无线语音通信、无线视频监控和短消息、设备控制、井下环境监测、紧急报警功能为一体的数字矿山综合无线局域网通信系统。鉴于VoIP（VoiceoverInternetProtocol）技术的优点，文中用其实现了该系统的无线语音通信功能。Asterisk是一个开源的软件包，是一个纯软件的实施方案，它可以运行PBX的所有功能，同时还可以提供语音邮件服务、电话会议等增值服务。Asterisk既支持传统的模拟电话设备和数字电话设备，也支持新兴的VoIP语音系统，由其构成的VoIP系统已经渐渐成为中小型企业的首选方案。IP02为2端口的IP-PBX，它将Asterisk与Linux操作系统结合在一起，这样就可以在一块很小并且功耗很低的嵌入式板上实现所有的AsteriskIP-PBX功能，并且易于操作。鉴于IP02的优点，本文选择用其构建VoIP系统，并对该系统进行实验研究。文章阐述了VoIP的相关知识；对SIP协议和Asterisk特有的IAX协议进行了分析，同时对二者的注册及呼叫过程分别进行了研究并给出了实验结果，由于IAX协议是新兴的VoIP协议，作者对其做了重点分析；文章设计并实现了集无线语音通信、无线视频监控以及短消息、设备控制、紧急报警功能为一体的通信系统，其中，作者的主要工作为实