關(guān)于通訊的獲獎(jiǎng)科技論文范文
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關(guān)于通訊的獲獎(jiǎng)科技論文范文篇一
當(dāng)前煤礦通訊科技研究
摘要 本文主要介紹了當(dāng)前煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中常用的幾種通訊科技以及各自特點(diǎn),并對其進(jìn)行比較。
關(guān)鍵詞:煤礦通訊;GPRS;GEPON
在我國建設(shè)煤礦現(xiàn)代化的過程中,煤礦經(jīng)歷了從單一重要參數(shù)單機(jī)監(jiān)控到多參數(shù)全方位監(jiān)控并最終實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化過程。目前各個(gè)地方也根據(jù)自己的相應(yīng)特點(diǎn)開發(fā)出了很多適合自己應(yīng)用的監(jiān)控系統(tǒng),而監(jiān)控系統(tǒng)中的貫穿之處在于各個(gè)系統(tǒng)中的通訊子系統(tǒng)?;诖?,本文著眼于當(dāng)前各個(gè)系統(tǒng)中通訊方式的差異性和共通性,將煤礦安監(jiān)通訊系統(tǒng)從有線方式和無線方式兩個(gè)方面對其進(jìn)行了詳盡闡述。
一 有線通訊方式
當(dāng)前煤礦安監(jiān)系統(tǒng)中所使用的有線通訊方式集中于現(xiàn)場總線方式(如c AN總線,PROf-bus總線等)、RS232總線方式、RS4 8 5總線方式以及當(dāng)前流行的GEPON通訊方式等。這些方式優(yōu)點(diǎn)是通信可靠,信號穩(wěn)定。不足之處在于前期組網(wǎng)比較大,成本較高,易損壞。
現(xiàn)場總線通訊方式特點(diǎn)?,F(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)。主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。
現(xiàn)場總線使得現(xiàn)場控制設(shè)備具有通信功能,通信標(biāo)準(zhǔn)的公開、一致,也使系統(tǒng)具備開放性,設(shè)備間具有可操作性。另外功能塊與結(jié)構(gòu)的規(guī)范會(huì)使得相同功能的設(shè)備間具有互換性。其在一對雙絞線上可掛接多個(gè)控制設(shè)備,便于節(jié)省安裝費(fèi)用;節(jié)省維護(hù)開銷;為用戶提供了更為靈活的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)。
從現(xiàn)場總線科技本身來分析,它有兩個(gè)明顯的發(fā)展趨勢:
一是尋求統(tǒng)一的現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn);
二是Industrial Ethernet走向工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。
GEPON通訊方式特點(diǎn)。GEPON(Gigabit Ethemet Passive Optical Network)將以太網(wǎng)(Ethernet,最具有發(fā)展?jié)摿Φ逆溌穼訁f(xié)議)與無源光網(wǎng)絡(luò)(PON,接入網(wǎng)的最佳物理層協(xié)議)結(jié)合在一起形成的能很好適應(yīng)IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入方式。由IEEES02.3EFM(Ethernet for the FirstMile)提出.已形成標(biāo)準(zhǔn)802.3ah,可以環(huán)形,星形,也可以是井下巷道的樹形,更利于煤礦現(xiàn)場特殊環(huán)境。不但集成了無源光網(wǎng)絡(luò)的低成本優(yōu)勢,而且與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)絕對主導(dǎo)地位的以太網(wǎng)科技無縫融合,光纜使用少,傳輸帶寬高,后期擴(kuò)展容易,費(fèi)用低。可以實(shí)現(xiàn)真正的“三網(wǎng)合一”。
RS485通訊方式特點(diǎn)。RS485采用差分信號負(fù)邏輯,+2V~+6V表示“0”,6V~-2V表示“1”。RS485有兩線制和四線制兩種接線,四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式,現(xiàn)很少采用,現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式,這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以掛接3 2個(gè)結(jié)點(diǎn)。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式,即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī)。很多情況下,連接RS-485通信鏈路時(shí)只是簡單地用一對雙絞線將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來。而忽略了信號地的連接,這種連接方法在許多場合是能正常工作的,但卻埋下了很大的隱患,這有二個(gè)原因:(1)共模干擾問題:RS-485接口采用差分方式傳輸信號方式,并不需要相對于某個(gè)參照點(diǎn)來檢測信號,系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍,Rs-485收發(fā)器共模電壓范圍為7~+12V,只有滿足上述條件,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。
綜合幾種通訊方式特點(diǎn),可以看出以上單一有線通訊方式難以滿足當(dāng)前煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行速度和質(zhì)量方面的要求,但是如何合理布局組合,使用兩種或者兩種以上網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以達(dá)到要求。這也是未來發(fā)展的一個(gè)特點(diǎn)。
二、無線通訊方式
目前隨著科技的發(fā)展,無線網(wǎng)絡(luò)越來越多的被用在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)組建中,他們以低成本,易維護(hù)取得了一定的優(yōu)勢地位。但是也存在信號不如有線網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定,容易大面積癱瘓等問題。當(dāng)前,煤礦通訊系統(tǒng)中存在的方式主要有GPRs移動(dòng)通信方式,GSM短消息方式、RFID以及Zlgbee等通訊方式。
現(xiàn)簡單陳述一下特點(diǎn): GPRS通訊方式。GPRS的英文是:“General Packet Radio Service”(譯作“通用分組無線服務(wù)”),它是利用“包交換”(Packet—Switched)的概念發(fā)展起來的一套無線傳輸方式。所謂“包交換”就是將D ata封裝成許多獨(dú)立的封包,再將這些封包——傳送出去,形式上有點(diǎn)類似郵局中的寄包裹。其作用在于只有當(dāng)有資料需要傳送時(shí)才會(huì)占用頻寬,而且可以以傳輸?shù)馁Y料量計(jì)價(jià),這對廣大用戶來說是較合理的計(jì)費(fèi)方式,因?yàn)橄馡nternet這類的數(shù)據(jù)傳輸大多數(shù)的時(shí)間頻寬是閑置的。
GPRS網(wǎng)絡(luò)是基于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)的。對原來GSM的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式,GPRs采用分組交換科技。由于使用“分組”科技,用戶上網(wǎng)可以免受掉線的麻煩。此外,使用GPRs上網(wǎng)的方法與WAP不同, 用WAP上網(wǎng)就如在家中上網(wǎng),先“撥號連接”,而上網(wǎng)后便不能同時(shí)使用該電話線,但GPRs則較優(yōu)越,下載資料和通話可以同時(shí)進(jìn)行。
Zigbee通訊方式。Zigbee的基礎(chǔ)是IEEE 802.15.但I(xiàn)EEE僅處理低級MAC層和物理層協(xié)議,因此Zigb e e聯(lián)盟擴(kuò)展了IEEE,對其網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和API進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。Zigbee是一種新興的短距離、低速率的無線網(wǎng)絡(luò)科技,主要用于近距離無線連接。它有自己的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),在數(shù)千個(gè)微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很少的能量,以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器,所以它們的通信效率非常高。Zigbee是一個(gè)由可多到65000個(gè)無線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),十分類似現(xiàn)有的移動(dòng)通信的c DMA網(wǎng)或GSM網(wǎng),每一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊類似移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基站,在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi),它們之間可以進(jìn)行相互通信;每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75米,到擴(kuò)展后的幾百米,甚至幾公里;另外整個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)還可以與現(xiàn)有的其它的各種網(wǎng)絡(luò)連接。
總結(jié)
本文介紹了當(dāng)前流行的各種應(yīng)用的煤礦安監(jiān)系統(tǒng)中的通訊協(xié)議,詳細(xì)敘述了各自特點(diǎn)以及優(yōu)缺點(diǎn),對以后的煤礦安監(jiān)工作有一定的建設(shè)意義。
參考文獻(xiàn):
[1]短距離無線與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)[M]. 2004.
[2]無線局域網(wǎng)(WLAN)—原理、科技與應(yīng)用[M]. 2004
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