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第1章 矿井通信技术1

1.1 引言1

1.2 有线通信服务2

1.2.1 有线通信的类型2

1.2.2 载波电流系统6

1.2.3 组合系统7

1.2.4 光缆通信7

1.2.5 有线通信系统的限制7

1.3 半无线通信系统7

1.3.1 基于漏泄电缆的系统7

1.3.2 人身安全定位和监测8

1.3.3 增强型数字无绳电信系统9

1.3.4 以太网9

1.4 穿地通信系统10

1.4.1 人员应急（PED）通信系统11

1.4.2 发射机外盖13

1.4.3 矿车守卫者矿工跟踪系统13

1.4.4 Delta 电磁梯度计信标跟踪系统13

1.4.5 地下无线电气通信系统14

1.4.6 紧急广播网14

1.4.7 甚低频和低频的传播14

1.4.8 对TTE的研究16

1.5 无线通信服务17

1.5.1 袖珍寻呼机18

1.5.2 对讲机（Walkie-Talkie）系统18

1.5.3 蓝牙19

1.5.4 无线保真（Wi-Fi）19

1.5.5 全球微波接入互操作性（WiMAX）21

1.5.6 射频识别技术26

1.5.7 超宽带通信29

1.5.8 Watcher（注视者）-ATS31

1.5.9 跟踪器标签系统31

1.6 灾难管理用营救系统32

1.6.1 地下和城市环境通信32

1.6.2 牙齿麦克风34

1.6.3 超低频信标35

1.7 结论35

参考文献37

网站45

第2章 适用频率的评价47

2.1 引言47

2.2 穿过媒质的波的传播48

2.3 实验室实验48

2.3.1 实验方法48

2.3.2 传输信号的分析49

2.4 结果与讨论50

2.5 结论51

参考文献51

第3章 被困矿工通信52

3.1 引言52

3.2 系统描述52

3.3 发射单元53

3.4 接收单元55

3.5 技术说明57

3.5.1 电源及安全防护57

3.5.2 技术规格57

3.5.3 可靠元件58

3.5.4 输入和输出的详细信息58

3.6 安全性分析59

3.6.1 发射单元59

3.6.2 接收单元60

3.7 元件详细信息61

3.7.1 安全性元件额定功率61

3.7.2 发射单元元件列表61

3.7.3 接收单元元件列表63

3.8 系统功能63

3.9 场地实验63

3.1 0结论64

参考文献65

第4章 竖井通信66

4.1 引言66

4.2 理论66

4.2.1 电感应66

4.2.2 电流钳67

4.2.3 电磁耦合67

4.2.4 后果68

4.3 原理68

4.4 系统描述69

4.5 技术细节72

4.5.1 发送单元72

4.5.2 接收单元72

4.5.3 规格73

4.6 现场安装程序73

4.7 实验室和现场实验73

4.7.1 实验室实验73

4.7.2 现场实验74

4.8 系统功能75

4.9 结论75

参考文献76

网站76

第5章 视距通信77

5.1 引言77

5.2 在煤矿坑道中特高频（UHF）无线电波的传播77

5.2.1 波导模式77

5.2.2 表面粗糙度造成的损耗81

5.2.3 隧道壁倾斜造成的损耗82

5.3 预期的矿井通信范围和传输损耗83

5.4 系统描述84

5.5 电路图84

5.6 规格85

5.7 现场实验86

5.8 功能87

5.9 结论87

参考文献88

第6章 全矿井范围通信89

6.1 引言89

6.2 系统90

6.2.1 基本原理90

6.2.2 系统描述90

6.3 漏泄系统的技术规格91

6.4 工作方法92

6.5 优点93

6.6 电缆类型93

6.6.1 长线天线93

6.6.2 双线馈线93

6.6.3 Delogne系统93

6.6.4 开槽的屏蔽电缆94

6.6.5 松编织电缆94

6.7 缺点94

6.8 现场实验94

6.9 无源放大器的开发97

6.9.1 描述97

6.9.2 电路图97

6.9.3 规格98

6.9.4 现场安装99

6.9.5 天线实验99

6.9.6 性能100

6.1 0结论100

参考文献101

第7章 采矿业基于Web的信息和决策支持系统104

7.1 引言104

7.2 煤矿需要IT应用的领域104

7.2.1 提高生产力和生产率104

7.2.2 轮班和人事管理104

7.2.3 减少产量单货不符的情况104

7.2.4 设备维修105

7.2.5 库存管理105

7.2.6 环境监测105

7.2.7 矿史105

7.2.8 灾难预测及矿山安全管理106

7.2.9 法令要求106

7.2.10 灾后管理106

7.2.11 用网上保存的记录改进工作107

7.2.12 地下矿井无线通信107

7.2.13 决策107

7.2.14 培训107

7.3 系统描述107

7.3.1 软件和数据库108

7.3.2 中间件108

7.3.3 硬件110

7.4 结论110

参考文献111

第8章 ZigBee技术：一种独特的无线传感器网络解决方案112

8.1 引言112

8.2 ZigBee技术113

8.2.1 ZigBee协议栈113

8.2.2 网络层114

8.2.3 数据链路层115

8.2.4 通用MAC帧结构116

8.2.5 IEEE 802.1 5.4 中的MAC协议概述117

8.2.6 物理层118

8.2.7 灵敏度和工作距离120

8.2.8 安全性120

8.2.9 限制120

8.3 ZigBee技术专长121

8.4 ZigBee与其他无线技术的比较121

8.5 ZigBee的特点124

8.6 应用领域124

8.7 ZigBee的设备制造商125

8.8 结论126

参考文献127

网站128

第9章 矿山无线信息和安全系统129

9.1 引言129

9.2 功能129

9.3 系统131

9.3.1 协调器131

9.3.2 路由器／终端设备143

9.3.3 一氧化碳监测设备154

9.3.4 甲烷监测设备164

9.3.5 信息设备176

9.4 原理及运行过程187

9.4.1 跟踪和监测系统187

9.4.2 减少致命事故187

9.4.3 碰撞预防系统188

9.4.4 效率和生产率监测系统188

9.4.5 监测矿工不安全习惯与报警系统188

9.4.6 信息通信系统189

9.5 系统安装过程189

9.6 系统功能191

9.7 地下矿井RFID设备性能分析192

9.7.1 评价数据包投递率实验192

9.7.2 评价信标率实验197

9.8 结论198

参考文献198

第10章 RFID器件编程200

10.1 引言200

10.2 RFID设备的功能200

10.3 CC2430芯片201

10.4 CC2430模块202

10.5 RFID设备的编程204

10.5.1 使用USB接口的调试204

10.5.2 利用CC2430调试连接器的调试204

10.6 网络的建立204

10.7 网络拓扑205

10.7.1 星形拓扑205

10.7.2 对等拓扑205

10.7.3 分群-树形拓扑205

10.8 网络层次206

10.8.1 应用层（层7）206

10.8.2 表示层（层6）206

10.8.3 会话层（层5）206

10.8.4 传输层（层4）206

10.8.5 网络层（层3）206

10.8.6 数据链路层（层2）207

10.8.7 物理层（层1）207

10.9 无线应用协议207

10.10 媒体访问控制208

10.10.1 MAC应用208

10.10.2 MAC操作209

10.10.3 MAC应用程序设计209

10.10.4 利用TI-MAC库的编程210

10.11 RFID设备的编程和功能212

10.11.1 无线网络编程212

10.11.2 不同设备的功能212

10.11.3 编程过程213

10.12 结论213

参考文献213

网站214

第11章 跟踪和监测软件215

11.1 引言215

11.2 应用软件215

11.3 工作模式216

11.4 流程图和算法216

11.5 软件安装和操作步骤217

11.5.1 安装步骤217

11.5.2 操作步骤222

11.6 结论226

第12章 危险区的本质安全227

12.1 引言227

12.2 本质安全概念228

12.3 分类229

12.3.1 危险区229

12.3.2 防爆设备的温度230

12.4 有关本质安全的标准231

12.4.1 ATEX指令231

12.5 主要的定义234

12.6 IS和关联设备的分组和分类235

12.6.1 电气设备的分类235

12.6.2 简单设备236

12.7 本质安全设备的设计236

12.7.1 结构特征236

12.7.2 各种组件介绍237

12.7.3 简单电路的设计245

12.7.4 参数分析249

12.8 本质安全考虑的参数266

12.8.1 元件的额定值266

12.8.2 连接器266

12.8.3 熔断器266

12.8.4 电池和电池组266

12.8.5 半导体267

12.8.6 故障268

12.9 可靠元件268

12.9.1 变压器269

12.9.2 限流电阻270

12.9.3 隔离电容器270

12.10 分流安全组件的使用270

12.10.1 安全分流器270

12.10.2 并联分流限压器271

12.10.3 导线和连接271

12.10.4 电隔离元件271

12.10.5 安全栅272

12.11 电磁和超声波能量辐射设备274

12.11.1 无线频率源274

12.12 对首次设计者的建议275

12.12.1 基本设计概念275

12.12.2 安全性分析276

12.12.3 影响本质安全的因素278

12.12.4 防爆设备的维护和处理278

12.13 本质安全电路设计指南279

12.14 本质安全防爆的基本概念282

12.15 结论283

参考文献285

网站289

附录A RFID设备编程290

附录B TMS软件不同模块的流程365