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　　上級單位接收下屬各礦上報的實時數(shù)據(jù)，并存入本地實時數(shù)據(jù)庫；

　　b. 安全信息告警

　告警信息生成（將礦井的原始數(shù)據(jù)和告警閥值進行比較，如果超過值則產(chǎn)生告警）；

　告警數(shù)據(jù)上報上級單位（將告警數(shù)據(jù)上報給上級單位）；

　逐級通知安全責任人（根據(jù)告警策略將告警信息逐級發(fā)送到安全責任人的手機上，督促其盡快處理）。在通知安全責任人時，可以根據(jù)告警策略的設(shè)置，分級分時通知安全責任人。當同時發(fā)生幾種告警時，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)定可以自動選擇發(fā)送優(yōu)先級，例如同時發(fā)生瓦斯和硫化氫告警時優(yōu)先發(fā)送瓦斯告警）。

　　c. 安全信息分析統(tǒng)計

　　系統(tǒng)定期將安全信息進行匯總、統(tǒng)計，并可輸出各種報表。

　　d. 基本管理

　　信息源管理（對原始數(shù)據(jù)和告警閥值數(shù)據(jù)進行配置和管理）；

　告警策略管理（配置安全數(shù)據(jù)的告警策略，例如通知安全責任人的順序和時間等）；

　數(shù)據(jù)管理（數(shù)據(jù)庫備份、恢復等功能）；

　　2. 系統(tǒng)特點

　　a. 永遠在線： GPRS 無線數(shù)據(jù)終端一開機就能自動附著到GPRS 網(wǎng)絡(luò)上，并與您的數(shù)據(jù)中心建立通信鏈路，隨時收發(fā)用戶數(shù)據(jù)設(shè)備的數(shù)據(jù)，具有很高的實時性；

　　b. 按流量計費：GPRS 無線數(shù)據(jù)終端，按照接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來收取費用，沒有數(shù)據(jù)流量的傳遞時不收費用；

　　c. 高速傳輸：GPRS 網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度最快將達到160Kbps，速率的高低取決于移動運營商的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，根據(jù)中國移動的網(wǎng)絡(luò)情況，目前可提供20~40Kbps 的穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸；

　　d. 組網(wǎng)簡單、迅速、靈活：GPRS 無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)可以通過Internet 網(wǎng)絡(luò)隨時隨地的構(gòu)建覆蓋全中國的虛擬移動數(shù)據(jù)通信專用網(wǎng)絡(luò)，為廣大中小用戶提供接入便利，節(jié)省接入投資；

　　e. 通信鏈路由專業(yè)運營商維護：由于采用中國移動的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此鏈路維護也由中國移動負責，免除通信鏈路維護的麻煩

　　f. 防雷擊與靜電：由于采用中國移動的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，所以在不影響上網(wǎng)的前提下，GPRS 無線數(shù)據(jù)終端的發(fā)射功率非常小，天線非常短，而且無需高架，克服了有線傳輸和無線電臺傳輸容易引雷擊壞設(shè)備與產(chǎn)生靜電導致危險的缺點。

　　3. 系統(tǒng)功能

　　（1）系統(tǒng)具備的功能有：監(jiān)測瓦斯、風速、負壓、溫度、一氧化碳、饋電及風門開關(guān)等環(huán)境參數(shù)，還可以監(jiān)測煤倉煤位、水倉的水位及主要機電設(shè)備開停等生產(chǎn)參數(shù)；監(jiān)測電壓、電流、功率等電力參數(shù)；機電設(shè)備運行保護參數(shù)。

　　（2）配接更大的面積上顯示更多的工藝流程模擬圖、監(jiān)測曲線、表格和文字。

　　① 系統(tǒng)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(shù)據(jù)表格顯示；
　　⑤ 井上、井下各類模擬量參數(shù)的實時表格、柱狀圖、變化曲線顯示；
　　⑥ 井上、井下主要設(shè)備開停等開關(guān)量的實時值和開/停時間顯示；
　　⑦ 原煤產(chǎn)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 時鐘和日期顯示；
　　⑩ 系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備及軟件操作說明跟蹤顯示。

　　（3）系統(tǒng)可配置顯示屏，可以顯示動、靜態(tài)模擬圖形、數(shù)據(jù)表格、歷史曲線、分層顯示采掘平面圖、測點配置，實時數(shù)據(jù)顯示等。也可通過顯示屏控制主機編制礦井實時礦井安全信息或提示。

　　（4）系統(tǒng)的人機界面十分友好，所有顯示和打印有操作人員只要用鼠標進行簡單的點擊即可，任何人都可方便使用，即使偶爾有錯誤的操作也不會影響系統(tǒng)的正常工作。為了確保系統(tǒng)配置等信息不被破壞，專門為系統(tǒng)管理人員、普通操作人員定義了操作權(quán)限并配置相應(yīng)的口令密碼，只有口令密碼正確才能進入系統(tǒng)進行操作權(quán)限范圍內(nèi)的操作。

　　（5）系統(tǒng)所有被檢測的參數(shù)、開/停信息及累計量累計、存儲，并可連續(xù)保持一年（系統(tǒng)軟件每三分鐘存盤一次），如有特殊情況可保存更長時間，這些數(shù)據(jù)可隨時用表格、二維曲線等形式顯示出來，可以打印保存。對重要設(shè)備用戶能夠調(diào)整模擬量或設(shè)備開停信息和存儲時間。

　　（6）系統(tǒng)有簡便的繪圖工具。所有動態(tài)、靜態(tài)圖都可由礦上一般操作人員繪制（繪圖時不影響主機實時監(jiān)測功能）。

　　（7）系統(tǒng)具有列表顯示功能。模擬圖及相關(guān)顯示內(nèi)容包括地點、名稱、單位、報警門限、斷電門限、監(jiān)測值、最大值、平均值、最小值、斷電命令、饋電狀態(tài)、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(guān)量顯示內(nèi)容包括地點、名稱、開/停時刻、狀態(tài)、工作時間、開停次數(shù)、傳感器狀態(tài)、閉鎖與解鎖等。累計量顯示內(nèi)容包括地點、名稱、單位、累計量值等。

　　（8）系統(tǒng)具有模擬量實時曲線和歷史曲線顯示功能。在同一坐標上用不同顏色顯示最大值、平均值最小值曲線。在一屏上，同時顯示6 個模擬量曲線，并設(shè)時間標尺，可顯示出對應(yīng)時間標尺的模擬量。

　　（9）系統(tǒng)具有柱狀圖顯示功能。能直觀地反映開機率、開/停次數(shù)、傳感器狀態(tài)、閉鎖與解鎖等，并設(shè)時間標尺。

　　（10）系統(tǒng)具有模擬動畫顯示功能。能形象、直觀、全面地反映安全生產(chǎn)狀況。點擊設(shè)備圖標即可顯示該設(shè)備的有關(guān)內(nèi)容，包括工藝流程模擬圖、相應(yīng)設(shè)備開停、相應(yīng)模擬量數(shù)值和曲線等。

　　（11）方便地由用戶自行生成各類表格，打印所要求的各類數(shù)據(jù)表格、圖形及曲線。

　　（12）對各類報警信息進行處理，并實時進行存儲和報警。傳感器數(shù)值超限時聲光報警提示，并在監(jiān)控主機的相應(yīng)的條目以變換背景顏色和閃爍的方式提醒用戶發(fā)出報警信號的具體設(shè)備及安裝地點。

　　（13）系統(tǒng)具有防雷電功能，再加上接口和分站的光電隔離；為了確保萬無一失，專門在主傳輸電纜聯(lián)接監(jiān)測主機端配置了法國生產(chǎn)的避雷器。

　　4．系統(tǒng)設(shè)計原則

　　● 根據(jù)用戶的使用要求；

　　● 根據(jù)煤炭行業(yè)標準GB3836-2000 和新版《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的要求來選型；

　　● 技術(shù)先進、成熟，功能實用性強，確保可靠；

　　● 組合方便，擴展性能好。能為以后系統(tǒng)擴展留有充分的余地，為系統(tǒng)升級提供便利；

　　● 開放性與兼容性良好，能實現(xiàn)系統(tǒng)的軟、硬件連接；系統(tǒng)之間充分開放，互容度高；

　　● 擴展功能多樣化，系統(tǒng)通過聯(lián)機實現(xiàn)信息交換、監(jiān)視、控制和管理；

　　● 優(yōu)化設(shè)備功能以達到經(jīng)濟、有效，減少維護、管理人員；

　　● 人機界面良好，運行管理方便，數(shù)據(jù)準確，反應(yīng)迅速，操作簡便。

　　四、系統(tǒng)監(jiān)測指標

　　礦井安全遠程監(jiān)測無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個集電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)采集、信號處理、信息管理以及軟件工程等多任務(wù)、多層次、多種技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)。礦井安全遠程監(jiān)測無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由地面監(jiān)控中心站、GPRS 無線數(shù)據(jù)終端、各種井下分站、井下隔爆兼本質(zhì)安全型多路電源、遠程斷電器、各種礦用傳感器和礦用機電控制設(shè)備，及安全生產(chǎn)監(jiān)測軟件組成。整個系統(tǒng)組成拓撲圖。
 
　　A  通信服務(wù)器負責實現(xiàn)行業(yè)數(shù)據(jù)通信協(xié)議、數(shù)據(jù)代理轉(zhuǎn)發(fā)、通信設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等功能；

　　B  監(jiān)控中心服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、存儲、反控等功能；

　　C  數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行數(shù)據(jù)存儲、備份；

　　D  WEB服務(wù)器實現(xiàn)實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理、業(yè)務(wù)管理等功能。

　　具體實現(xiàn)時通信服務(wù)器、監(jiān)控中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB服務(wù)器可以安裝在一臺服務(wù)器中，也可以安裝在不同服務(wù)器中。如果行業(yè)客戶要求對終端進行終端IP綁定，需要安裝RADIUS服務(wù)器，為系統(tǒng)提供AAA認證和IP綁定功能。

　　推薦省級監(jiān)控中心通過APN專線接入到移動GPRS網(wǎng)，這種方式安全性高、穩(wěn)定可靠。各級監(jiān)控中心相互之間通過VPN相連。

　　各監(jiān)控點使用用GPRS終端，通過移動的網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心相連。

　　五、GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端

　　GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端實現(xiàn)監(jiān)控中心主站與監(jiān)控終端的通訊。本系統(tǒng)中采用SARO-3130P GRPS DTU。該DTU功能與特點如下：

　　A、功能：

　　1. 標準的AT 命令界面,方便程序設(shè)計；
　　2. TCP/IP Internet 內(nèi)嵌的協(xié)議棧，輕松互連；
　　3. RS232接口方式，更加簡便的通訊方式；
　　4. 可通過串口升級程序。

　　B、性能：

　　1. 使用低功耗高性能的CPU 做處理器，16位內(nèi)部數(shù)據(jù)總線，128KBSRAM，512KBFLASH，可高速處理協(xié)議和大量數(shù)據(jù)；
　　2. 支持全透明及幀格式數(shù)據(jù)傳輸；
　　3. 支持TCP、IP、PPP、ICMP、UDP、TELNET、HTTP 協(xié)議棧；
　　4. 一個符合ISO7816-3IC 卡標準的SIM 卡座，支持符合GSM11.11 和GSM11.10，規(guī)范SIM 卡；
　　5. 簡化的接口設(shè)計，使用通用的232 接口和簡單的AT 命令交互界面；
　　6. 供了更方便的電源接口，即可使用外掛電源。又可從串口直接取電；
　　7. 整機功耗小于3W；
　　8. 完善了GPRS 網(wǎng)絡(luò)中所出現(xiàn)的假撥號，掉線自動重啟，遠程喚醒等功能；
　　9. 支持遠程控制及動態(tài)域名解析；
　　10. 同時更具嵌入式系統(tǒng)要求，可提供內(nèi)置式模塊（不帶外殼，可通過插針與嵌入式直接系統(tǒng)相連）；
　　11、同時還有軟硬件雙重看門狗，在DTU不能正常工作時，能夠自動斷電復位。

　　六、具體監(jiān)測指標

　　1、 現(xiàn)場采集傳輸

　　現(xiàn)場采集子站由二次儀表連接傳感器通過RS-232通訊口與GPRS 無線數(shù)據(jù)終端連接，每一個GPRS 無線數(shù)據(jù)終端裝入一個中國移動的數(shù)據(jù)SIM 卡。為防止井下瓦斯煤塵火災(zāi)等事故危害人身和設(shè)備安全，在井下各采區(qū)工作面、掘進頭及主要巷道、機電峒室等處設(shè)置瓦斯、溫度、一氧化碳、風速、負壓等各類環(huán)境監(jiān)測傳感器，在風門處設(shè)置風門開關(guān)對井下通風環(huán)境設(shè)施的狀況進行監(jiān)測，并對風機等機電設(shè)備的運行狀況監(jiān)測和控制，分站將監(jiān)測信息傳送到地面中心站。當瓦斯等參數(shù)超限時（可根據(jù)具體情況自行設(shè)置斷電、復電值），可對有關(guān)設(shè)備進行實時斷電。系統(tǒng)將充分利用煤礦現(xiàn)有傳感器及技術(shù)資源，并保證所有傳感器（采集頻率為200-1000Hz 的標準信號。部分廠家的傳感器輸出為4-20mA，可以通過 “信號轉(zhuǎn)換器”來轉(zhuǎn)換為200-1000Hz 信號）在接入系統(tǒng)后能正常工作。
井下分站和傳感器安裝在井下具有煤塵、沼氣、一氧化碳等危險氣體的環(huán)境中，對煤礦井下的各種安全、生產(chǎn)參數(shù)進行實時監(jiān)測和處理，并將安全生產(chǎn)參數(shù)經(jīng)由GPRS 無線數(shù)據(jù)終端及時傳輸?shù)降孛嬷行恼尽８鞣N數(shù)據(jù)由分站和中心站處理，并能按要求直接發(fā)出聲、光報警和斷電控制信號。地面中心站經(jīng)過GPRS 無線數(shù)據(jù)終端采用GPRS 網(wǎng)絡(luò)與井下分站聯(lián)結(jié)通信。通過系統(tǒng)可以準確，全面地了解井下安全情況和生產(chǎn)情況，實現(xiàn)對災(zāi)害事故的早期預測和預報，并能及時地自動處理。生產(chǎn)調(diào)度人員可以掌握井下設(shè)備運行情況，準確地指揮生產(chǎn)。

　　2、監(jiān)控中心

　　礦井安全遠程監(jiān)測無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的監(jiān)控中心為地面聯(lián)網(wǎng)（公網(wǎng)固定IP或移動內(nèi)網(wǎng)固定IP）的2 臺計算機：監(jiān)控主機和副機，當主機出現(xiàn)故障時，副機立即代替主機進行監(jiān)控，計算機通過通信接口不斷地與各個分站進行數(shù)據(jù)通信，分站和測點可分布于地面或井下任何地方，分站采集各測點傳感器的信號，通過GPRS 無線數(shù)據(jù)終端與通信接口相連，向主機傳遞數(shù)據(jù)，同時分站又不停地對所接的傳感器巡測，進行數(shù)據(jù)預處理、顯示或根據(jù)需要控制輸出。系統(tǒng)主機不斷地把接收到的各分站測點數(shù)據(jù)實時處理、顯示并定時存盤。

　　七、移動公司專線APN傳輸方式

　　根據(jù)企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)安全的特殊要求，廈門桑榮科技發(fā)展有限公司設(shè)計了基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸方案，采用了多種安全措施，主要包括：

　　．通過一條2M 專線接入移動公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有IP地址進行廣域連接，在GGSN與移動公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。

　　．為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請該APN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡僅開通該專用APN，限制使用其他APN。

　　．客戶可自建一套RADIUS服務(wù)器和DHCP服務(wù)器，GGSN向RADIUS服務(wù)器提供用戶主叫號碼，采用主叫號碼和用戶賬號相結(jié)合的認證方式；用戶通過認證后由DHCP服務(wù)器分配企業(yè)內(nèi)部的靜態(tài)IP地址。

　　．端到端加密：移動終端和服務(wù)器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。

　　．雙方采用防火墻進行隔離，并在防火墻上進行IP地址和端口過濾。

　　八、移動業(yè)務(wù)流程

　　GPRS專網(wǎng)系統(tǒng)終端上網(wǎng)登錄服務(wù)器平臺的流程為：

　　1）用戶發(fā)出GPRS登錄請求，請求中包括由移動公司為GPRS專網(wǎng)系統(tǒng)專門分配的專網(wǎng)APN；

　　2）根據(jù)請求中的APN，SGSN向DNS服務(wù)器發(fā)出查詢請求，找到與企業(yè)服務(wù)器平臺連接的GGSN，并將用戶請求通過GTP隧道封裝送給GGSN；

　　3）GGSN將用戶認證信息（包括手機號碼、用戶賬號、密碼等）通過專線送至Radius進行認證；

　　4）Radius認證服務(wù)器看到手機號等認證信息，確認是合法用戶發(fā)來的請求，向DHCP服務(wù)器請求分配用戶地址；

　　5）Radius認證通過后，由Radius向GGSN發(fā)送攜帶用戶地址的確認信息；

　　6）用戶得到了IP地址，就可以攜帶數(shù)據(jù)包，對GPRS專網(wǎng)系統(tǒng)信息查詢和業(yè)務(wù)處理平臺進行訪問。
　　
　　九、安全方案

　　第一級：安全的網(wǎng)絡(luò)接入層

　　使用移動公司分配的專門的APN進行無線網(wǎng)絡(luò)接入；

　　分配特定的手機號：手機主叫號在移動GSM交換機生成，已經(jīng)進行了加密，資深的網(wǎng)絡(luò)黑客也是很難偽造手機號的。

　　移動在網(wǎng)絡(luò)側(cè)HLR網(wǎng)元給手機號和APN做了綁定，只有屬于行業(yè)的手機號才能訪問專用APN。黑客拿著其他手機號的GPRS終端根本無法呼叫專門的APN。

　　第二級：安全的終端認證

　　數(shù)據(jù)中心可以給每個GPRS終端分配特有的用戶ID和密碼，交換機資深黑客即使偽造了合法的手機號，但是數(shù)據(jù)中心分配給GPRS終端的用戶ID和密碼沒有，依然與數(shù)據(jù)中心建立不了呼叫，而數(shù)據(jù)中心可以周期性命令各電表數(shù)據(jù)采集點將用戶ID和密碼改掉。

　　第三級：安全的防火墻過濾

　　通過物理防火墻設(shè)置訪問權(quán)限

　　第四級：安全的應(yīng)用系統(tǒng)

　　業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在傳輸前進行加密壓縮，保障數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性。應(yīng)用系統(tǒng)提供強大的分級權(quán)限管理，保障數(shù)據(jù)在使用過程中的安全性。

　　十、綜 述

　　綜上所述，礦井安全遠程監(jiān)測無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一種適用于大中型礦井的無線網(wǎng)絡(luò)、計算機監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)，該系統(tǒng)軟件緊跟監(jiān)控系統(tǒng)軟件發(fā)展的潮流，界面友好，圖形功能強大，可在大屏幕上顯示礦井生產(chǎn)系統(tǒng)動態(tài)模擬圖，幫助礦領(lǐng)導和調(diào)度員了解本單位主要生產(chǎn)設(shè)備及運行環(huán)境參數(shù)，及時調(diào)度生產(chǎn)，防止事故，安全生產(chǎn)。在大中礦井和工廠具有良好的推廣應(yīng)用前景。