第七单元 井下定位系统.pptVIP

8.3 CNGI项目重点展示函 基于CNGI和WSN的矿山井下通讯定位与应急联动系统 中国科学技术大学信息学院 2008.11 目 录 1、立项背景与意义 2、项目主要内容 3、技术创新点 4、关键技术 5、技术难点 6、项目可行性分析 7、现有的工作基础 8、工作面通讯跟踪原型系统 1 立项背景与意义 本项目对井下的生产状况进行密集的实时的监控，最大限度的控制矿山灾害的发生，把井下监控行业标准提升到了一个新的级别 在灾害发生后，通过应急联动平台和井下通讯定位平台来支持抢险救灾工作，填补了矿山应急行业的一项空白 项目完成后将为解决我国煤矿行业的防灾、应急两大难题，全面提高煤矿抗御灾害、应急救灾的科技水平和综合能力提供有效手段，经济效益和社会效益无法估量 。 系统投资较小、有推广价值和示范作用。可推广到其他地区和类型的矿山，进一步可推广到森林火灾监测、公共安全，甚至包括国防军事等多方面 2.1 项目主要内容－系统目标 矿山井下定位平台 利用WSN技术实现对矿井深处的险源和矿工实时监控和定位当灾难即将来临时，通过WSN及时通知附近的矿工采取相应的措施，以降低人员的伤亡； 当事故发生后可以通过矿工随身携带的无线传感器节点（安装在矿灯上）对被困矿工进行定位和无线通信联络，提高抢险救灾的能力。 矿山灾害应急联动平台 以CNGI示范网络作为承载，实现对煤炭安全生产的实时远程监控，以及实现矿山灾害的各应急联动单位、部门间异构系统的应用集成与流程整合 2.2 项目主要内容－系统结构 通过在井下的WSN节点采集井下的实时信息，并通过多种的手段上传到应急指挥中心，对突发事件响应的决策过程提供可靠的依据 对突发事件做出迅速的响应，并事件进行分析，可迅速初步确定应急预案，实现多个公共部门的应急系统的联动和信息共享 2.3 项目主要内容－井下定位平台 按功能划分为5个子系统 整合现行已有的安全监测 系统，实现井下可靠的无 线网络覆盖和实时定位 硬件部分针对矿山行业生 产的特点，设计和开发三 种基于WSN的新设备 软件部分采用由用户层—服务器层 —无线传感器网络层（多跳路由）—无线传感器移动节点层四层管理结构，分为三大模块 通讯定位平台 井下矿工定位和救助子系统 井下语音通讯子系统 井下生产调度子系统 与外部的接口子系统 井下险源定位子系统 2.3 项目主要内容－井下定位平台 硬件支撑部分 在承担的CNGI 2005成果的基础上进一步优化无线传感器节点，及其网络结构、通信方式、安全机制、管理维护等技术 设计开发三种新设备： 移动定位节点能周期性地发送移动节点编码信息 数据路由器能接受并及时上传移动定位节点的编码和信号强弱等信息 光纤界面网关安装在远离工作面的交通巷道中的，接受数据路由器的上传信息，并及时通过光纤通道上传到地面数据处理中心 通过升级芯片来提高系统的性能，扩大地址范围； 设计开发更加有效的MAC协议和路由协议来提高系统效率和降低系统功耗 2.3 项目主要内容－井下定位平台 软件部分 用户端：提供GIS图形操作功能；能动态实时地查看井下的生产状况和工人数量位置等，能发布生产调度及预警信息 服务器端：数据管理；监控WSN的数据流和运行情况，实现WSN的网络管理功能；实时存储、查询并管理井下矿工随身携带的节点的工作状态和空间位置记录 无线传感器网络端：提供实时可靠的节点数据采集功能、快速定位和路由功能；支持节点的随机接入和撤消；提供完善的WSN节点反向控制功能 2.4 项目主要内容－应急联动平台 一方面作为矿山突发事件信息的“汇集点”，在突发事件中快速有效地整合、分析、提取危险源和事件现场的信息； 另一方面作为应对突发事件的“智能库”，提供不同条件下突发事件的科学动态预测与危险性分析，判断预警级别并快速发布预警； 进而作为整个应急指挥决策的“控制台”，逐步落实应急预案，调整决策和救援措施等，实现科学决策和高效处置。 五级联动业务机构： 一级决策指挥中心是上级主管部门 二级应急事件联动中心设在矿业集团 三级为各联动单位的调度中心 四级为联动单位的分支机构 五级为处置力量现场分组 2.4 项目主要内容－应急联动平台 硬件支撑部分 网络系统：基于CNGI建立，支持IPv6并兼容IPv4的接入，实现异构系统间的资源管理，资源状态的订阅与触发，以及业务流程的状态驱动；并利用IPv6自身高安全性来实现系统的安全与必威体育官网网址。 有/无线通讯网络：系统全部信息的输出/输入载体 ，包括程控用户交换机、应急系统控制台及数字录音系统、WSN网络、原有无线集群通信网和有线通信网络。 监视系统：将采集的各种音频、文本、图形信息显示在大屏幕、大尺寸视频监视器和首长多媒体终端等显示设备上，内容