一、應用背景

      中國煤礦采掘行業安全一直是中國政府的心痛的癥結，煤炭本是我國重要的能源資源，但我國的煤炭工業長期停留在人工開采水平，生產效率低，安全隱患多，如瓦斯爆炸、地下滲水等事故經常發生。因為煤礦開采的特殊環境，容易發生事故，煤礦行業也被稱為高危險的行業。現在，政府加大了行業的監管力度，那么，煤礦安全主管單位和生產企業建立一套行之有效的安全監控系統已經迫在眉睫。然而，一般煤礦井地理位置偏僻，地形復雜，采用有線網建設投資大，網絡布線困難，采用微波等方式覆蓋率低、傳輸距離有限。無線具有布網靈活、較快傳輸速度特性，正好可以作為有線網絡的最好補充。

      一種利用GPRS遠程通訊監控系統運用而生，系統能夠讓地面或中心監控人員可以直接對井下情況進行實時監控，不僅能直觀的監視和記錄井下工作現場的安全生產情況，通過在井下安裝溫濕傳感器瓦斯探測器，能及時發現事故苗子，防患于未然，也能為事后分析事故提供有關的第一手資料，為將來的安全生產提供可靠的保證。因此煤礦遠程監控系統是現代礦井安全生產監控系統的重要組成部分。

二、監控系統的主要功能

      該系統適用于檢測礦井下的環境參數與各種生產參數，通過無線方式將井下數據傳輸到控制中心機房，實現對井下數據的實時采集、處理、存儲、顯示與報警。包括工作面的圖像、煤層濕度、空氣瓦斯濃度、風機運作狀態的數據都可以在監控中心實時表現出來。

三、解決方案及系統構成及特點

      該系統采用宏電H7000無線通信終端實現中心控制機房對天然氣井下瓦斯、風機運行狀態數據的遠程采集和控制通信，中心控制室安裝主站服務器和工控機。井下采煤工作面放置瓦斯傳感器與模擬量采集模塊，再通過接口轉換器將RS485接口轉換成RS232接口，連接到宏電H7000系列無線通信終端。通過這種連接方式，可以實現控制中心對井下瓦斯含量的實時監控與報警。

1. 產品特點

使用簡便：用戶無需提供其他外圍電路即可通過普通串口實現與Internet互聯。
多功能接口：可以根據客戶的要求來選擇如RS-232,RS-485,TTL等接口。
功能強大：無須PC的撥號，通過RS-232等串行協議即可實現與Internet交換數據。
宏電H7000數據終端永遠在線，即使在工作的中途由于某種原因突然掉電或重啟，H7000系列會自動上線,當網絡運行出現故障時還具有設置參數自動復原功能。
配置靈活：用戶也可對Internet參數和GPRS參數自由配置。
體積小巧：產品體積小巧，設計時還考慮到不同環境下的應用，避免了各種內因造成的工作隱患。既可以作為嵌入式使用，也可以外置使用。
升級方便：具有升級功能，用戶可以方便的升級到更高版本。
擴展性強：H7000系列擁有強大的數據傳輸功能，用戶可將上位機與H7000構成一套完整的數據通信系統，而不需要其他的設備。
抗干擾性強：外殼采用冷軋板，堅固耐用，可以有效地抵御各種惡劣環境；抗強電磁干擾，并且高溫散熱能力極強；加上性能優異的電源伺服電路，可以最大限度地保證在煤礦設備監控、工廠車間設備監控等電壓不太穩定的環境中正常使用。
      H7000系列內嵌了完整的TCP/IP協議族，包括TCP,UDP,DDP,FTP,PPP,TELNET,HTTP,WebServer,SMTP,Pop3等。內嵌的TCP/IP使H7000系列有了各種方式訪問Internet的強大能力。

2. 安全措施

      本系統需要極高的系統安全保障和穩定性。安全保障主要是防止來自系統內外的有意和無意的破環，網絡安全防護措施包括信道加密、信源加密、登錄防護、訪問防護、接入防護、防火墻等。穩定是指系統能夠7×24小時不間斷運行，即使出現硬件和軟件故障，系統也不能中斷運行。
數據中心可通過公網使用VPN接入到移動GPRS網，采用VPN方式成本比較低，企業不用租用專線，還可以使用原有的VPN設備，移動終端需要安裝具有VPN二次虛擬撥號的功能的軟件。通過VPN方式，客戶端在連接應用服務器前，要經過Radius服務器的認證整個數據傳送過程得到了加密保護，安全性比較高，可充分保障速度和網絡服務質量。另外，數據中心也可以采用APN接入方式，租用專線接入到移動公司的GGSN設備上，這種成本高，安全性高、穩定可靠。

      對于安全性要求非常高的系統，可考慮在專用APN接入的基礎上再加上VPN接入方式的混合接入方式，進一步提高系統的安全性。
A.VPN虛擬專網模式：企業內部網絡中配置VPN服務器，移動終端加載具有VPN二次虛擬撥號的功能的客戶端軟件。采用VPN安全技術，用戶通過接入企業內部虛擬專網的方式與Internet進行隔離，可對 整個數據傳送過程進行加密保護，有效避免非法入侵。
B.利用SIM卡的唯一性，對用戶SIM卡手機號碼進行鑒別授權，在網絡側對SIM卡號和APN進行綁定，劃定用戶可接入某系統的范圍,只有屬于指定行業的SIM卡手機號才能訪問專用APN，移動終端與數據中心采用中國移動分配的專門的APN進行無線網絡接入，普通手機的SIM卡號無法呼叫專門的APN。
C.對于特定用戶，可通過數據中心分配特定的用戶ID和密碼， 其他沒有數據中心分配的用戶ID和密碼的用戶將無法登錄進入系統，系統的安全性進一步增強。
D.數據加密：通過VPN對整個數據傳送過程進行加密保護。
E.網絡接入安全鑒定機制：采用防火墻軟件，設置網絡鑒權和安全防范功能，保障系統安全。

四、結論

      H7000無線DDN系統具有工作穩定、易維護、可升級性等諸多優點，同時，深圳宏電技術開發有限公司將為您提供完善的售后服務與支持。針對煤礦監控系統應用領域，深圳宏電技術開發有限公司竭誠為客戶的數據通信提供有效的無線通信解決方案必將在此行業內擁有更加廣闊的發展和應用前景。