一、 需求分析
GPRS 是目前解決移動通信信息服務(wù)的一種較完美的業(yè)務(wù)，它是以數(shù)據(jù)流量計費(fèi)、覆蓋范圍廣泛、數(shù)據(jù)傳輸速度更快。GPRS 的推出，為行業(yè)和企業(yè)用戶開展無線辦公提供了基礎(chǔ)設(shè)施平臺，為推動移動辦公的應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，GPRS網(wǎng)絡(luò)具有租用費(fèi)用低、移動辦公，不受地域制約等優(yōu)點(diǎn)。GPRS 的出現(xiàn)為企業(yè)和行業(yè)用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。
在煤炭企業(yè)，安全生產(chǎn)是擺在各級領(lǐng)導(dǎo)工作的第一位大事。而目前國內(nèi)的煤炭生產(chǎn)安全事故不斷，特別是不斷發(fā)生的重大瓦斯爆炸事故造成了嚴(yán)重的損失，已經(jīng)引起各級部門領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，正采取措施保障煤炭安全生產(chǎn)。
隨著企業(yè)信息化的不斷深入，安全生產(chǎn)信息化成為企業(yè)信息化首當(dāng)其沖的重要內(nèi)容。利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)手段，建設(shè)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，才能將安全生產(chǎn)監(jiān)督管理工作落到實(shí)處。
在我國煤炭行業(yè)，大多數(shù)企業(yè)都已經(jīng)或正在進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度、監(jiān)測監(jiān)控等系統(tǒng)的建設(shè)，這些系統(tǒng)的建立在實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的過程中起到了重要的作用；但是由于各種系統(tǒng)建于不同時期，使用不同的技術(shù)，各系統(tǒng)無法有效的集成，使安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控信息不能很好的整合、利用。將安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控信息及時、準(zhǔn)確的傳送到各級相關(guān)人員手中，缺乏有效的手段。系統(tǒng)需要在地面的中央控制室可對全礦井生產(chǎn)過程及設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)測和控制，并能把信息通過網(wǎng)絡(luò)傳送給礦級領(lǐng)導(dǎo)，使領(lǐng)導(dǎo)在辦公室即可隨時了解生產(chǎn)、安全等信息，實(shí)現(xiàn)全礦井的統(tǒng)一調(diào)度和統(tǒng)一管理。需要系統(tǒng)的信息由下而上逐級集中，可與礦務(wù)局、焦煤公司的局域網(wǎng)內(nèi)的計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時遠(yuǎn)程查看。而控制既可集中于監(jiān)控層操作，也可分散于設(shè)備控制層實(shí)施。各個子系統(tǒng)均可獨(dú)立自成體系，可以按照礦井要求分步配置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最佳配置。
針對這些問題，廈門四信通信開發(fā)人員，在多年的網(wǎng)絡(luò)測控經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用目前世界上最先進(jìn)的數(shù)據(jù)通信技術(shù)，開發(fā)出了礦井安全遠(yuǎn)程監(jiān)測GPRS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以對煤礦進(jìn)行分級管理，進(jìn)行有效監(jiān)管，預(yù)防和減少安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。該系統(tǒng)采用先進(jìn)成熟的GPRS 無線數(shù)據(jù)終端為遠(yuǎn)程傳輸模塊，依托穩(wěn)定、可靠的中國移動GPRS 網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，數(shù)據(jù)采集實(shí)時性強(qiáng)。該系統(tǒng)有效的解決了其他通信方式存在的各種問題。在保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r、準(zhǔn)確的前提下，將系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用也降低到了最低；同時，通信鏈路由專業(yè)的運(yùn)營商來維護(hù)，避免了用戶在使用監(jiān)測系統(tǒng)的同時，還需要耗費(fèi)很大精力去維護(hù)通信線路等問題；節(jié)約了用戶的初期建設(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。
GPRS 無線傳輸數(shù)據(jù)有以下優(yōu)勢：
1．GPRS 用戶可隨意分布和移動自己的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)，無須擔(dān)心線路的維護(hù)或有線在移機(jī)時導(dǎo)致的通訊中斷。建設(shè)新的營業(yè)點(diǎn)無需進(jìn)行拉線，埋線等工作。較光纖，或?qū)＞€系統(tǒng)投資較少，設(shè)備安裝方便。
2．終端價格比較低，與 DDN 相比，較 DTU 或 DDN 專線 Modem 其終端價格便宜很多。
3．儀器設(shè)備反向控制：本系統(tǒng)對符合環(huán)?？偩种朴喌臉?biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)協(xié)議的儀器設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備的時間校正、狀態(tài)報告、開關(guān)以及其他監(jiān)測、控制等功能。
4．GPRS 資費(fèi)便宜，計費(fèi)合理。GPRS 資費(fèi)包月比有線電話網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)還便宜。環(huán)保數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)沒有大數(shù)據(jù)量的信息傳輸，不必要采用資費(fèi)很高的專線（DDN、幀中繼）。GPRS還可根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量和提供的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行計費(fèi)。在 GPRS 網(wǎng)中，用戶只需與網(wǎng)絡(luò)建立一次連接，就可長時間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時才占用信道并被計費(fèi)，保持時不占用信道不計費(fèi)。這樣，營業(yè)點(diǎn)即不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時的費(fèi)用。
5．GPRS 能最好地支持頻繁的、少量突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠，永不掉線。
6．GPRS 網(wǎng)絡(luò)接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。由于 GPRS 網(wǎng)本身就是一個分組型數(shù)據(jù)網(wǎng), 支持 TCP/IP、X.25 協(xié)議，因此無需經(jīng)過 PSTN 等網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接，直接與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（IP 網(wǎng)或 X.25 網(wǎng)）互通，接入速度僅幾秒鐘，快于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。采用TCP/IP 協(xié)議，較以前的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，GSM 短信息）而言，網(wǎng)絡(luò)接入更加直接方便。
7．覆蓋較好，比較很多無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是最好的。
二、解決方案
1．網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
2、 功能模塊組成
a． 安全數(shù)據(jù)采集/傳輸
礦井原始數(shù)據(jù)采集（使用網(wǎng)絡(luò)、RS485、RS232、RS422 等接口直接采集瓦斯、一氧化碳以及硫化氫等有害氣體的濃度以及通風(fēng)、掘進(jìn)等數(shù)據(jù)）；
告警閾值數(shù)據(jù)設(shè)定（設(shè)定有害氣體的告警閾值，用以進(jìn)行告警判斷）；
將實(shí)時數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)缴弦患墕挝唬?br />
上級單位接收下屬各礦上報的實(shí)時數(shù)據(jù)，并存入本地實(shí)時數(shù)據(jù)庫；
b. 安全信息告警
告警信息生成（將礦井原始數(shù)據(jù)和告警閾值進(jìn)行比較，如果超過閾值則產(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(zé)任人（根據(jù)告警策略將告警信息逐級發(fā)送到安全責(zé)任人的手機(jī)上，督促其盡快處理）。在通知安全責(zé)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(zé)任人。當(dāng)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(jìn)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)和告警閾值數(shù)據(jù)進(jìn)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(zé)任人的順序等）；
數(shù)據(jù)管理（數(shù)據(jù)庫備份、恢復(fù)等功能）；
3. 系統(tǒng)功能
（1）系統(tǒng)具備具備的功能有：監(jiān)測瓦斯、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、一氧化碳、饋電及風(fēng)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(jī)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(jī)電設(shè)備運(yùn)行保護(hù)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(diǎn)生成及操作；
③ 工藝流程模擬圖形顯示；
④ 各測點(diǎn)數(shù)據(jù)表格顯示；
⑤ 井上、井下各類模擬量參數(shù)的實(shí)時表格、拄狀圖、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(shí)時值和開/停時間顯示；
⑦ 原煤產(chǎn)量等累計量的實(shí)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(diǎn)配置，實(shí)時數(shù)據(jù)顯示等。也可通過顯示屏控制主機(jī)編制礦井實(shí)時礦井安全信息或提示。
（4）系統(tǒng)的人機(jī)界面十分友好，所有顯示和打印有操作人員只要用鼠標(biāo)進(jìn)行簡單的點(diǎn)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(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)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(jī)實(shí)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(diǎn)、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(diǎn)、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(diǎn)、名稱、單位、累計量值等。
（8）系統(tǒng)具有模擬量實(shí)時曲線和歷史曲線功能，在同一坐標(biāo)上用不同顏色顯示最大值，平均值，最小值曲線，在一屏上，最多顯示6個模擬量曲線，并設(shè)時間標(biāo)尺，可顯示對應(yīng)時間標(biāo)尺的模擬量
