Разработка и создание современной цифровой системы позиционирования и связи требует поиска согласо ванных архитектурных и технологических решений.
В данной статье рассматривается отечественная системыа «Кондор» как пример удачного решения поставленной задачи.
Система обеспечивает точность позиционирования персонала и техники до 5 м.
Система поддерживает как обще шахтные каналы мобильной связи, когда ауди общение абонентов возможно на всей территории, охваченной системой «Кондор», так и локальные и групповые каналы мобильной связи, когда ауди общение абонентов ведется в пределах одного или группы участков.
В системе реализована передача аварийных и индивидуальных команд и текстовых сообщений, непрерывный приём данных с персональных газо- анализаторов, кнопки SOS и кнопки квитирования сообщений.
Структура система «Кондор» имеет 4 уровня. На каждом уровне действуют свои правила арбитража, в совокупности обеспечивающие надёжное и эффективное функционирование системы.
1 УРОВЕНЬ
Первый уровень системы «Кондор» образуют компактные носимые устройства.
Радиометка ExTAG-L имеет встраиваемое и корпусное исполнение, может интегрироваться с технологическим оборудованием, участвует в измерении расстояний до Базовых Станций, обеспечивает обмен технологической информацией и приём оповещений.
Метка встроена в головной светильник.
Кроме определения дистанций, она обеспечивает:
- передачу диспетчеру показаний газоанализаторов c периодом 5 сек,
- передачу диспетчеру сигнала SOS и квитирования сообщений,
- приём и отображение на встроенном дисплее текстовых сообщений,
- приём и индикацию аварийных сообщений и индивидуальных вызовов.
Радиостанция ExART предназначена для многоканального полудуплексного голосового обмена, имеет дисплей и органы управления.
В Радиостанцию встроен модуль определения местоположения, аналогичный ExTAG.
Радиостанция может работать в 3 режимах.
- Сотовый режим. Обеспечивается полноценная связь в пределах шахты.
- Режим mesh-сети. Обеспечивается надёжная радиосвязь в сложных технологических условиях, когда прокладка цифровой магистрали невозможна либо нежелательна (лава).
- Режим цифрового радио. В данном режиме устройство работает в качестве обычной цифровой полудуплексной радиостанции. Режим предназначен для работы в аварийных условиях.
Радиостанция обеспечивает первоначальный арбитраж доступа к аудиоканалам в Сотовом режиме и Режиме mesh-сети.
Если на данном канале уже ведётся разговор, то выход Радиостанции в режим передачи блокируется.
Если на данном канале начинается передача Диспетчерского сообщения, то Радиостанция из режима передачи принудительно переходит в режим приёма.
2 УРОВЕНЬ
Второй уровень системы образуют Базовые Станции ExTRACK системы локального позиционирования (определения местоположения по технологии TOF с точностью до 5 м) и одновременно точки доступа беспроводной системы голосовой связи.
В качестве точки доступа устройство обеспечивает цифровую полудуплексную голосовую связь с носимыми устройствами ExART по радиоканалу в субгигагерцовом диапазоне и обмен цифровыми голосовыми потоками с сервером верхнего уровня.
При движении абонента Базовые станции обеспечивают безударную передачу абонента, ведущего передачу, от одной базовой станции к другой.
Базовая Станция обеспечивает вторичный арбитраж доступа Радиостанций к аудиоканалам.
3 УРОВЕНЬ
На третьем уровне системы используется Шлюз Концентратор, построенный на базе микроконтроллера в специальном взрывобезопасном исполнении.
Шлюз обеспечивает работу нескольких цифровых магистралей (RS485), по которым ведёт опрос Базовых Станций.
Шлюз осуществляет арбитраж следующего уровня.
Обмен аудиоданными с Сервером ведётся по сетевому протоколу UDP.
В случае отсутствия связи с Сервером, Шлюз обеспечивает связь в аварийном режиме.
4 УРОВЕНЬ
На верхнем, четвёртом уровне системы, расположен Сервер и АРМ-ы.
АРМ-ы могут располагаться как в пределах LAN так и быть удалены на значительное расстояние.
Система «Кондор» поддерживает работу мобильных АРМ.
Сервер системы «Кондор» обеспечивает сбор и архивирование о местоположении низовых устройств и их технологические параметры.
Сервер системы «Кондор» обеспечивает сбор, ретрансляцию и архивирование аудиопотоков.
Сервер осуществляет арбитраж аудиоданных.
АРМ Диспетчера предназначен для контроля перемещений и аудио обмена персонала.
Диспетчер может подключаться к любому аудиоканалу шахты.
Обращение Диспетчера имеет абсолютный приоритет.
Диспетчер может послать короткое сообщение или команду аварии всему персоналу шахты одновременно или индивидуально.
Диспетчер может контролировать в реальном времени показания газоанализаторов каждого шахтёра, нажатие кнопки SOS на персональных головных светильниках шахтёров.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В рамках проекта проводились многочисленные полевые испытания системы, что позволило выявить и устранить ряд ограничений современных систем измерения расстояний и цифровых каналов связи. В настоящее время систему поставляют на шахты России.
Оцените статью!