关键词：Mesh网络技术；网络技术；露天矿山；矿山调度
引言
随着无线网络的飞速发展，普通无线网络的局限性愈发突出，对WiFi-Mesh网络的需求也就日益增多，WiFi-Mesh网络已经逐渐成为一项被人们认可和应用的新技术。WiFiMesh网络是一种发展于移动Adhoc网络的多跳网络，其拓扑结构灵活多变，自动组网不需要人为控制。在WiFi-Mesh组成的多跳网络中，每个节点都可以自由的加入或退出，各个节点间传递信息的时候通过多跳的方式将信息不断地转发最终传递到目标节点。WiFi-Mesh网络因为其组网灵活、吞吐量高，覆盖范围广的特点，从而被人们越来越关注并应用到生活与工作中。
1无线Mesh网络的概念
Mesh网络（WirelessMeshNetwork）即“无线网格网络”，是一种基于wifi技术发展出来的一种新型的无线局域网解决方案，是下一代无线网络采用的关键技术之一。其基于IP协议的采用多跳路由和对等网络技术的新型无线宽带接入手段，具有分布式、自组网、大容量、高速率、通信范围广以及稳定性等特点，可为用户提供随时随地的网络服务。基于无线Mesh的优点，它正在全世界范围内尤其是西方、日本等发达国家掀起应用的热潮。无线Mesh网络的最大特点是多跳（multihop），这是和传统无线网络完全不一样的新型技术。在Mesh技术出现之前，传统的无线区域网采用的是单跳模式，也就是每个客户端都需要通过一条与AP相连接的无线链路才能达到访问网络的目的。如果用户要进行相互通信的话，必须要先访问一个固定的接入点（AP）。多跳技术则无需这么多条件，在无线Mesh网络中，任何一个无线设备的节点都可以同时作为Ap和路由器，这样网络中的每个节点都可以同时收发信号，并且每个节点都可以与多个对等节点进行直接的通信。采用这种结构的最大好处在于：可以快速、稳定的将数据传输到指定的地方。当一个AP由于流量过大而导致拥堵，数据可以自动路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输，依次类推，数据包还可以根据网络的情况，路由到最近的下一个节点传输。这样使得传输距离和移动性都大大提高。MESH是完全分布式的对称网络，理论上只需要单一的设备类型即可。但为了无缝兼容用户的现有协议，报文格式是透明传输的。MESH网络定义了两类组网设备：节点和集中器。节点泛指是受控设备如仪表、传感器、开关等；集中器泛指是控制设备如网关、遥控器等。一个MESH网络可以包含多个集中器和多个节点设备。
2传统矿山调度系统存在的问题
随着智能化采矿技术迅猛发展,矿山智能化水平的不断提升,对车辆调度的准确性、及时性、功能性要求也随之升高,采矿管理向信息化、自动化、高效率的智能化矿山迈进已成为主流方向。传统车辆调度系统存在以下不足:第一，通讯信号覆盖率低,信号强度及带宽过小;第二，无法通过系统平台采集设备运行数据,导致生产调度处于“开环”状态;第三，车载智能终端系统智能化程度过低,人机交互、行车记录等功能并不完善;第四，跨平台交互能力弱,不具备和三维模型、采矿设计及排产软件等平台进行数据和管理整合的必要条件。传统车辆调度系统已无法满足现代化矿山的生产需要,矿山对新一代露天矿山车辆调度系统的需求与日俱增。因此,设计一种利用无线专网进行高效无线通讯,且在提供采矿设备实时位置、状态跟踪信息的基础上,提供更加全面的设备运行数据信息、智能化调度分析、运行统计报表生成及驾驶员作业指引等功能的露天矿山车辆调度系统对实现矿山智能化建设有着重大意义。
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3Mesh网络技术在露天矿山调度系统的应用分析
3.1语音通讯
设计的系统采用的语音通讯系统需要满足设备操作司机与调度员之间的相互通讯，为了实现这一通讯目的，设计采用的通讯软件为VSession，除了具备基本的通讯功能之外，软件还具有操控简单、通讯接口丰富、功能齐全等优点。在设备操作司机需要跟调度员进行通话时，首先需要对通讯终点目标是否在线进行判断，若在线，地面监控中线调度员发出语音通话指令之后，系统会开启语音通报，设备操作司机应答之后，通讯建立。当服务器接收到司机发出的通话申请之后，系统会自动判断设备操作司机通讯是否在网，若通讯在网，调度系统服务器会向通讯终端发出通讯指令，设备操作司机接答后，语音通话建立。
3.2拓展的Wi-Fi技术
随着人们对无线网络依赖性的增强，Wi-Fi逐渐成为了新时代的发展方向，基于Mesh系统的新型无线网络通讯技术，Mesh系统是一种具有移动宽带特征，并可以动态拓展和平衡，且稳定性更高的新型网络结构，与传统的Wi-Fi技术相比，Mesh无线系统中每个节点都能与一个甚至多个对应节点直接通讯，且成本更低，通讯效果更强。拓展的Wi-Fi技术的一大优势是，如果近处的Ap信号被堵塞，数据信号会及时辨别并把信号快速切换到流量更小的Node上，在煤矿行业中运用拓展的Wi-Fi技术能提供更广阔的网络覆盖范围，且能连续不断地进行无障碍的信号传输，提高了煤矿行业信息通讯的质量。
3.3调度指挥遥测系统的应用
地面遥测接收子系统接收机载分系统发送的数据并通过光网络实时处理。Mesh网络具有自组织性、快速部署、多跳和转发等特性，降低终端的发射功率而增加网络覆盖范围，可以在不可视链路提供网络连接。主基站、固定基站和移动基站都通过Mesh网络的5．8GHz实现自组网，在无线Mesh网络系统中设计一个落地主基站通过光纤连接到控制机房，链路聚合带宽可高达300Mbps，可以承载采区无线系统中生产调度数据、视频监控数据、语音数据等。地面遥测接收子系统用于遥测数据的接收解调，地面实时差分子系统用于将基准站数据通过无线网络电台进行上传以进行实时差分，从而获得高精度的实时定位信息。
3.4无线信号强度
针对部署在采场周围的基站进行信号测试，测试选择距离主基站1km处、排土场边缘处、采场中心区域，使用NetworkStumbler软件采集无线信号强度，每个测试点停留1min，由于生产过程中设备运行速度限制为最高30km/h，实际部署基站后在40km/h的速度下对信号强度进行测试，测试持续时间为10s，数据为携带笔记本连接基站后测试，信号强度在一定时间内波动很小，可靠性较强，符合调度系统数据传输的要求。由于采矿设备安装的每台终端均配置两支外接增益天线，在信号获取及数据传输方面增加优势，并且能最大限度避免由于车体遮挡造成信号衰减。
结语
建立无线Mesh网络系统实现对生产设备、采矿区域、排土场的无盲区覆盖，并且在移动设备运行过程中实现相邻基站之间的快速切换和漫游而不会造成业务中断，在露天矿山调度系统的管理过程、无线视频监控起到至关重要的作用。Mesh网络可以在不同异构的环境下提供多种服务，具有快速部署与管理的特点，目前已广泛应用于矿山、矿井通信、校园网、交通运输等领域。
参考文献
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论文作者:杨仁刚
论文发表刊物:《科学与技术》2019年14期
论文发表时间:2019/12/4
标签：网络论文; 系统论文; 矿山论文; 节点论文; 通讯论文; 基站论文; 信号论文; 《科学与技术》2019年14期论文;