基于以太网的矿用传感器通信实现策略

天地科技股份有限公司 赵丽丽 陈 颖

基于以太网的矿用传感器通信实现策略

天地科技股份有限公司 赵丽丽 陈 颖

基于以太网的矿用传感器在我国许多矿井中的实践已经取得了较为良好的效果。本文从阐述矿用传感器通信的内容与发展方向后，对于基于以太网的矿用传感器通信实现策略进行了分析。

以太网；矿用传感器；通信实现策略

基于以太网络的矿用传感技术本身的信息传输速度可以超过10MbPs,因此在使用过程中可以有效的减少对于中继器的依赖,因此可以显著的提升信息传输的速率。故在这一前提下探讨基于以太网的矿用传感器通信实现策略就能够进一步提升通信整体效果与效率。

一、矿用传感器通信简析

矿用传感器通信是一个系统性的概念，以下从计算机化水平提升、智能化水平提升、整体优越性较强、安装维护便利等方面出发，对于矿用传感器通信进行了分析。

1.计算机化水平提升

现阶段我国的矿用传感器通信计算机水平已经得到了非常显著的提升。众所周知近年来随着我国煤矿监控技术的不断进步，在这一过程中基于以太网的整体以及局部的监控系统为计算机测控系统开始获得了越来越多的应用,并且其整体的信息化水平也有了显著的提升。举例来说，在这一类型的传感器中较为有名的就是森透里昂系统中的瓦斯传感器,该型号的传感器不仅仅能够煤矿中的瓦斯信号进行极为迅速的显示，并且还可以确保报警等间题使用单片机来完成,同时还能够将信号的远传也通过单片机处理后变为一种计算机数据通讯。正是这种先进的传感器让煤矿监控系统的技术更加规范、更加先进，为其整体的生产能力和安全水平的提升奠定了坚实的基础。

2.智能化水平提升

现阶段我国的矿用传感器通信智能化水平也有着明显的进步。根据相关研究表明现阶段我国许多型号的传感器都开始逐渐的采用单片机技术来实现其智能化，这主要是因为传感器信号的数据通信能够使得监控系统结构变得更为明晰。举例来说，矿用传感器在矿井工作面局部范围的应用能够实现自行组网,从而能够在此基础上实现较为简易的测控。其次，如果在全矿井内都采用这种传感器则可以直接省去传统的分站环节,从而能够在此基础上使传感器信号可以直接的上传到地面中心去。

3.整体优越性较强

矿用传感器通信具有很强的技术优越性。一般而言基于以太网的矿用传感器本身具有计算机局域网所具有的一系列优点,仔细分析则可以发现正是因为所有的传感器以及处理终端都可以连成一个局域网LAN,故使得其可以比现有监控系统更具家灵活，并且也可以使得系统能够具有较高的可靠性。其次，矿用传感器通信的优越性还体现在其本身的通信载体非常简单,因此非常的适合在矿井中进行使用，故具有良好的实践应用价值。

4.安装维护便利

矿用传感器的安装维护较为便利，这对于矿井生产、运作而言是一个极大的优势。通常来说井局域网的拓扑选择应当以简易性和便利性出来来进行选择。在这一过程中需要确保通信网络中任何两个用户都不能形成闭合回路,。其次，对于矿并监控通信而言使用辐射状通信电缆能够使其与各传感器相连,在这一过程中因为传感器间并不存在信息交换,因此可以将传感器中的分站模拟信号及时的传送到计算机的通信回路中去，因此具有较高的实用意义与经济价值。

二、基于以太网的矿用传感器通信实现策略

基于以太网的矿用传感器通信实现策略应当具有灵活性，以下从合理利用环形网络、优化总线形拓扑、充分发挥以太网优势、减少模拟量电路等方面出发，对于基于以太网的矿用传感器通信实现策略进行了分析。

1.合理利用环形网络

基于以太网的矿用传感器通信的第一步是合理应用环形网络。技术人员在合理利用环形网络的过程中首先应当清醒的认识到环形拓扑所形成简单的闭合环路可以让任何两个用户之间通过环路来进行相互通信。但是因为在人数较多的情况下环形网络作为单向环只能够支持一个方向的通信，因此要将其投入矿用传感器中则需要对其劣势进行规避并努力的发挥其优势。其次，技术人员在合理利用环形网络的过程中还应当扩大环形拓扑的可靠性高的优越性，并且在这一过程中努力的规避因负载串联而导致的通信效率低下。与此同时，技术人员在合理利用环形网络的过程中还应当对于诸如载波侦听和多重访问等先进技术进行合理的应用，从而能够在此基础上确保基于以太网的矿用传感器通信效率的持续提升。

2.优化总线形拓扑

基于以太网的矿用传感器通信的关键自傲与优化总线形拓扑。技术人员在优化总线形拓扑时首先应当确信总线形拓扑在矿井传感器通信中属于最佳选择之一。这主要是因为其属于计算机总线在通信中的扩展模式，并且在矿井巷道中也可以为分支状，而其总线能够延伸到矿用传感器中去，因此具有很高的使用效率。其次，术人员在优化总线形拓扑时还应当确保总线作为LAN的通信总线能够在在信息传输控制规程下及时的将传感器信息传送到分站、地面中心站或其它形式的信息处理中心中去，从而能够当出现信息发送冲突时及时的立刻停止信息发送，并且在第一时间内找到错误的信息代码并且上报。

3.充分发挥以太网优势

基于以太网的矿用传感器通信需要更加充分的发挥出以太网自身的优势。技术人员在充分发挥以太网优势时首先应当认识到在这一通信模式下每个使用者都可以随时地的使用传输信道,并且在这一过程中所有的信息包自身都含有目的地址的包头,这意味着所有用户都接收别的用户的发送,因此具有很强的信息传输能力。其次，技术人员在充分发挥以太网优势时还应当按照国际标准化组织来形成的7层模型标准,并且在这一过程中确保以太网中发送出的每个数据位中心均有跳变,从而能够在同步头发送时可以让总线上将出现一系列时钟脉冲,故能够有助于进行数据检测并且可以使接收端准确同步。与此同时，技术人员在充分发挥以太网优势时还应当使数据传送进行时间精确定位，最终可以在此基础上使得以太网的应用更加具有便利性。

4.减少模拟量电路

基于以太网的矿用传感器通信的关键在于合理的减少模拟量电路。技术人员在减少模拟量电路时首先应当树立起传感器采用单片机控制技术实现智能化是当前主流的认识,从而能够在此基础上为使用网络通信技术提供技术上的便利。其次，技术人员在减少模拟量电路时还应当在使用以太网后及时的去除了原有的模拟量处理电路,这本身对于简化电路提高精度有着很大的助益。与此同时，技术人员在减少模拟量电路时还应当确保电桥产生的电压信号经必要的信号放大电路后直接进入单片机A/D端口进行处理,从而能够在此基础上使得影响整机精度的模拟量电路可以降低到最简，最终为基于以太网的矿用传感器通信起到无可替代的促进作用。

三、结束语

基于工业以太网与现场总线的煤矿井下通信系统的应用需要建立在合理策略的支持上。故技术人员只有对于矿用的以太网的网络控制系统有着更加透彻的了解，才能够在此基础上选择并制定出更加符合矿井实际情况的通信实现策略。

[1]宋娟; 陈会伟; 刘纪新．基于CAN总线和以太网的矿用UPS监测系统设计[J]．煤矿机械[J]．2015,3(10):55-58．

[2]杨洋．基于工业以太网与现场总线的煤矿井下供电监控系统设计[D]．太原理工大学,2015,05

[3]许雄．实时以太网下多轴运动控制的同步问题研究[D]．上海交通大学,2013．04

[4]胡晓娅．基于交换式以太网的网络控制系统研究[D]．华中科技大学,2016．09