前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的无线网络通信技术应用分析，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
1采矿领域无线通信主要形式
1.1RFID
射频识别RFID（RadioFrequencyIdentification）通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，是一种短距离识别通信技术。RFID由电子标签（应答器）、阅读器和应用软件系统组成，阅读器依序接收解读电子标签的射频发送的数据，并将数据发送给应用程序做相应的处理。RFID技术主要分类三类产品，即无源、有源和半有源，也可分为被动、主动和半主动。
1.2WiFi
WiFi在人们日常生活工作中已经应用很是广泛，尤其是移动通信设备的出现极大的推广了WiFi的普及。WiFi（WirelessFidelity，无线保真）是一种基于IEEE802.11标准的无线局域网（WLAN），由接入点AP（AccessPoint）和无线网卡组成，终端设备通过无线网卡接入一个AP，再通过AP与其他网络通信。WiFi作为一种短距离无线网络，具有速度快、稳定可靠、传输距离远等特点。
1.3ZigBee
在谈ZigBee之前，先要谈一下多跳自组织网络，和传统的网络相比，多跳自组织网络：(1)动态性：网络的拓扑结构可能因为很多因素的改变而变化，比如环境因素、新节点的加入和离开或已有的节点失效等；(2)自组织：多跳自组织网络的动态性，要求网络节点需要具有自组织的能力，能够自行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成能够转发数据的多跳无线网络系统；(3)可靠性：节点的维护可能性很小，通信机密和安全十分重要，该网络具有强壮性和容错性；(4)以数据为中心：在多跳自组织网络中，节点采用编号标识，节点编号是否全网唯一取决于网络通信协议的设计，用户使用多跳自组织查询事件时，直接将所关心的事件通告给网络，而不是通告给某个确定编号的节点，网络在获得指定事件的信息后汇报给用户。在采矿应用领域，最具代表的无线传感器网络无疑就是ZigBee无线自组织网络。"ZigBee"是由ZigBee联盟制定的无线通信标准，使用的是IEEE802.15.4协议，所以也可称为ZigBee协议。ZigBee主要有低速、低功耗、低成本、节点多规模大、安全性强、自我修复等特点，所以ZigBee特别适用井下复杂环境下扩扑无线网络。
1.4WSN
无线传感器网络(Wirelesssensornetwork，WSN)是由大量具有无线通信、数据采集和处理、协同合作等功能的无线传感器节点协同组织起来，通过无线通信方式形成的一个多跳、自组织网络系统。WSN通常使用ZigBee来实现无线通信。
1.5移动通信技术
移动通信技术发展历程中可分为五代，即第一代（1G）、第二代（2G）、第三代（3G）、第四代（4G）。1G主要基于蜂窝结构组网，直接使用模拟语音调制技术，质量差、速度低。2G名称为GSM，GSM是GlobalSystemForMobilecommunication的缩写，即全球移动通信系统，是由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准。通用分组无线服务技术GPRS（GeneralPacketRadioService）是GSM的改进，起到了过渡升级作用，被称之为2.5G。3G以CDMA为代号，使用智能信号处理技术，支持话音和多媒体数据通信，速度上比2G有了大幅提升。至于4G则提供了更快的传输速度，也就是LTE技术，4G如今正处于推广阶段，所以现阶段主要应用的是GSM/CDMA网络。
2典型案例
案例1RFID申请号CN101660428A本发明涉及一种井下作业报警监控方法和装置，在井下的RFID工作站以及矿工所携带的无源标识卡，矿工实时定位采用射频识别技术通过设立在井下的RFID工作站实现对矿工位置的实时监控，从而可为井下作业提供更高安全保障并对井下突发危险情况进行及时报警。案例2WiFi公开号CN103124288A本发明为一种基于物联网技术的矿用无线网络通讯系统，基于物联网技术及WIFI无线通讯系统，采用当前最先进的IEEE802.11n无线标准，和MESH无线通讯系统设计，结合IPPBX交换机、视频监控、矿井GIS电子地图信息、煤矿安全生产调度服务器、应急救援指挥服务器、网络中心交换机，及无线网络系统交换系统和各类智能终端设备等。案例3ZigBee公开号CN101881183A本发明公开的是一种基于ZigBee网络节点的监测网络系统，包括对井下的各种数据进行收集、分析，并依此井下安全状况的判断、应对措施的决策和预警信息的地面安全监控系统、采集井下环境参数和人员信息数据的ZigBee无线传感器网络和连接地面安全监控系统和井下ZigBee无线传感器网络的CAN网络；地面安全监控系统向井下的信息通过CAN网络发往ZigBee无线传感器网络。案例4WSN公开号CN101832152A本发明是一种具有重组功能的WSN矿井安全监测系统及井下事故监测方法，它克服了以往有线监测系统布线复杂、不能动态跟进采掘工作面、易受破坏等问题。本发明的系统中的井下无线传感器网络是由网关节点、若干个簇头节点、若干个无线传感器节点和若干个可移动节点组成。本发明所述的具有重组功能的WSN矿井安全监测系统采用体积小、成本低廉具备计算和通信能力的无线传感器组成井下无线传感器网络来对井下安全进行监测。且能随着采掘工作面的推进而跟踪前进，也能在窄小巷道随意布置，较好地克服了目前井下监测系统的各种"死区"，且由于传感器节点低廉的价格，能实现巷道的高密度覆盖，快速组网。案例52G/3G/4G公开号CN203219501U本实用新型公开了一种基于CDMA的井下无线通信系统，多个井下通信模块分别安装在相对应的多个矿井巷道内，井下通信模块包括至少一个用于信号转换的矿用无线信号变换器以及与矿用无线信号变换器通过CDMA网相联接的多个无线应用终端，实现对煤矿井下的CDMA无线信号覆盖。
3专利数据统计
网络通信技术在采矿领域应用主要分布在国际专利分类号为E21C、E21D、E21F三个大组中。为了了解具体情况，笔者统计了中国2005年至2014年相关专利的申请数量和公开数量。通过分析可知，上述五种无线通信技术均从2009年开始有了较快应用，并在在2012-2013年达到专利申请高峰，随后出现了数据回落，表明无线网络技术在2014年达到了技术成熟和普遍应用的阶段，这正反映了无线通信技术的发展水平和在采矿领域普及应用的情况。
4结语
综合上述统计分析可知，多种多样的无线网络通信技术在采矿领域越来越普及，在2012-2013年达到普及高峰，无线网络通信技术特别适合于对井下复杂工况下的检测监控、人员定位、预防报警、遥控指挥、协调控制等多种业务，有利于促进煤矿的信息化管理水平，提高开采效率，提升安全生产及安全管理水平。
作者：王永超 单位：国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心
