⑴ 有線區域網和無線區域網的結合論文```詳細``謝謝
在工業控制系統中，應用現場匯流排技術、乙太網技術等，可實現系統的網路化，提高系統的性能和開放性，但是這些控制網路一般都是基於有線的網路。有線網路高速穩定，滿足了大部分場合工業組網的需要。但是，有線網路只能沿著一維的線路傳輸數據，傳輸需要導體介質，因而帶來規劃布線、預設介面、線路檢測、線路擴容等一系列和傳輸途徑有關的工作，並且這些工作不可避免地具有破壞建築、浪費介面、檢修困難、擴展困難的弊病。在現代控制網路中，許多自動化設備要求具有更高的靈活性和可移動性，當工業設備處在不能布線的環境中或者是裝載在車輛等運動機械的情況下，是難以使用有線網路的。與此相對應，無線網路向三維空間傳送數據，中間無需傳輸介質，只要在組網區域安裝接入點（Access Point）設備，就可以建立區域網；移動終端只要安裝了無線網卡就可以在接收范圍內自由接入網路。總之，在網路建設的靈活性、便捷性、擴展性方面，無線網路有獨特的優勢，因此無線區域網技術得到了發展和應用。隨著微電子技術的不斷發展，無線區域網技術將在工業控制網路中發揮越來越大的作用。
一、無線區域網簡介
一般來說，凡是採用無線傳輸媒體的區域網都可稱為無線區域網。這里的無線媒體可以是無線電波、紅外線或激光。無線區域網（Wireless LAN）技術可以非常便捷地以無線方式連接網路設備，人們可隨時、隨地、隨意地訪問網路資源，是現代數據通信系統發展的重要方向。無線區域網可以在不採用網路電纜線的情況下，提供網路互聯功能。
1.無線協議簡介
無線區域網絡協議標准建立至今已有較長時間，但由於無線區域網速度低、協議標准不統一、價格昂貴，用戶為保護投資，不願意使用無線網路，因此無線區域網並沒有得到廣泛應用。近幾年來，隨著速率較高的無線通訊協議開始推出，無線區域網得到快速發展。
IEEE802.11是IEEE802標准委員會在1997年通過的第一個無線區域網的國際標准。1999年9月，該委員會又頒布了IEEE802.11b標准，包含了ISO／OSI模型的物理層和媒體訪問控制層（MAC）。該標准工作在2.4 GHz，傳輸速率可達11 Mbps。 IEEE802.11b標准將節點設備分為基站和客戶站，各客戶站相互間可直接通信，也可在基站的統一管理下進行通信。一個基站與一組客戶站的連接稱為基本服務集BSS（Basic Service Set），兩個或多個BSS構成擴展服務集。IEEE802.11b標准規定了物理層的三種實現方法，即跳頻擴展頻譜方式FHSS、直接序列擴展頻譜方式DSSS和紅外技術IR。在MAC層採用CSMA／CA（載波偵聽多路訪問／碰撞避免）技術進行通信介質訪問。為了盡量減少沖突。802.11b設計了獨特的MAC子層，如圖1所示。下面的一層叫做分布協調功能DCF（Distributed Coordination Function）子層，該子層使各個節點採用競爭的方式使用信道，向上提供爭用服務。這種信道接入方式可能會導致沖突的發生，但是對信道的利用率較高。上面的一層叫做點協調功能PCF（Point Coordination Function）
圖1 IEEE802.11的MAC子層
子層，該子層使用集中控制的接入演算法，基站以輪詢的方式將通信權輪流交給各個客戶站，從而避免了沖突的發生。但是基站需要周期性的輪詢所有客戶站，需要佔用大量的時間，因此適用於中、小型網路。無線區域網的技術還在不斷發展。美國Radia－ta和Atheros公司分別宣布將推出IEEE802.11a晶元組。802.11a的數據傳輸速率為54 Mbps。Atheros公司宣稱，他們的晶元組在「Turbomode」（強化模式）下，速率可以達到72 Mbps。對802.11a來說，不僅僅是傳輸速率的提高，它將工作在5 GHz的頻率上，從而避開了擁擠的2.4 GHz頻段。2001年11月15日，IEEE試驗性地批准了一種新技術802.11g，該技術可以提升家庭、公司和公共場所的無線互聯網接入速度，該技術使無線網路每秒傳輸速度也可達54 Mbps，比現在通用的802.11b要快5倍，並且和802.11b兼容。以上介紹的技術標准可通過下表1進行對比。
表1 技術標准、頻率分配及傳輸速率
技術標准
制定年份
頻率佔用
最高速率
調制技術
802.11
1997
2.4GHz
2Mbps
FHSS
802.11b
1999
2.4GHz
11Mbps
DSSS
802.11a
1999
5GHz
54Mbps
OFDM
802.11g
2000
2.4GHz
54Mbps
DSSS
說明：
1.802.11、802.11b、802.11g都工作在2.4GHz的ISM（工業、科學、醫療）公共頻段，無需向無委申請；而802.11a工作在5GHz頻段，該頻段目前暫不開放，需要申請。
2.802.11a和802.11g物理層速率最高都可達54Mbps，傳輸層速率最高也可達25Mbps，但穩定性有待進一步改善，且成本也較高。而802.11b最高速率可達11Mbps，因為起步較早，技術較為成熟，成本也不高，將是未來最有前途的無線區域網標准，下面重點介紹802.11b標准。
二、IEEE 802.11b無線網路標准
1． 無線區域網的物理層
無線區域網同傳統有線區域網的區別，表現在物理層上就是無線區域網一般用無線電作為傳輸介質，而不是傳統的電纜。對於IEEE 802.11b無線區域網，有三種可選物理層：跳頻擴頻（FHSS）物理層、直接序列擴頻（DSSS）物理層和紅外線（IR）物理層。物理層的選擇取決於實際應用的要求。跳頻擴頻和直接序列擴頻是通信技術中兩種常用的擴展頻譜技術，用以提高無線信道的利用率和數據通信的安全性。目前大多數基於IEEE 802.11b的無線區域網產品的物理層介質工作在2.4000～2.4835GHz的無線射頻頻段（ISM頻段），採用直接序列擴展頻譜技術以提供高達11Mbps的數據傳輸速率。
2． 無線區域網的MAC協議
原則上講，無線區域網的MAC協議和有線區域網的MAC協議並無本質上的區別。然而，由於無線傳輸媒體固有的特性以及移動性的影響，無線區域網的MAC協議不能沿用原有的區域網協議。例如，IEEE 802.3的MAC層採用CSMA/CD來使各個不同的站點共享同一物理信道。而實現CSMA/CD的一個重要前提是，各站點能夠非常容易地實現沖突檢測功能。在有線區域網（如乙太網）的情況下，可根據檢測電纜線上直流分量的變化容易地實現沖突檢測。然而在使用無線傳輸媒體時，由於以下的原因，很難實現沖突檢測。
1） 沖突檢測的能力要求各站能同時發送（發送自己的信號）和接收（決定其他站的傳輸是否干擾自己的傳輸），這將增加信道的花費。
2） 更重要的是，由於隱藏終端問題的存在，即使一個站有沖突檢測的能力，並已經在發送時檢測到沖突，在接收端仍然會有沖突發生。
鑒於以上原因，無線區域網協議標准IEEE 802.11b採用了一種具有沖突避免的載波監聽多路訪問（CSMA/CA）協議實現無線信道的共享。
一種簡單的CSMA/CA可實現如下：在數據包傳輸之前，無線設備將先進行監聽，看是否有其他無線設備正在傳輸。若傳輸正在進行，該設備將等待一段隨機決定的時間，然後再監聽，若沒有其他設備正在使用介質，該設備開始傳輸數據；因為很有可能在一個設備傳輸數據的同時，另一個設備也開始傳輸數據，為了避免此類沖突造成的數據丟失，接收設備檢測所收到的分組的CRC，如果正確，則向發送設備傳輸一個確認信息（acknowledgement）以指示沒有沖突發生。否則，發送設備將重復上述CSMA/CA過程。
為了使兩個無線設備同時進行傳輸（這將導致沖突）的可能性減到最小，802.11設計者使用稱為發送請求/清除以發送（RTS/CTS）的機制。例如：若數據到達無線節點指定的無線訪問點（AP），該AP將給那個無線節點發送一個RTS幀，請求一定量的時間向它傳輸數據，無線節點將用CTS幀進行回應，表示它將阻止任何其他的通信，直到AP發送完數據為止。其他無線節點也能聽到正在發生的數據傳輸，並把它們的傳輸延遲到那段時間之後。在這種方式下，數據在節點之間進行傳遞時，由設備導致的在介質上產生沖突的可能性最小。這種傳輸機制同時解決了無線區域網中的隱藏終端問題。
為了確保數據在傳輸中不丟失，CSMA/CA還引入了確認（ACK）機制，接收者在收到數據後，向發送單元發一個確認通知ACK。若發送者沒有收到ACK，表明數據丟失，將再次傳輸該數據。
3． 無線區域網實時性性能分析
IEEE 802.11b無線區域網標准在媒體訪問控制層採用CSMA/CA協議以實現無線信道的共享。在網路負荷較輕的情況下，發生沖突的機會很少，再加上一些無線網路產品採取了一些附加的措施，甚至可以完全避免沖突的發生。如Wi-LAN的無線產品AWE 120-24無線網路橋接器利用動態時間分配輪詢的方式：當有多個無線遠端設備要與基站通信時，基站會根據遠端站的ID依次詢問各個遠端站是否有數據要發送，如果有數據要發送，就給其分配時間片，如果沒有，則會繼續向下詢問，周而復始。這里的所謂動態輪詢是指用戶可以設置基站的輪詢方式，對於非活動站減少對其詢問的次數，這樣可以保證時間片不會被浪費。動態時間分配輪詢技術完全避免了沖突的發生，可以獲得比CSMA/CA更好的實時性。這使得無線技術在工業控制網路中的應用成為可能。
三、基於無線技術的網路化智能感測器介紹
計算機網路技術、無線技術以及智能感測器技術的結合，產生了「基於無線技術的網路化智能感測器」的全新概念。這種智能感測器集成了數據採集、數據處理和無線網路介面模塊，無線網路介面模塊底層網路介面（硬體介面）採用基於IEEE 802.11b的網路介面晶元，高層網路介面（軟體介面）採用TCP/IP協議，把TCP/IP協議作為一種嵌入式應用，即把TCP/IP協議固化到智能感測器的ROM中，使得現場數據的收發都以TCP/IP協議進行。這種基於無線技術的網路化智能感測器使得工業現場的數據能夠通過無線鏈路直接在網路上傳輸、發布和共享。
無線區域網可以在普通區域網基礎上通過無線Hub、無線接入站(AP)、無線網橋、無線Modem及無線網卡等來實現。
在工業自動化領域，有成千上萬的感應器，檢測器，計算機，PLC，讀卡器等設備，需要互相連接形成一個控制網路，通常這些設備提供的通信介面是RS- 232或RS-485。無線區域網設備使用隔離型信號轉換器，將工業設備的RS-232串口信號與無線區域網及乙太網絡信號相互轉換，符合無線區域網IEEE802.11b和乙太網絡IEEE 802.3標准，支持標準的TCP/IP網路通信協議，有效的擴展了工業設備的聯網通信能力。
四、無線區域網在工業控制網路中的應用
工業控制系統的網路化為無線技術在工業控制系統中的應用提供了基礎和可能。近幾年很多研究人員也展開了這方面的研究工作。中國科學院沈陽自動化所的曾鵬等人以FF（現場匯流排基金會）頒布的FFHSE（高速乙太網）為藍本，結合無線乙太網標准IEEE802.11b，構造了現場級無線通信協議棧。該協議棧保持了基金會現場匯流排的通信模型，能夠完成無線設備間的時間同步和實時通信。韓國釜山國立大學的Kyung Chang Lee等人設計了協議轉換模型，實現了Profibus－DP網路和IEEE802.11無線區域網的互連。Mario Alves等人對基於廣播方式的現場匯流排／無線網路的混合網路報文傳送延遲時間進行了估算。C．Koulamas等人研究了Profibus現場匯流排與基於IEEE802.11b的DSSS物理層相結合的性能。
除了在理論上的研究工作外，在一些工業控制網路中，無線通信技術已獲得了應用。如美國羅克威爾公司在基於DeviceNet、Control－net、Ethernet／IP的三層控制網路體系中，加入了無線乙太網部分，可以實現無線通信。德國西門子公司在基於Profibus－DP、Profinet的控制網路中結合無線乙太網技術，使控制網路具有了無線通信功能。由於無線網路無可比擬的優越性，它可以免去大量的線路連接，節省系統的構建費用和維護成本，還可以滿足一些特殊場合的需要，與此同時，大大增強了系統構成的靈活性。加之無線通信技術自身的不斷改進，無線通信技術在工業控制領域中必將具有廣闊的發展空間和應用前景。
五、無線技術在工控網路中的應用方案及使用設備
1.無線工業控制的方法
通過使用基於無線技術的網路化智能感測器，結合目前市場上出現的各種基於IEEE 802.11b的無線區域網網橋，就可以實現無線區域網技術在工業控制網路中的一種應用方案。無線區域網網橋用作無線訪問點（AP），基於無線技術的網路化智能感測器採集現場數據、處理，並以TCP/IP協議對數據進行打包，通過無線鏈路發送到AP，由於無線鏈路和有線乙太網高層均採用TCP/IP協議，且低層協議對高層協議是透明的，就實現了無線網路和有線網路的無縫連接。通過Internet，就可以實現遠程監控。
2．無線設備的選擇
要實現無線網路，需要選擇的設備一般為兩種。一種為無線區域網網橋，可將多個無線站點連入已有的區域網之中；另一種為無線通訊裝置，例如無線網卡、無線Modem等。下面介紹一下研華公司的無線裝置。
A．WLAN-9200系列11Mbps工業無線區域網接入器
WLAN-9200是一款用於室外的增強11Mbps無線區域網網橋。它能夠在無須任何物理布線的情況下，將多個遠程站連接到區域網中。
特點:
·支持IEEE 802.1lb標准2.4GHz ISM頻段
·支持高級用戶驗證，提供堅固的安全性WEP128，MAC地址控制
·帶符合IP 66/NEMA 4x標準的防水銹外殼，保護系統不被損壞
·提供冷卻風扇和加熱器，防止系統過熱和過冷
·提供按鈕和LED顯示，可方便的設置溫度
·採用IP66防水介面，保護電源、LAN和無線介面
·提供各種天線，用於增大傳輸距離
WLAN-9200是一款用於室外的增強11Mbps無線區域網網橋。它能夠在無須任何物理布線的情況下，將多個遠程站連接到區域網中。這樣就節省了大量維護及組建相應電纜網路的成本。WLAN-9200帶有一個堅固的外殼，可以防止水、酸、閃電、低溫及高溫對系統的破壞。由於這些特點，WLAN-9200工作極為穩定和可靠，是室外應用的理想選擇。因此，WLAN-9200非常適合在布線困難的惡劣場所使用，如水庫和建築物。WLAN-9200與IEEE 802.1lb標准兼容，具有各種強大功能。在提供高度安全保護（WEP：128位），DHCP客戶、SNMP代理等的同時，能夠提供11Mbps的高傳輸速度。此外，為了滿足室外惡劣環境下的使用要求，WLAN-9200還提供了先進的系統保護功能：發光保護、冷卻風扇、加熱器、防水介面、工業設備箱、電源/LAN同軸電纜等。
成本低，安裝簡便
WLAN-9200可以將不同的分布式站點連接在一起，組成一個更寬范圍的無線網路。它能夠節省到遠程地點的布線成本。WLAN-9200採用了專門的設計，用戶可以方便快捷的將其裝上或拆下。此外，WLAN-9200還提供了按鈕和LED顯示，用於顯示和設置高/低溫度。用戶可以使用它快速組建自己的無線網路。為了能夠在更遠的范圍內使用，WLAN-9200還提供了各種天線，用於延長傳輸距離。
可靠穩定的堅固設計
WLAN-9200採用了先進的設計，帶有一個不生銹的防水外殼，能夠對系統起到有效的保護。它符合IP 66/NEMA 4x標准，具有耐腐蝕、防紫外線、安全和自動滅火的特點。為了防止WLAN-9200內部過熱或過冷，研華還在它的內部設計了一個冷卻風扇和一個加熱器，用戶可以設置高/低溫度設置。當工作溫度高於或低於用戶指定的溫度時，冷卻風扇或加熱器就會開始工作。此外，WLAN-9200還提供了防水介面和防閃電保護，可以對電源，區域網和天線介面起到保護的作用。
遠程站點之間的快速數據傳輸
WLAN-9200與高速無線區域網標准IEEE 802.1 lb完全兼容，它提供11Mbps（在空氣中）的速度，可以進行更快的數據傳輸。WLAN-9200在2.4GHz ISM頻段採用了DSSS技術，不會被雜訊所干擾，使數據的傳輸更加安全和可靠。
保持通信的私有性
WLAN-9200採用了多種安全功能對您的無線網路進行保護（WEP128加密，MAC地址控制及口令安全）。通過採用先進的WEP128加密，您可以選擇WEP密匙來保護您的數據，防止未授權的無線用戶查看這些數據，只有接入點和無線適配器的可接入性，多種安全機制協同工作，能夠有效防止對有線及無線網路的未授權訪問。
B.ADAM-4550系列2.4GHz無線數據機（RS-232/485介面）
ADAM-4550是一款直序擴頻無線數據機。它工作在2.4GHz的ISM波段上，該波段在全球都可以無需申請即可使用。通過RS-232或RS-485串口，ADAM- 4550可以以高達115.2Kbps的速度與計算機或其它設備進行通信。
ADAM-4550以半雙工的方式工作，並以1Mbps的速率進行無線數據傳輸。它具有100mW的輸出功率，並且如果使用自帶的小型天線，它的傳輸距離可達150米，如果使用研華的高增益室外天線，其傳輸距離可以超過20公里（視距）。
RS-485標准支持半雙工通信。這意味著使用一對雙絞線即可進行數據的發送和接收。通常由握手信號RTS（請求發送）來控制數據流的方向。但在ADAM-4550中帶有一個專門的I/O電路，它可以用來偵測數據流向，在不需要握手信號的情況下自動切換傳輸方向。
ADAM-4550無線數據機提供了可靠的「點到點」或「點到多點」的網路無線連接。一個典型應用是將一個ADAM-4550模塊通過RS-232與主計算機相連，將其它ADAM-4550模塊放置在遠程現場。每個ADAM-4550模塊都可以通過RS- 4550網路與遠程設備相連接。遠程ADAM-4550模塊將遠程數據傳送到主ADAM- 4550模塊，而主ADAM-4550模塊會通過無線傳輸向遠程ADAM-4550模塊發送控制命令。
規格
·RS-232/RS-485傳輸速率（bps）：1200，2400，4800，9600，19.2K，38.4K，57.6K，115.2K
·RS-232介面接頭：孔型DB-9
·RS-485介面接頭：插入式螺絲端子 支持AWG1-#12或2-#14-#22（0.5到2.5mm2線徑）電纜
·無線傳輸速率：1Mbps
·無線傳輸頻率：2.45GHz（標稱值）
·無線傳輸功率：100mW（標稱值）
·無線調制：直序擴頻PSK
·無線收發器地址：可軟體配置為254個不同的地址
·通信距離：550英尺有效距離（在開闊地使用2dBi全向天線的情況下），實際距離取決於環境條件、天線類型及位置
·工作溫度：-10º到70℃（14º到158℉）
·電源要求：+10~+30VDC
·功耗：4W
·尺寸：60mm×120mm（2.36」×4.41」）
特點
·可軟體配置RS-232或RS-485，數據傳輸速率可達115.2Kbps
·在有外部天線及放大器的情況下，傳輸半徑可超過20公里
·內置看門狗定時器及自動RS-485數據流控制
·擴頻無線調制
·工作在全球通用、無需申請的波段（2.4GHz）
·模塊間的1Mbps無線數據傳輸速率
·可軟體配置無線收發器地址
·方便的DIN導軌、面板或堆疊安裝
·帶有存儲通信設置的EEPROM
·支持點到點或點到多點的應用
·透明的IEEE802.1協議及用於確保數據完整性的10K緩存
·用於故障診斷的電源及數據流指示燈
·帶無線連接測試的診斷軟體
·符合FCC Part15及ETSI 3000.683/300.328標准
六、結論
通過無線區域網對工業設備進行控制簡單易行，但是成本稍高。目前，絕大多數無線控制如前所述採用的是IEEE802.11系列協議，它與我們大多區域網所採用的乙太網可以無縫連接，所以，對於用戶層測控程序沒有任何影響，只需對原有方案的物理層設備作簡單的配置即可。例如選用上述的研華的無線產品替代原有的有線通訊裝置，其它硬體及軟體配置均不受影響。
⑵ 100分求一篇wlan無線區域網設計的論文
無線區域網（WLAN）論文：
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無線區域網信號檢測系統的設計與實現
中文摘要: 在過去的幾年裡，人們越來越關注無線區域網(WLAN)的發展情況，無線區域網使用無線電波傳輸數據，具有使用靈活、結構簡單、組網方便等優點，由於無線區域網技術具有的多種優點，其發展十分迅速。....
⑶ 無線網路安全技術探究論文6000字
一、選題
選題是論文寫作關鍵的第一步，直接關系論文的質量。常言說：「題好文一半」。對於臨床護理人員來說，選擇論文題目要注意以下幾點：（1）要結合學習與工作實際，根據自己所熟悉的專業和研究興趣，適當選擇有理論和實踐意義的課題；（2）論文寫作選題宜小不宜大，只要在學術的某一領域或某一點上，有自己的一得之見，或成功的經驗．或失敗的教訓，或新的觀點和認識，言之有物，讀之有益，就可以作為選題；（3）論文寫作選題時要查看文獻資料，既可了解別人對這個問題的研究達到什麼程度，也可以借鑒人家對這個問題的研究成果。
需要指出，論文寫作選題與論文的標題既有關系又不是一回事。標題是在選題基礎上擬定的，是選題的高度概括，但選題及寫作不應受標題的限制，有時在寫作過程中，選題未變，標題卻幾經修改變動。
二、設計
設計是在論文寫作選題確定之後，進一步提出問題並計劃出解決問題的初步方案，以便使科研和寫作順利進行。護理論文設計應包括以下幾方面：（1）專業設計：是根據選題的需要及現有的技術條件所提出的研究方案；（2）統計學設計：是運用衛生統計學的方法所提出的統計學處理方案，這種設計對含有實驗對比樣本的護理論文的寫作尤為重要；（3）寫作設計：是為擬定提綱與執筆寫作所考慮的初步方案。總之，設計是護理科研和論文寫作的藍圖，沒有「藍圖」就無法工作。
⑷ 無線網路 發展狀況的論文
無線網路發展狀況
計算機通信分兩種:有線通信和無線通信
無線通信包括衛星,微波,紅外等等
無線區域網（Wireless LAN）技術可以非常便捷地以無線方式連接網路設備，人們可隨時、隨地、隨意地訪問網路資源。在推動網路技術發展的同時，無線區域網也在改變著人們的生活方式。本文分析了無線區域網的優缺點極其理論基礎，介紹了無線區域網的協議標准，闡述了無線區域網的體系結構，探討了無線區域網的研究方向。
關鍵詞 乙太網 無線區域網 擴頻 安全性 移動IP
一、引 言
隨著無線通信技術的廣泛應用，傳統區域網絡已經越來越不能滿足人們的需求，於是無線區域網（Wireless Local Area Network，WLAN）應運而生，且發展迅速。盡管目前無線區域網還不能完全獨立於有線網路，但近年來無線區域網的產品逐漸走向成熟，正以它優越的靈活性和便捷性在網路應用中發揮日益重要的作用。
無線區域網是無線通信技術與網路技術相結合的產物。從專業角度講，無線區域網就是通過無線信道來實現網路設備之間的通信，並實現通信的移動化、個性化和寬頻化。通俗地講，無線區域網就是在不採用網線的情況下，提供乙太網互聯功能。
廣闊的應用前景、廣泛的市場需求以及技術上的可實現性，促進了無線區域網技術的完善和產業化，已經商用化的802.11b網路也正在證實這一點。隨著802.11a網路的商用和其他無線區域網技術的不斷發展，無線區域網將迎來發展的黃金時期。
二、無線區域網概述
無線網路的歷史起源可以追溯到50年前第二次世界大戰期間。當時，美國陸軍研發出了一套無線電傳輸技術，採用無線電信號進行資料的傳輸。這項技術令許多學者產生了靈感。1971年，夏威夷大學的研究員創建了第一個無線電通訊網路，稱作ALOHNET。這個網路包含7台計算機，採用雙向星型拓撲連接，橫跨夏威夷的四座島嶼，中心計算機放置在瓦胡島上。從此，無線網路正式誕生。
1．無線區域網的優點
（1）靈活性和移動性。在有線網路中，網路設備的安放位置受網路位置的限制，而無線區域網在無線信號覆蓋區域內的任何一個位置都可以接入網路。無線區域網另一個最大的優點在於其移動性，連接到無線區域網的用戶可以移動且能同時與網路保持連接。
（2）安裝便捷。無線區域網可以免去或最大程度地減少網路布線的工作量，一般只要安裝一個或多個接入點設備，就可建立覆蓋整個區域的區域網絡。
（3）易於進行網路規劃和調整。對於有線網路來說，辦公地點或網路拓撲的改變通常意味著重新建網。重新布線是一個昂貴、費時、浪費和瑣碎的過程，無線區域網可以避免或減少以上情況的發生。
（4）故障定位容易。有線網路一旦出現物理故障，尤其是由於線路連接不良而造成的網路中斷，往往很難查明，而且檢修線路需要付出很大的代價。無線網路則很容易定位故障，只需更換故障設備即可恢復網路連接。
（5）易於擴展。無線區域網有多種配置方式，可以很快從只有幾個用戶的小型區域網擴展到上千用戶的大型網路，並且能夠提供節點間"漫遊"等有線網路無法實現的特性。
由於無線區域網有以上諸多優點，因此其發展十分迅速。最近幾年，無線區域網已經在企業、醫院、商店、工廠和學校等場合得到了廣泛的應用。
2．無線區域網的理論基礎
目前，無線區域網採用的傳輸媒體主要有兩種，即紅外線和無線電波。按照不同的調制方式，採用無線電波作為傳輸媒體的無線區域網又可分為擴頻方式與窄帶調制方式。
（1）紅外線（Infrared Rays，IR）區域網
採用紅外線通信方式與無線電波方式相比，可以提供極高的數據速率，有較高的安全性，且設備相對便宜而且簡單。但由於紅外線對障礙物的透射和繞射能力很差，使得傳輸距離和覆蓋范圍都受到很大限制，通常IR區域網的覆蓋范圍只限制在一間房屋內。
（2）擴頻（Spread Spectrum，SS）區域網
如果使用擴頻技術，網路可以在ISM（工業、科學和醫療）頻段內運行。其理論依據是，通過擴頻方式以寬頻傳輸信息來換取信噪比的提高。擴頻通信具有抗干擾能力和隱蔽性強、保密性好、多址通信能力強的特點。擴頻技術主要分為跳頻技術（FHSS）和直接序列擴頻（DSSS）兩種方式。
所謂直接序列擴頻，就是用高速率的擴頻序列在發射端擴展信號的頻譜，而在接收端用相同的擴頻碼序列進行解擴，把展開的擴頻信號還原成原來的信號。而跳頻技術與直序擴頻技術不同，跳頻的載頻受一個偽隨機碼的控制，其頻率按隨機規律不斷改變。接收端的頻率也按隨機規律變化，並保持與發射端的變化規律一致。跳頻的高低直接反映跳頻系統的性能，跳頻越高，抗干擾性能越好，軍用的跳頻系統可達到每秒上萬跳。
（3）窄帶微波區域網
這種區域網使用微波無線電頻帶來傳輸數據，其帶寬剛好能容納信號。但這種網路產品通常需要申請無線電頻譜執照，其它方式則可使用無需執照的ISM頻帶。
3．無線區域網的不足之處
無線區域網在能夠給網路用戶帶來便捷和實用的同時，也存在著一些缺陷。無線區域網的不足之處體現在以下幾個方面：
（1）性能。無線區域網是依靠無線電波進行傳輸的。這些電波通過無線發射裝置進行發射，而建築物、車輛、樹木和其它障礙物都可能阻礙電磁波的傳輸，所以會影響網路的性能。
（2）速率。無線信道的傳輸速率與有線信道相比要低得多。目前，無線區域網的最大傳輸速率為54Mbit/s，只適合於個人終端和小規模網路應用。
（3）安全性。本質上無線電波不要求建立物理的連接通道，無線信號是發散的。從理論上講，很容易監聽到無線電波廣播范圍內的任何信號，造成通信信息泄漏。
三、無線區域網協議標准
無線區域網技術（包括IEEE802.11、藍牙技術和HomeRF等）將是新世紀無線通信領域最有發展前景的重大技術之一。以IEEE（電氣和電子工程師協會）為代表的多個研究機構針對不同的應用場合，制定了一系列協議標准，推動了無線區域網的實用化。
1．IEEE802.11系列協議
作為全球公認的區域網權威，IEEE 802工作組建立的標准在區域網領域內得到了廣泛應用。這些協議包括802.3乙太網協議、802.5令牌環協議和802.3z100BASE-T快速乙太網協議等。IEEE於1997年發布了無線區域網領域第一個在國際上被認可的協議——802.11協議。1999年9月，IEEE提出802.11b協議，用於對802.11協議進行補充，之後又推出了802.11a、802.11g等一系列協議，從而進一步完善了無線區域網規范。IEEE802.11工作組制訂的具體協議如下：
（1）802.11a
802.11a採用正交頻分（OFDM）技術調制數據，使用5GHz的頻帶。OFDM技術將無線信道分成以低數據速率並行傳輸的分頻率，然後再將這些頻率一起放回接收端，可提供25Mbit/s的無線ATM介面和10Mbit/s的乙太網無線幀結構介面，以及TDD/TDMA的空中介面。在很大程度上可提高傳輸速度，改進信號質量，克服干擾。物理層速率可達54Mbit/s，傳輸層可達25Mbit/s，能滿足室內及室外的應用。
（2）802.11b
802.11b也被稱為Wi-Fi技術，採用補碼鍵控（CCK）調制方式，使用2.4GHz頻帶，其對無線區域網通信的最大貢獻是可以支持兩種速率--5.5Mbit/s和11Mbit/s。多速率機制的介質訪問控制可確保當工作站之間距離過長或干擾太大、信噪比低於某個門限值時，傳輸速率能夠從11Mbit/s自動降到5.5Mbit/s，或根據直序擴頻技術調整到2Mbit/s和1Mbit/s。在不違反FCC規定的前提下，採用跳頻技術無法支持更高的速率，因此需要選擇DSSS作為該標準的惟一物理層技術。
（3）802.11g
2001年11月，在802.11 IEEE會議上形成了802.11g標准草案，目的是在2.4GHz頻段實現802.11a的速率要求。該標准將於2003年初獲得批准。802.11g採用PBCC或CCK/OFDM調制方式，使用2.4GHz頻段，對現有的802.11b系統向下兼容。它既能適應傳統的802.11b標准(在2.4GHz頻率下提供的數據傳輸率為11Mbit/s)，也符合802.11a標准(在5GHz頻率下提供的數據傳輸率56Mbit/s)，從而解決了對已有的802.11b設備的兼容。用戶還可以配置與802.11a、802.11b以及802.11g均相互兼容的多方式無線區域網，有利於促進無線網路市場的發展。
（4）其他相關協議
IEEE802工作組今後將繼續對802.11系列協議進行探討，並計劃推出一系列用於完善無線區域網應用的協議，其中主要包括802.11e（定義服務質量和服務類型）、802.11f（AP間協議）、802.11h（歐洲5GHz規范）、802.11i（增強的安全性&認證）、802.11j（日本的4.9GHz規范）、802.11k（高層無線/網路測量規范）以及高吞吐量研究工作組的相關協議。
2．藍牙規范（Bluetooth）
藍牙規范是由SIG（特別興趣小組）制定的一個公共的、無需許可證的規范，其目的是實現短距離無線語音和數據通信。藍牙技術工作於2.4GHz的ISM頻段，基帶部分的數據速率為1Mbit/s，有效無線通信距離為10~100m，採用時分雙工傳輸方案實現全雙工傳輸。藍牙技術採用自動尋道技術和快速跳頻技術保證傳輸的可靠性，具有全向傳輸能力，但不需對連接設備進行定向。其是一種改進的無線區域網技術，但其設備尺寸更小，成本更低。在任意時間，只要藍牙技術產品進入彼此有效范圍之內，它們就會立即傳輸地址信息並組建成網，這一切工作都是設備自動完成的，無需用戶參與。
3．HomeRF標准
在美國聯邦通信委員會（FCC）正式批准HomeRF標准之前，HomeRF工作組於1998年為在家庭范圍內實現語音和數據的無線通信制訂出一個規范，即共享無線訪問協議（SWAP）。該協議主要針對家庭無線區域網，其數據通信採用簡化的IEEE802.11協議標准。之後，HomeRF工作組又制定了HomeRF標准，用於實現PC機和用戶電子設備之間的無線數字通信，是IEEE802.11與泛歐數字無繩電話標准（DECT）相結合的一種開放標准。HomeRF標准採用擴頻技術，工作在2.4GHz頻帶，可同步支持4條高質量語音信道並且具有低功耗的優點，適合用於筆記本電腦。
4．HyperLAN/2標准
2002年2月，ETI的寬頻無線接入網路（Broadband Radio Access Networks，BRAN）小組公布了HiperLAN/2標准。HiperLAN/2標准由全球論壇（H2GF）開發並制定，在5GHz的頻段上運行，並採用OFDM調制方式，物理層最高速率可達54Mbit/s，是一種高性能的區域網標准。HyperLAN/2標準定義了動態頻率選擇、無線小區切換、鏈路適配、多波束天線和功率控制等多種信令和測量方法，用來支持無線網路的功能。基於HyperRF標準的網路有其特定的應用，可以用於企業區域網的最後一部分網段，支持用戶在子網之間的IP移動性。在熱點地區，為商業人士提供遠端高速接入網際網路的服務，以及作為W-CDMA系統的補充，用於3G的接入技術，使用戶可以在兩種網路之間移動或進行業務的自動切換，而不影響通信。
5．無線區域網標準的比較
802.11系列協議是由IEEE制定的，目前居於主導地位的無線區域網標准。HomeRF主要是為家庭網路設計的，是802.11與DECT的結合。HomeRF和藍牙都工作在2.4GHz ISM頻段，並且都採用跳頻擴頻（FHSS）技術。因此，HomeRF產品和藍牙產品之間幾乎沒有相互干擾。藍牙技術適用於鬆散型的網路，可以讓設備為一個單獨的數據建立一個連接，而HomeRF技術則不像藍牙技術那樣隨意。組建HomeRF網路前，必須為各網路成員事先確定一個惟一的識別代碼，因而比藍牙技術更安全。802.11使用的是TCP/IP協議，適用於功率更大的網路，有效工作距離比藍牙技術和HomeRF要長得多。
四、無線區域網的體系架構
1．無線區域網的主要組件
（1）無線網卡。提供與有線網卡一樣豐富的系統介面，包括PCMCIA、Cardbus、PCI和USB等。在有線區域網中，網卡是網路操作系統與網線之間的介面。在無線區域網中，它們是操作系統與天線之間的介面，用來創建透明的網路連接。
（2）接入點。接入點的作用相當於區域網集線器。它在無線區域網和有線網路之間接收、緩沖存儲和傳輸數據，以支持一組無線用戶設備。接入點通常是通過標准乙太網線連接到有線網路上，並通過天線與無線設備進行通信。在有多個接入點時，用戶可以在接入點之間漫遊切換。接入點的有效范圍是20~500m。根據技術、配置和使用情況，一個接入點可以支持15~250個用戶，通過添加更多的接入點，可以比較輕松地擴充無線區域網，從而減少網路擁塞並擴大網路的覆蓋范圍。
2．無線區域網的配置方式
（1）對等模式。Ad-hoc模式。這種應用包含多個無線終端和一個伺服器，均配有無線網卡，但不連接到接入點和有線網路，而是通過無線網卡進行相互通信。它主要用來在沒有基礎設施的地方快速而輕松地建無線區域網。
（2）基礎結構模式。Infrastructure模式。該模式是目前最常見的一種架構，這種架構包含一個接入點和多個無線終端，接入點通過電纜連線與有線網路連接，通過無線電波與無線終端連接，可以實現無線終端之間的通信，以及無線終端與有線網路之間的通信。通過對這種模式進行復制，可以實現多個接入點相互連接的更大的無線網路。
五、未來的研究方向
如上所述，無線區域網技術的研究和應用方興未艾，是目前無線通信領域乃至整個通信行業的研究熱點。從無線區域網的進一步推廣應用來看，未來的研究方向主要集中在安全性、移動漫遊、網路管理以及與3G等其他移動通信系統之間的關繫上。
1．安全性問題
IEEE802.11協議標准建議使用兩種安全解決方案。一種是IEEE 802.11安全任務組（TGi）構建的安全框架--魯棒型安全網路（RSN）。這種網路用IEEE 802.1x提供基於埠的接入控制、鑒權和密鑰管理。該標准用可擴展鑒權協議（EAP）實現對用戶的鑒權。鑒權伺服器和用戶之間使用遠程鑒權撥入用戶服務協議（RADIUS）進行通信，RADIUS協議在網路接入的鑒權、授權和計費（AAA）中得到廣泛採用。由於IEE802.1x主要是針對有線區域網設計的，在無線區域網中使用IEE802.1x不可避免地存在漏洞。所以，盡管它對無線區域網的安全性能有很大改善，802.1x和802.11的結合仍然不能提供足夠的安全。
另一種方式則是目前廣泛應用於區域網絡及遠程接入等領域的虛擬專用網（VPN）安全技術。與802.11b標准所採用的安全技術不同，在IP網路中，VPN主要採用IPSec技術來保障數據傳輸的安全。對於安全性要求更高的用戶，將現有的VPN安全技術與802.11b安全技術結合起來，是目前較為理想的無線區域網絡的安全解決方案。
2．漫遊切換問題
無線區域網的漫遊問題是繼安全問題之後的一個至關重要的問題。在無線網路中，如果一邊使用無線區域網接入服務，一邊移動接入位置，那麼一旦移動終端超越子網覆蓋范圍，IP數據包就無法到達移動終端，正在進行的通信將被中斷。為此，IETF制定了擴展IP網路移動性的系列標准。所謂移動IP，就是指在IP網路上的多個子網內均可使用同一IP地址的技術。這種技術是通過使用被稱為本地代理（Home Agent）和外地代理（Foreign Agent）的特殊路由器對網路終端所處位置的網路進行管理來實現的。在移動IP系統中，可保證用戶的移動終端始終使用固定的IP地址進行網路通信，不管在怎樣的移動過程中皆可建立TCP連接並不會發生中斷。在無線區域網系統中，廣泛的應用移動IP技術可以突破網路的地域范圍限制，並可克服在跨網段時使用動態主機配置協議（DHCP）方式所造成的通信中斷、許可權變化等問題。
3．無線網路管理問題
相對於有線網路，無線區域網具有非常獨特的特性，因此必須建立相應的無線網路管理系統。除了系統結構、用戶需求和典型應用等模塊之外，一個好的無線網路管理系統還必須考慮以下因素：
（1）標準的網管通信方式。網管子系統通常與中央主機相連。網管子系統必須基於工業標準的管理協議(比如SNMP)，這樣才能監視主機和子系統之間每條鏈路上的狀態信息，並可根據狀態信息快速分析和解決出現的問題。
（2）網路監視和報告。主機必須能夠監視無線網路系統中所有單元。考慮到無線網路的連接性不如有線網路那樣穩定，無線網路管理系統必須監視和報告無線信號的變化以及接入點的業務類型和負載情況，還須能自動發現進入無線網路體系結構的新設備。
（3）有效地利用帶寬。盡管隨著新技術的發展，無線網路的可用帶寬逐步增大，但還是遠遠小於有線區域網的帶寬。因此，在實際應用中必須考慮帶寬的合理使用。
4．無線區域網與3G
無線區域網不否會對第三代移動通信系統構成威脅是近年來業界關心的一個問題。實際上，無線區域網與3G採用的是截然不同的兩種技術，用於滿足不同的需要。與3G不同的是，無線區域網並不是一個完備的全網解決方案，而只用於滿足小型用戶群的需求。無線區域網與3G可以互補，因此不會對3G運營商造成威脅，運營商還可以從無線區域網和3G的共存中獲得好處。NorthStream的研究表明，無線區域網與3G和GPRS的結合可增加用戶的滿意程度和業務量，從而增加移動運營商的利潤。作為3G的一個重要補充，無線區域網可用於在諸如機場候機廳、賓館休息室和咖啡廳等地方建立無線Internet連接。
六、結束語
經過10多年的發展，無線區域網在技術上已經日漸成熟，應用日趨廣泛，無線區域網將從小范圍應用進入主流應用。預計全球無線區域網接入點的銷售量將從2000年的50萬台穩步增長到450萬台，每年的漲幅為55%。無線網卡的銷售量將從2000年的約300萬塊增加到2005年的3400萬塊，每年的漲幅為53%。今後幾年，無線區域網技術將更加成熟，產品性能將更加穩定，市場將持續不斷地增長，價錢將持續降低，大型設備提供商將進入這個市場，大多數企業和公司將採用無線區域網進行內部網路建設。
面對如此良好的發展前景，我國應大力推動無線區域網技術的研究和實用化，抓住無線區域網發展的契機。這樣，不但可極大地推動國家信息化的發展進程，還將為我國信息產業和通信市場步入國際市場提供大好機遇。
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機械的發展
據悉我國煤炭行業「十一五」期間將新建煤礦規模3億噸左右,將對工業結構進行調整,大力整合、改造現有煤礦、關閉小煤礦、淘汰落後的生產能力,加快大型煤炭基地和現代化大型煤礦的建設,這為我國礦山機械企業的發展提供了良好的機遇。
一、煤炭在我國能源結構中的重要作用
煤炭是我國的主要能源,是國民經濟和社會發展不可缺少的物資基礎。我國煤炭資源豐富,煤炭資源分布面積約60多萬平方公里,占國土面積的6%。根據第三次全國煤炭資源預測與評價,全國煤炭資源總量5.57萬億噸,煤炭資源潛力巨大,煤炭資源總量居世界第一。已查明資源中精查資源量僅佔25%,詳查資源僅佔17%。探明儲量達到10202億噸。其中可開采儲量1891億噸,佔18%,人均佔有量僅145噸,低於世界平均水平。 國務院制訂的《能源中長期發展規劃綱要(2004-2020)》(草案)指出「要大力調整優化能源結構,堅持以煤炭為主體,電力為中心,油氣和新能源全面發展的戰略」。鑒於我國「多煤、貧油、少氣(天然氣)」的特點,在今後一段相當長的時間內,能源結構仍然以煤炭為主,煤炭在一次能源消耗中佔70%左右。2004年煤炭占我國一次能源生產的70%以上,在我國能源結構上佔主要地位,有舉足輕重的作用。
根據我國全面建設小康社會的需求,煤炭消費的趨勢將有明顯上升。在煤炭消費用戶的構成中,電力、冶金、建材、化工4個行業煤炭消費量占煤炭消費總量從1990年的50%提高到2004年的84%,其中電力佔51.8%,冶金11.64%,年佔27%提高到2004年的51%,將近增長一倍。
二、我國煤炭工業發展現狀
進入21世紀,我國煤炭工業快速發展,2000年全國產煤9.9億噸,2001年產煤11.04億噸,2002年13.8億噸,2003年16.67億噸。2004年全國產煤19.56億噸,佔全國一次性能源生產總量的74.3%,當年煤炭銷售量為18.91億噸,佔全國一次性能源消費總量的65%,生產力水平顯著提高,產業結構調整取得重大進展。一些企業開始跨地區、跨行業的產業聯合,煤、電、化、路、港、航產業鏈開始形成,形成了一批在國內領先、在國際上具有一定競爭力的大集團,如神華集團、山西焦煤集團、兗州礦業集團等。我國煤炭產量急劇上升,得到了全世界的關注。
煤炭是我國能源安全的基石。煤炭工業是我國重要的基礎產業,我國的煤炭產量已是世界第一位,是煤炭生產大國,現在我國煤炭工業已具備了設計、施工、裝備及管理千萬噸露天煤礦和大中型礦井的能力。現代化綜采設備、綜掘設備和大型高效露天剝、采、運、支成套設備在大中型煤礦大量使用。同時,我國煤炭開采技術裝備總體水平低,煤炭生產技術裝備是機械化、部分機械化和手工作業並存的多層次結構。技術和裝備水平低。全國煤礦非機械化採煤60%。大中型國有重點煤礦裝備水平較先進,但設備老化程度較大;小型礦井生產技術裝備水平極低,煤礦生產工藝落後,作業人員過多、效率低。保障煤炭供應是國家加強煤炭工業宏觀調控的重點之一,挖掘煤炭生產潛力,加快大型煤炭基地建設,是重要措施。為此,只有大幅提高大中型煤礦產量,才能在保障煤炭穩定供應的前提條件下,遏制小煤礦發展和淘汰小煤礦,完成煤炭生產結構優化調整。1998年12月以來,國家對煤炭產業結構進行了重大調整,關閉了五萬多處小煤礦,淘汰了一批落後的生產能力,通過宏觀調控,煤炭生產形勢好轉,供求關系趨於平衡。目前我國煤炭生產企業2.5萬多家,其中規模以上的企業約佔60%左右,2005年計劃關閉2000多家小煤礦。
三、我國煤炭工業存在的問題和與國際先進產煤國家的差距
1、 我國煤炭企業規模小、產業集中度低 我國煤炭企業的突出特點是,規模小、效率低、安全狀況不好,產業集中度低。據煤炭行業統計數據分析,2002年國有重點煤礦佔52%,國有地方煤礦佔18%,鄉鎮煤礦佔30%。按井型劃分,大型礦井佔32%,中型礦井佔18%,小型礦井(含鄉鎮煤礦)佔48%。2004年,全國約有煤礦2.5萬處,95%以上的小煤礦,礦井年產能力不足3萬噸的礦井約佔40%,煤炭產業的集中度只有15%,遠遠低於世界主要產煤國家的水平。國際先進的產煤國家,煤炭產業規模集中化,世界排名前10名的大公司,依靠核心競爭力,做強做大,提高了全球煤炭產業的集中化程度。2003年10大煤炭公司的煤炭產量約佔全球產量的18.81%,有5家公司的煤炭產量超過1億噸,其中排名第一的皮博迪公司達到1.83億噸,力拓公司達到1.43億噸,美國前4家企業的煤炭產量占本國煤炭總量的46.9%。
2、我國煤炭裝備落後,機械化、自動化程度低、缺少大型成套設備. 我國煤礦生產基礎薄弱、國有煤礦連續緊張生產的礦井占總數的近50%,礦井主要生產設備嚴重老化,超期服役的佔30-40%,部分鄉鎮煤礦設備簡陋、生產條件差,有的根本沒有機械設備,僅為人工開采,不符合有關煤炭法規要求,當前我國資源破壞和浪費嚴重。部分煤炭企業存在著「采厚棄薄」、「吃肥丟瘦」等浪費資源現象,全國煤礦平均資源回收率為30-35%左右,資源富集地區的小型礦井資源會回收率只有10-15%。據煤炭行業統計數據分析,2002年我國國有重點煤礦採煤機械化程度為77.78%,綜合採煤機械化為62.98%,掘進機械化程度為81.15%,綜合掘井機械化程度為15.03%,地方國有煤礦機械化程度更低。當前全國採煤機械化程度僅為42%,除國有大中型煤礦採掘機械化程度達到75%之外,大多數煤礦生產技術水平低,裝備差、效率低。特別是鄉鎮煤礦,基本上是非機械化開采。2004年鄉鎮煤礦產量占我國煤炭總產量的39%。對不適宜用放頂採煤的5.5米以上煤層,要採用一次采全高是最合理有效的採煤方法,但目前國內沒有相適應的高產高效的綜采成套設備。而國外美國久益(JOY)公司、德國德伯特(DBT)公司和德國艾克夫(Eickhoff)公司,都具有成熟的高煤層一次采全高的高產、高效綜采成套設備。神華集團引進的成套設備年產突破1085萬噸,工作面長度突破300米,最長的工作面已超過400米,工作面總裝機功率已超過5000kw。而國際先進的產煤國家,煤炭生產呈現出大功率重型化、自動化、集約化、按照環保的特點。國外先進的採煤設備向大功率、重型化發展,設備儲備系數大、運行可靠性高。DBT(德國德伯特)、JOY(美國久誼)和Eickhoof(德國艾克夫)等采礦設備公司都製造出具有自動化功能的產品。美國聯邦2號礦在工作面實現了跟機自動移架。澳大利亞Batana煤礦實現了自動割煤和跟機自動移架。特別是信息技術在煤礦生產中得到廣泛應用,先進煤礦廣泛採集工作面設備運行參數和環境安全檢測信息,在工作面集中顯現並通過乙太網傳輸到地面計算機,實現遠程運輸和故障診斷。運輸系統、供電系統和通風系統均無人值守。實行集中遠程操作、視頻監視,輔助有專人巡視。井巷布置集約化,生產系統和環節少、實 現了生產高度集中。通常是一礦、一井、一面生產。有些先進的長壁工作面每班 只需6人,其中採煤機司機2人,維修工1人,機頭集中操作工1人,另外2人替換休 息。高度重視工作環境的改善和人體安全防護。實現計算機監測安全信息,監測 探頭遍布整個礦井。液壓支架具有跟機自動噴霧和移架自動噴霧功能;採煤機上 方安裝導風板,減少煤塵進入人行空間。採煤機運行的下風側幾乎無人作業。
3、煤礦安全生產事故多 我國煤礦安全生產方面,重大瓦斯事故多發,煤礦 事故的總死亡人數達到了高峰,2004年我國生產約20億噸煤,事故死亡約六千人 ,這幾年煤炭產量大幅度增長,煤礦百萬噸死亡率還是下降的。由1994年的5.59 人下降到2004年3.08人,美國生產約10億噸煤死27-31人,百萬噸死亡率約為 0.039;波蘭百萬噸死亡率為0.09;南非百萬噸死亡率為0.13;俄羅斯百萬噸死亡 率為0.34。我國百萬噸死亡率是美國的約100倍,俄羅斯的約10倍,印度的約12倍 ,大大超過煤炭先進生產國家。據有關專家講,礦井安全檢測儀表,安全設備均 在設計中作了考慮,多數事故都是礦井管理問題,真正因設備問題而發生事故較 少。先進產煤國家依靠大型、強力綜采技術裝備已經完成從普通綜采機械化向礦 井高效集約化和自動化生產的過渡。高產高效煤礦的建設不僅提高煤炭生產效率 ,實現煤礦集約化生產,並為煤礦生產過程中的安全監測、監控創造條件,從而 有效的預防和控制煤礦安全生產事故。先進產煤國家安全生產上十分重視,不僅有健全的安全生產法規體系,還有嚴細的生產安全措施,嚴格的煤礦生產准 入制度,而且實現了計算機監測安全信息,監測探頭遍布整個礦井,保證了安全生產。
四、煤炭工業發展對礦山機械設備的需求
1、我國煤炭工業發展趨勢
據煤炭行業發展規劃相關內容,「十一五」期間,我國將新建煤礦3億 噸左右,其中投產2億噸。國家將在「十一五」期間,對煤炭行業的工業結構進行 調整,大力整合、改造、關閉小煤礦,同時適度加快大型煤炭基地的建設,開工 一批現代化大型煤礦、置換落後的生產能力。「十一五」期間煤炭行業現代 企業制度要進一步得到完善,大型煤炭企業集團基本形成,到2010年要形成5-6個 億噸級生產能力的特大型企業集團,5-6個5000萬噸級生產能力的大型企業,產量 將佔全國煤炭總產量的60%左右。通過新建和老礦井技術改造,全國將建成300處 高產高效礦井,高產高效的礦井產量將佔全國總產量的50%左右。「十一五」 期間,國家將建設神東、晉北、晉東、蒙東(東北)、雲貴、河南、魯西、晉中 、兩淮、黃隴(華亭)、翼中、寧東、陝北等13個大型煤炭基地,這些基地的儲 量,佔全國儲量的70%以上,作為煤炭供應規劃和建設的核心。初步預測全國 煤炭需求量:2010年為25-27億噸、2020年為30-32億噸,均占能源需求量的60%以 上。據相關部分統計,2004年國有重點煤礦原煤產量9.22億噸,超過其核定生產 能力50%以上,煤炭生產能力嚴重不足。經測算,到2020年,新建和在建的國有煤 礦的生產能力約為7.1億噸。如果屆時中國小煤礦的產量仍保持目前的6億噸,按 需求預測的高端方案,未來20年中國需新增煤礦產能17億噸,年均8500萬噸;按 需求預測的低端方案,未來20年中國需新增煤礦產能13億噸,年均6500萬噸。 2、對礦山機械設備的需求
「十一五」期間,煤炭工業的生產技術水平將明 顯提高。國家將建成140個高效安全現代化礦井,國家將加大對煤礦建設項目的支 持力度,已先後有17個煤炭建設項目,由國家開發銀行出具貸款承諾,還將100多 個高檔普采工作面升為綜采工作面,100多個普采工作面升為高檔普采工作面。這 樣,中國大型煤礦採掘機械化程度將達到95%。中型煤礦的機械化程度將達到80% 以上;大型煤礦國內先進水平裝備率達到20%,國際先進水平裝備率達到6%,中型 煤礦國內先進水平裝備率達到10%,小型煤礦機械化、半機械化程度達30%以上。 據此分析,煤炭需求的急劇增長,上述煤礦採掘機械化指標還會有所突破,這為 煤礦裝備的發展提供了廣闊的市場前景。
(1)井下綜采重點設備
我國煤 炭開采90%以上的井工開採的,井工開采占煤炭開採的主導地位。為迅速提高我國 綜合裝備水平,要以科學發展觀為指導,採取跨越式發展模式。在「十一五」期 間應以日產2.5-3萬噸(年產1000萬噸左右)的綜采成套設備國產化為突破口,全 國實現綜采成套設備國產化,推動我國礦山機械工業的發展。
預計從2004年 到2020年,每年新增綜采工作面成套設備為30套、普采工作面成套設備50套,每 年設備更新量約為現有的基數的六分之一。粗略估算,2010年採煤成套設備年需 求量將達到500台套左右。高產高效綜采技術的核心是井下工作面綜合機械化 採煤輸送設備,主要有採煤機、刮板輸送機、液壓支架和帶式輸送機。急需開發研究的電牽引採煤機:裝機總功率為2000kw左右,供電電壓為3.3 KV、采高 范圍為5-6m,生產能力達3000t/h左右。
重型刮板輸送機:輸送能力3000- 5000t/h,鋪設長度250-400m,鏈速1.4m/s,裝機功率3×700或2×1000kw,供電 電壓為3.3KV。
液壓支架:最大工作阻力12000 KN,立柱最大缸徑ф480mm, 支護高度6m,架間距1.75-2m,支架降移升時間8-12s,採用電液控制系統。
大型帶式輸送機:裝機功率1500-4000KN,電壓3.3KV,帶寬≥1.4m,帶速≥5m/s ,運量≥5000t/h,距離50000m以上,托輥壽命5萬小時以上,減速器壽命7萬小時 以上。
(2)井下綜掘設備
我國目前綜掘機械化程度比較低,僅為12.81% ,遠遠跟不上綜采機械化的發展,其中掘進機雖有較大的發展,但整體技術水平 仍比國際先進水平有較大差距。
需研究開發先進的掘進機:其截割功率300kw 以上,截割斷面最大可達42m2,經濟截割硬度達f12,可靠性要求,齒輪壽命在 20000h以上,軸承壽命在30000h以上,力爭整機掘進10000米無故障。
同時要 結合我國國情和煤礦實際工礦,開發研製集切割、裝運、行走、錨桿支護、機載 、除塵等功能為一體的掘錨聯合裝備機組,可大大提高掘進速度。
(3) 全自動刨媒設備
我國薄煤層儲量約占總儲量的21%左右,但是由於煤層薄,作 業空間小,工作條件惡劣,薄煤層高產高效開采技術一直是我國煤炭工業研究探 討的重要難題。刨煤機作為一種「淺截深、多循環」的採煤設備,是實現薄煤層 高產高效的有效途徑。提高薄煤層機械化水平加快薄煤層資源的開采進度,不僅 可以充分利用有限的資源,提高礦井整體生產能力,同時,也有利於保障煤礦的 安全生產。開發研製大功能、高強度、高效率、緊湊型的全自動刨煤成套設備勢 在必行。全自動刨煤成套設備(采高0.6-1.8m),主要包括刨煤機、配套刮 板輸送機、薄煤層液壓支架、順槽轉載機、破碎機等產品。我國目前主要從 德國DBT進口主機——刨煤機及配套刮板輸送機,由北京煤炭機械廠配套薄煤層液 壓支架,張家口煤礦機械有限公司配套轉載機和破碎機。到目前已進口六套(鐵 法2套、晉城、西山、陽泉、大同各1套)。開發研製的全自動刨煤成套設備 :其生產能力1000噸/小時,鋪設長度250-300米,適應煤層厚度0.8-2米,適應煤 質硬度F≤3.5,適應煤層傾角≤25度,功率2×400kw(刨頭部分)、刨煤方式為 雙速混合式,上行速度0.88米,下行速度1.76米,刨深≤120毫米,上行90毫米, 下行30毫米、下鏈牽引,牽引鏈38毫米D級,刨煤機採用智能控制系統,能自動監 視故障性質和位置。
(4)礦井提升設備
目前我國約90%的原煤是靠井工 開採的,礦井提升設備是井工開採的咽喉設備,它不僅關繫到礦井的產煤量,而 且直接影響到人身和整個礦井的安全。我國煤炭產量到2020年將達20-32億噸 ,估計每年需新增大型、特大型礦井提升機約30台套,考慮到更新改造,綜合估 算在「十一五」期間平均年需各類提升機150-180台套,其中大型和特大型約占 20%,中小型約佔80%,每年新增提升機產值5.4億元左右。開發研製適用於年 產1000萬噸的特大型礦井提升設備,其規格為6×4、7×4多繩提升機、最大拖動 功率單機為6000KW、雙機為2×4000KW、最大提升速度14×16米/秒,整機使用壽 命為25年。
採用恆力矩、恆減速液壓控制系統:採用計算機數字控制自動化 運行,提升速度及容器位置的監控全由電氣自動檢測、反饋、調整。實現提升機 的全自動化監控運行。
(5)露天礦井開采成套設備
露天開采占我國煤炭 總開采量的10%左右。露天開采與井工開采相比具有煤炭資源利用率高,開采成本 低,作業現場和工作人員更加安全等優點。所以,發展露天開采更有其井工開采 無法相比的作用和意義。大型露天礦設備從設計、製造到使用的技術性強,世界 各國都爭相把最先進的技術成果用在大型露天礦設備上,因此發展大型露天礦設 備可以帶動機械、電氣、液壓、信息等行業的發展,推動和促進我國民族工業的 發展。當前世界露天礦開采特點是:高度集中化開采與集約化經營;開采工 藝的多樣化;企業管理的計算機化與智能礦山;合理充分利用資源,重建生態環 境保持可持續發展等幾個方面。在我國大型煤炭基地建設總體規劃方案中, 神東、晉北、蒙東(東北)、雲貴、黃隴(華亭)、陝西等基地都建有大型露天 煤礦,僅霍林河、伊敏河、勝利、平朔哈爾烏蘇2000萬t采選項目中16-45m3礦用 挖掘機市場需求量就可達30-50億元;哈爾烏、武家塔、馬家塔采選項目等需大型 拉鏟15-20億元,又比如對半連續開采工藝設備僅蒙東要建7個5000萬t級煤炭基地 ,建設一批保證勝利一二三號、百音花、伊敏河、寶日希勒一號和二號等超過千 瓦噸級大型露天煤礦,加上神府、哈爾烏蘇和原有五大露天煤礦的改建及二、三 期擴建,移動式、半移動式破碎站需求量在40-60台(套)之間,要求移動式(半 移動式)破碎站的生產能力達到每小時2000-4000噸(碎煤),最高達到每小時 6000噸(碎岩)。在上述煤礦建設中對礦用卡車的需求量,估計,「十一五」期 間需100t級礦用車在250輛左右。當前需要開發研製斗容28m3、45m3的大型機 械式正鏟,斗容70m3、90m3、100m3臂長約為100m的大型拉鏟,降低電能消耗17% ,減少機械零部件應力載荷約30%,提高零部件使用壽命,使平均無故障時間達到國際先進水平。開發研製斗輪挖掘機,爭取與國外合作製造3600m3大型斗輪 挖掘機,達到國際先進水平。開發研製移動式、半移動式大型破碎站,其生 產能力4000-6000-8000t/h,破碎物料強度≤150Mpa,給料粒度1500×1500× 1500-2500×2500×2500mm,排料粒度≤350mm,立機形式新型雙齒輥破碎機(中 心距1500-1800mm,輥長2500-4000mm,功率2×300-2×500KW)。開發研製帶寬2m的大型帶式輸送機,功率3×1400KW,運輸量12000t/h,半固定式單機長 8820m,移置式單機長5270m,在-45℃低溫下能正常運行。爭取與國外合作, 開發研製載重170-360t的大型電動輪自卸車,並達到國際同類產品的先進水平。
(6)煤炭洗選加工設備 煤炭清潔洗選加工技術是資源綜合利用的基礎, 是提高煤炭熱效率的有效途徑,也是保障國民經濟可持續發展和環境保護的需要 ,煤炭洗選加工業在政策扶持、科技進步、市場拉動、投資增加和環保要求的推 動下,呈現出快速發展、總體推進、擴量提質、增效降污的可喜局面,原煤入洗 比例不斷提高。到2004年末,全國共有年入洗3萬噸及以上的選煤廠2000餘座,設 計能力7.5億噸以上,原煤入洗量為5億噸左右。2005年,全國原煤入洗能力將突 破8億噸,入洗量將達到6億噸,入洗比例達40%,根據煤炭工業規劃,到2010年原 煤入洗率達50%,原煤入洗量提高到11億噸,煉焦煤全部入洗,動力煤入洗率達到 40%以上。據此計算,每年將新增8000-10000萬噸原煤入洗,按400萬噸規模洗選 煤廠計算,每年將新增25座大型洗選煤廠,加上現有洗選煤廠的技術改造每年約 需洗選煤設備250套左右,洗選煤設備的發展潛力很大。為適應煤洗選加工的 要求,應開發研製單機處理能力為1000-2000m3/h的新型浮選機,其主要參數能夠 實現自動控制。開發研製篩子面積≥28m3的高可靠性大型直線振動篩。開發研製入料粒度25-400mm、處理能力為300-400T/h的高效液壓動篩淘汰機。 開發研製篩籃直徑≥1.4米,處理能力≥300T/h的大型卧式振動離心脫水機和 400m2高效精煤壓濾機、處理能力≥35T/h的沉降式離心脫水機等高效脫水設備。 開發研究並解決300-400萬噸/年的大型選煤廠的集中控制和智能化管理技術 與裝備,實現選煤的全過程的主要工藝參數,煤炭灰分、水分、發熱量、懸浮液 密度、入料濃度、流量、旋流器入口壓力、跳汰機床層厚度、鬆散度、浮選加葯 量、耙工濃縮機溢流水的濁度、皮帶輸送機的煤流量等指標的在線檢測、實現跳 淘機、浮選機、重介旋流器、壓濾機等主要分選設備單機自動化控制系統和選煤 廠全廠的綜合自動化控制系統。
另外,隨著煤炭工業大力發展和推廣潔凈煤 技術,煤的焦化、液化、氣化等二次轉化設備也必將得到迅速發展,開發研製大 型煉焦設備、大型煤液化容器,大型煤氣化爐勢在必行。
為此,礦山機械企 業要抓住目前我國產業結構調整和企業深化改革之機,在國家政策的指導下加快 礦山機械企業改組、聯合、兼並、破產、重組和股份制改革的步伐,組建以礦山 機械製造企業為主體,有煤炭生產企業入股、科研院所參與的大型礦山工程裝備 集團,如中國煤礦工程機械裝備集團、太原重型機械集團煤機有限公司等,形成 具有製造和開發能力、工程成套能力、有創新能力的企業實體。把企業建成具有 市場競爭能力和抗風險能力的現代化礦山工程企業集團,努力向煤礦提供成套設 備,減少用戶的風險,為我國煤炭工業的發展做出積極貢獻。