基于无线通信的煤矿瓦斯监控系统设计

号码识别出该用户为VPDN用户后，就和用户的目的VPDN服务器（企业内部服务器）建立一条连接，这条连接称为隧道，然后将用户数据包封装成IP报文后从该隧道传送给VPDN服务器，VPDN服务器收到数据包并拆封后就可以读到真正有意义的报文了。具体流程如图1。

瓦斯数据无线传输网络的实现

1.网络建设的主要内容

瓦斯无线数据传输网络重点解决各矿井瓦斯数据传输集中的难题，实现由分布在各市、县级的矿井节点汇聚到区级集中节点构成无线数据传输网络。

煤矿瓦斯采集数据无线传输过程包括：煤矿瓦斯数据通过专用设备（采集终端）进行采集，采集的数据包括矿井瓦斯浓度、温度、通风情况、风扇工作情况等。采集到的数据通过矿井监控网络传输到井上系统计算机，安装在计算机上的协议转换软件进行数据格式和协议转换，转换后的数据通过接口（如RS232接口模块等）接到无线数据通讯终端，并完成数据在无线通信网络上的数据传输。

2、无线数据传输网络

煤炭瓦斯监控系统在CDMA网络服务承载上主要有两个部分：CDMA无线数传部分和短信告警服务部分。

数字专线部分：租用2M光纤线路，与煤矿安全监察网络组建的VPDN网络相连，通过CDMA无线网络完成自治区煤矿安全监察局与各煤矿之间的信息上传下达。

矿井数据采集线路及传输部分：煤矿将从井下采集各种安全数据汇总到煤矿传输终端，通过CDMA无线网络传输至电信公司网络中心PDSN设备，再通过2M专线传输到宁夏煤矿安全监察局监控中心。

3.矿井层面的无线传输网络实施

（1）网络规范

煤矿监测监控系统地面主机与现场实时数据采集机之间的数据传输，采用串行口接口方式；从现场数据采集机到上行各节点采用TCP/IP方式传输。

其体系结构为：实时数据采集节点与现场接口层节点之间监测，构成分布式体系结构，网络拓扑结构采用总线形及星形。

访问方式采用主从方式。主从方式就是一个高级别的节点控制所有的信号传输，顺序和时间。除非主节点要求，其他节点不能通信。

实时数据采集通信规范包括：采用RS-232串行数据接口标准；接口支持MODEM通讯方式，支持主动拨号和被动拨号方式；支持CDMA方式数据传输，自动适应厂家数据通过CDMA方式透明数据传输。

（2）瓦斯监控采集设备连接

在煤矿矿井现场，井上、下数据采集通过Super KJ系列井下数据采集设备进行采集，其中采集设备采集到的数据通过协议转换器进行协议转换，转换后的数据通过串口（RS232）接到RW2000-DTU（CDMA无线路由器），RW2000-DTU完成数据在CDMA无线数据分组网络中透明的数据传输，如图3所示。瓦斯数据无线传输网络配置方法

1.网络设备连接

瓦斯数据无线传输网络依托CDMA无线数据分组网络，建立基于L2TP协议VPDN方式的无线传输网络接入。

其中，CDMA ROUTER与CDMA专网认证服务器均采用的是成都中联信通科技有限公司生产的CDMA无线互联设备。

2.网络分配说明

客户侧中心CISCO路由器、CDMA专网认证服务器、防火墙在同一网段172.15.241.0/24,特别注意CDMA专网认证服务器的INTERFACE 1接口缺省路由指向防火墙172.15.241.1

运营商光纤的网段为10.150.0.24/30,注意LNS CISCO 28路由器的缺省路由指向联通光纤端10.150.0.25

CDMA ROUTER WAN:为CDMA认证服务器配合LNS固定分配的IP:189.18.20.1/32,它是LNS的虚拟接口。

CDMA ROUTER LAN在网段182.39.228.0/28，井下数据采集服务工作站的缺省路由指向CDMA ROUTER LAN。

3.LNS配置说明

Router#sh run

aaa new-model

aaa authentication login default local

aaa authentication ppp default group radius //认证方式为RADIUS

aaa accounting network default start-stop group radius //计费为RADIUS

aaa session-id common //以上aaa配置

ip dhcp-server 172.15.241.41 //IP地址交给RADIUS 172.15.241.41

vpdn enable

vpdn-group vpdn

! Default L2TP VPDN group

accept-dialin

protocol l2tp

virtual-template 1 // 指定到虚接口

lcp renegotiation always // 总是重新协商

l2tp tunnel password 0 Jt*3bk //有关l2TP VPDN的配置

interface FastEthernet0/0

description link to local area

ip address 172.15.241.40 255.255.255.0

duplex auto

speed auto // 网络接口F0/0配置

interface FastEthernet0/1

description link-to-Unicom

ip address 10.150.0.26 255.255.255.252

ip mtu 800 // 为防止L2TP包过大设置该值

duplex auto

speed auto //网络接口F0/1配置

interface Virtual-Template1 // 虚接口配置

ip unnumbered FastEthernet0/0

peer default ip address dhcp //地址方式为RADIUS分配

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