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【论文摘要】：在许多基于单片机的应用系统中，系统需要实现遥控功能，而红外通信则是被采用较多的一种方法。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，是一种较为常用的通信方式。
在许多基于单片机的应用系统中，系统需要实现遥控功能，而红外通信则是被采用较多的一种方法。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，是一种较为常用的通信方式。红外线通信是一种廉价、近距离、无线、低功耗、保密性强的通讯方案，主要应用于近距离的无线数据传输，也有用于近距离无线网络接入。从早期的IRDA规范（115200bps）到ASKIR（1.152Mbps)，再到最新的FASTIR（4Mbps），红外线接口的速度不断提高，使用红外线接口和电脑通信的信息设备也越来越多。红外线接口是使用有方向性的红外线进行通讯，由于它的波长较短，对障碍物的衍射能力差，所以只适合于短距离无线通讯的场合，进行"点对点"的直线数据传输，因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。
一、红外通信的基本原理
红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PPM）两种方法。
简而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输；红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。
二、红外通讯技术的特点
红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持：
⑴通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发；
⑵主要是用来取代点对点的线缆连接；
⑶新的通讯标准兼容早期的通讯标准；
⑷小角度（30度锥角以内），短距离，点对点直线数据传输，保密性强；
⑸传输速率较高，目前4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速率的VFIR技术已经。
三、红外数据通讯技术的用途
红外通讯技术常被应用在下列设备中：
⑴笔记本电脑、台式电脑和手持电脑；
⑵打印机、键盘鼠标等计算机设备；
⑶电话机、移动电话、寻呼机；
⑷数码相机、计算器、游戏机、机顶盒、手表；
⑸工业设备和医疗设备；
⑹网络接入设备，如调制解调器。
四、红外数据通讯技术的缺点
⑴通讯距离短，通讯过程中不能移动，遇障碍物通讯中断；
⑵目前广泛使用的SIR标准通讯速率较低（115.2kbit/s）；
⑶红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输，功能单一，扩展性差。
五、红外通信技术对计算机技术的冲击
红外通信标准有可能使大量的主流计算机技术和产品遭淘汰，包括历史悠久的调制解调器。预计，执行红外通信标准即可将所有的局域网(LAN)的数据率提高到10Mb/s。
红外通信标准规定的发射功率很低，因此它自然是以电池为工作电源的标准。目前，惠普移动计算分公司正在开发内置式端口，所有拥有支持红外通信标准的笔记本计算机和手持式计算机的用户，可以把计算机放在电话机的旁边，遂行高速呼叫，可连通本地的因特网。由于电话机、手持式计算机和红外通信连接全都是数字式的，故不需要调制解调器。
红外通信标准的广泛兼容性可为PC设计师和终端用户提供多种供选择的无电缆连接方式，如掌上计算机、笔记本计算机、个人数字助理设备和桌面计算机之间的文件交换；在计算机装置之间传送数据以及控制电视、盒式录像机和其它设备。
六、红外通信技术开辟数据通信的未来
目前，符合红外通信标准要求的个人数字数据助理设备、笔记本计算机和打印机已推向市场，然而红外通信技术的潜力将通过个人通信系统(PCS)和全球移动通信系统(GSM)网络的建立而充分显示出来。由于红外连接本身是数字式的，所以在笔记本计算机中不需要调制解调器。便携式PC机有一个任选的扩展插槽，可插入新式PCS数据卡。PCS数据卡配电话使用，建立和保持对无线PCS系统的连接；扩展电缆的红外端口使得在PCS电话系统和笔记本计算机之间容易实现无线通信。由于PCS、数字电话系统和笔记本计算机之间的连接是通过标准的红外端口实现的，所以PCS数字电话系统可在任何一种PC机上使用，包括各种新潮笔记本计算机以及手持式计算机，以提供红外数据通信。而且，由于该系统不要求在计算机中使用调制解调器，所以过去不可能维持高性能PC卡调制解调器运行所需电压的手持式计算机，现在也能以无线方式进行通信。红外通信标准的开发者还在设想在机场和饭店等地点使用步行传真机和打印机，在这些地方，掌上计算机用户可以利用这些外设而勿需电缆。银行的ATM(柜员机)也可以采用红外接口装置。
预计在不久的将来，红外技术将在通信领域得到普遍应用，数字蜂窝电话、寻呼机、付费电话等都将采用红外技术。红外技术的推广意味着膝上计算机用户不用电缆连接的新潮即将到来。由于红外通信具有隐蔽性，保密性强，故国外军事通信机构历来重视这一技术的开发和应用。这一技术在军事隐蔽通信，特别是军事机密机构、边海防的端对端通信中将发挥出重要的作用。正如前面所述，它还将对计算机技术产生冲击，对未来数据通信产生重大影响。
参考文献：
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[4]朱磊，郭华北，朱建.单片机89C52在多功能电度表中的应用研究[J].山东科技大学学报(自然科学版)，2003，2.
中图分类号:TN911-34文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2010)21-0093-03
Research on Technology and Application of IEC 61850
HUANG Wen-hua1, LI Yong2
(1. School of Telecommunications and Information Engineering, Xi’an University of Posts & Telecommunications, Xi’an 710121, China;
2. Xi’an Beareu, Shannxi Electrical Power Corp., Xi’an 710032, China)
Abstract: IEC 61850 is the seamless communication standard of substation automation system (SAS) in next generation. The technical characteristics of IEC 61850 are summarized in this paper for the purpose of the equipment development in the application of IEC 61850. It is pointed out that IEC 61850 is the intension of the integration of heterogeneous information. The substation configuration (including the structure of configuration file and the flow path of configuration) and the application of XML technology in IEC 61850 are analyzed. The ideal communication model is obtained. The security questions to the substation communication network are discussed. The research provides a foundation for the design of SAS which is coincident with IEC 61850.Keywords: IEC 61850; integration of heterogeneous information; XML; security of power network
收稿日期:2010-05-24
0 引 言
IEC 61850是国际电工委员会负责电力系统控制及其通信的相关标准的第57技术委员会(IEC TC57)制定的关于变电站自动化系统结构和数据通信的一个国际标准,目的是使变电站内不同厂家的智能电子设备(IED)之间通过一种标准协议实现互操作和信息共享,实现“一个世界、一种技术、一个标准”[1]。
在制定IEC 61850标准的过程中,美、德、荷兰等国都建有示范工程,而应用IEC 61850的数字化变电站技术是我国十一五重点研究课题,目的在标准制定和产品研发方面追赶国际先进水平。IEC 61850标准的正在我国电力系统普及发展,而符合IEC 61850标准的设备的开发,需要对标准的深刻理解与掌握,本文对IEC 61850的相关技术进行研究与讨论。
1 IEC 61850的内涵分析
1.1 IEC61850 技术特点分析
IEC 61850规约体系完善,相对于基于报文结构的传统规约,应用面向对象技术的IEC 61850有明显的技术特点和优势[2]。
(1) 系统分层技术:IEC 61850明确了变电站自动化系统的三层结构:变电站层、间隔层和过程层以及各层之间的接口意义。将由一次设备组成的过程层纳入统一结构中,这是基于一次设备如传感器、执行器的智能化和网络化发展。
(2) 面向对象的建模技术:为了实现互操作性,IEC 61850标准采用面向对象技术,建立统一的设备和系统模型,采用基于XML的SCL[3]变电站设备通信配置语言来全面的描述设备和系统,提出设备必须具有自描述功能。自描述、自诊断和即插即用的特性,极大方便了系统的集成,降低了变电站自动化系统的工程费用。
(3) 抽象服务通信接口技术:IEC 61850为实现无缝的通信网络,提出抽象通信服务接口(ACSI)[4],接口技术独立于具体的网络应用层协议,与采用何种网络无关,可充分适应TCP/IP以及现场总线等各类通信体系,而且客户只需改动特定通信服务映射 (SCSM),即可完成网络转换,从而适应了电力系统网络复杂多样的特点。
1.2 IEC 61850标准的本质内涵
作为下一代变电站的无缝通信标准,IEC 61850充分借鉴了变电站通信、计算机、工业控制等领域的长期经验[5]。在IEC 61850鲜明技术特点的背后,是IEC 61850与以往变电站通信标准的实质性差别,而理解IEC 61850的本质是应用IEC 61850的基础。
IEC 61850是变电站自动化通信标准,通信标准的本质目标是实现双方快速准确的理解相互传达与接收到的逻辑信息命令,并正确执行命令。由于各设备生产商生产的智能电子设备,可能采用不同的芯片、不同的硬件架构、不同的嵌入式系统,它们组成了一个复杂的异构环境系统,所以变电站中设备之间的通信是一个复杂的分布式信息交互问题。变电站设备要实现互操作实际就是解决如何在异构环境下实现数据交换的问题。IEC 61850标准制定的思路与以往IEC 60870等标准在解决信息表达与传输问题方面相比上存在着根本的区别,主要是借鉴了近些年来计算机解决异构环境领域的常用的ASN.1,XML等技术来解决变电站中的信息交互问题,因此IEC 61850标准的本质可以理解为是解决变电站中异构环境下数据交换问题的一个实现方案。
IEC 61850标准充分综合了ASN.1与XML两种技术的各自优势,利用ASN.1的二进制编码信息传输效率优势,用它作为主要的实时信息交互通信方式,利用XML直观与带自描述特性在XML 1.0版本的基础上推出了变电站配置语言SCL,用于描述变电站系统的结构与智能电子设备的能力及定义通信参数等。如图1所示。W2G组织提出了要将MMS映射到XML,采用XML技术来代替MMS协议中的ASN.1编码,所以ASN.1与XML两者正在不断的相互借鉴发展。
2 IEC 61850中XML配置的运用
2.1 基于XML的变电站配置
变电站配置描述语言(Substation Configuration Description Language,SCL)是IEC 61850规定的基于XML 1.0,利用其自描述特性主要用于智能电子装置能力描述和变电站系统与网络通信拓扑结构描述的语言[6]。IEC 61850-6部分规范了SCL语言规范了装置所含有的逻辑节点、数据集、报告控制块、站内连接方式、IP地址等通信配置等[7]。由于XML技术已经受到众多软件集成商如微软、IBM,SUN等的支持,开发人员可以方便的处理XML文档,对XML的处理独立于操作系统平台、编程语言等等[8]。因此采用SCL语言描述以后使得变电站系统集成变得更为简单,各厂商一致采用IEC 61850-6与IEC 61850-7对变电站的抽象模型框架提供的IED就可以通过各自的IED配置工具和系统配置工具通过对XML文档的解析、读取数据,进行配置信息的交互。各厂商对配置文件实现解析与处理过程可能不同,但采用了相同的变电站描述结构和相同的参数,最终就能相互理解,这是IEC 61850互操作性体现之一。
图1 IEC 61850标准中的异构信息集成技术
图2为一个变电站系统配置的最基本描述情况,SCL至少有以下几个元素,Header,Substation,Communication,IED,DataTypeTemplates。Header元素定义了SCL配置文件的修改历史记录版本号、修改的时间、修改的原因、何人最终修改等。
图2 系统配置文件的基本结构图
2.2 变电站配置的流程与技术
配置的主要流程如图3所示,配置的过程主要分为四步,首先是厂家提供的IED配置器工具将产生IED设备的ICD能力描述文件,然后传递到系统的子站端,根据系统的集成规范SSD以及系统端的配置器,生成系统端的描述文件SCD,再将SCD发送回IED的配置器,最终获得IED的配置文件CID。配置文件主要包含如何进行通信,在系统所处的位置的描述,相关的链接通信节点,以及报告节点、数据集设置等相关约定,同时ACSI到MMS映射的实现、MMS通信服务过程中需要借助CID配置文件,解析出其中相应的数据信息作为参数,比如GOOSE报文的接收端MAC地址。
图3 配置流程图
通过采用XML的配置可以实现装置的功能自动组合,装置内的程序可以通过直接修改配置文件而动态的改变装置所具有的功能,比如修改逻辑节点或者数据集等,从而实现装置侧的程序通用,对于厂家而言,可以实现一个通用的通信程序,然后根据具体特定装置功能需求,设计配置不同的XML文件即可实现不同装置的通信。最理想的IEC 61850通信程序(见图4)的明显优势在于:程序一次编译完成,可以只需要简单的修改配置文件就可以应用到各个装置设备中,综合自动化后台通过读取装置配置文件就可以自动创建数据库实现装置接入与生成。
图4 理想的IEC 61850通信程序
3 IEC 61850应用安全问题
IEC 61850的应用依赖于一个安全的网络环境。因此,当前电力系统在解决了信息异构集成问题后,突出面临的一个问题就是如何构造一个安全的网络通信系统,WG15已经开始专注于电力数据和通信安全领域,来保证电网的安全运行[9]。
电力系统安全防护重点在实时控制系统[10],IEC 61850标准在变电站分层中提出了过程层,并在这一层也采用以太网通信完全替代原来传统的硬接线方式。由于在过程层中诸如跳闸的GOOSE报文要求在4 ms内到达通信接收的另一端,与以太网在变电站层和间隔层相比需要保障更高的安全可靠性,因此,如何保障变电站内过程层网络的安全性问题比以往显得更为突出和重要。从应用安全的角度出发,基于IEC 61850的变电站通信系统应具备以下防御措施:
(1) 采用VPN技术解决端到端的数据安全问题。主要采用隧道技术、加解密技术、密钥管理技术、使用者与设备身份认证技术等四项技术来保证安全。通过安全策略和安全规则的制定,把网络划分成不同的安全区域,控制VPN通道内不同的安全区域之间的访问,可以进一步减少了内部窃听的风险和不安全因素,使网络的安全性得到进一步的提升。
(2) 采用SSL/TLS加密技术,对变电站通信系统中面向连接通信机制的服务器连接进行授权验证,在对象建模中对不同用户加入访问权限限制,并报告试图进行未授权下的访问操作。
(3) 采用SNMP(简单网络管理协议)来管理变电站通信网络,定期建立数据备份与实施冗余机制。
(4) 建立入侵监测防御措施,建立控制中心安全策略应对措施,基于IEC 61850的变电站通信系统控制中心应采取多层安全机制保证,当受到攻击时可以降低使用情况而不至于系统瘫痪。
除了以上从技术的角度应对电网安全问题外,还应注意人员的管理与安全意识、工程施工等与电网安全运行密切相关的因素。
4 结 语
IEC 61850标准作为未来国际变电站的统一标准,已经在逐步走向成熟。本文为了IEC 61850具体应用中IED设备开发的目的,对IEC 61850的技术特点进行了总结,首次提出IEC 61850标准是对异构信息进行集成的实质内涵,应用XML技术具体对IEC 61850中变电站的配置进行了研究和设计,包括系统配置文件的结构、配置的流程,得到了理想的IEC 61850通信程序模型;针对应用IEC 61850标准电力网络通信的安全问题提出了建议和策略。研究为开发符合IEC 61850标准的变电站通信系统提供了依据。在中高压综合自动化系统中,IEC 61850的性能与优势能得到更多的体现。IEC 61850标准可以有效地解决变电站内设备的互操作问题,作为一致公推的变电站标准必将给变电站自动化系统带来深远的影响。
参考文献
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[8]刘冬,杨丽徙,张雅,等.通用信息模型在电力信息化建设中的应用[J].微计算机信息,2007(33):20-22.
关键词：zigBee通信技术，无线传感网络，身份卡，定位
1.无线传感器网络
无线传感器网络是指通过传感器、通信和计算机技术，按照特定的应用要求，将功能不同、输出形式各异的传感器以一定的方式连接起来，并具有通信等功能的测控系统。传统的传感器网络采用模拟通信方式，在高速移动的环境中通过优化路由和资源管理等策略最大化带宽的利用率，同时为用户提供一定的服务质量保证。数字传感器网络，如基于现场总线（如CAN总线等）的传感器网络技术，在国内矿井监控领域已得到初步的应用。从工业现场总线移植而来的有线传感器网络技术，可以简单地构造传感器和执行器网络。
无线传感器网络由多个传感器节点组成，节点一般包含传感器、执行器、控制器和通信等模块，具有较为完整的传感与执行控制能力、计算能力和通信能力。无线传感器网络能够实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种监测对象信息，并对这些信息进行处理，传送给需要这些信息的用户。相对于目前井下广泛应用的有线传感器网络技术，无线传感器网络的优势主要体现在灵活、高可靠性、易维护和低成本等方面。无线传感器网络的应用，使技术人员在选择监测点时，不再局限于线缆的分布。在有线通信系统中常见的断线或是节点故障，也不会对整个监测系统造成致命影响。对系统进行维护时，不涉及线缆的接驳，直接取下传感器模块即可；符合煤矿安全标准的通信线缆价格昂贵，无线通信技术可以减少系统中使用线缆的数量，有效的降低成本。
ΖigΒee技术是最近发展起来的一种近距离无线通信技术。ΖigΒee名字的来源于蜜蜂之间的通信方式，蜜蜂之间是通过跳ΖigΒee形状的舞蹈来相互交流信息，以便共享食物源的方向、距离和位置等信息。ΖigΒee技术具有功耗低、成本低、网络容量大、可靠性高，安全性好、易应用等特点。ΖigΒee技术以2.4GHz为主要频段，采用扩频技术。是被业界认为最适合应用在工业监控领域的无线通信技术。
2.ZigBee技术
ΖigΒee技术是最近发展起来的一种近距离无线组网通信技术，具有低功耗、低成本和短延时等特性，非常适用于无线传感器网络的应用。ΖigΒee技术主要工作在2.4GHz频段，采用扩频技术，是建立在ΙΕΕΕ802.15.4标准基础之上的。这些优势使其在工业监控、传感器网络、家庭监控、安全系统等领域有很大的发展空间。在矿井安全监测这样的环境中，系统传输的数据量小、传输速率低，并且传感器节点通常采用电池供电，对设备的成本和功耗都有具体的要求。ΖigΒee技术应用在这样的场合，具有独特的优势。其主要特点[6]如下：
支持250kbps、40kbps、20kbps三种数据传输速率；
支持星状、树状、网状等多种组网方式；
分配16位短地址或64位扩展地址；
网络容量大，可组成65000个节点的大网；
支持时隙保证机制，通过预留保证时隙（GΤS）提供无竞争媒体访问；
竞争期以CSΜΑ-CΑ机制访问媒体；
通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短；
以完全确认的协议保证传输的可靠性；
低功耗，能量检测（ΕD）以及链路质量指示（LQI）；
ΖigΒee协议架构建立在ΙΕΕΕ802.15.4标准基础之上，主要由物理层（ΡΗY），媒体接入控制层（ΜΑС），网络层（ΝWΚ）、应用层（ΑΡL）以及安全服务规范组成。ΖigΒee协议栈的每层都为其上层提供特定的功能服务。数据传输服务是由数据实体来提供，管理实体则用来提供其他服务。每个服务实体通过其自身与上层之间的SΑΡ（服务访问点）交换一组服务原语，为上层提供相关的服务功能。
ΖigΒee的体系结构如下图1所示。其中ΡΗY（物理层）和ΜΑС（媒体访问控制层）是由ΙЕЕЕ802.15.4标准制定的，ΖigΒee联盟则定义了ΝWΚ（网络层）和ΑΡL（应用层）以及安全服务规范。
图1 ΖigΒee协议栈模型
ΙЕЕЕ802.15.4和ΖigΒee联盟所制定的标准对于网络中的设备，有着不同的定义方法。根据功能功能的不同，ΙЕЕЕ802.15.4把网络中的设备分为全功能设备（FFD）和简化功能设备（RFD）。根据个人局域网（ΡΑΝ）中承担的任务不同，网络中的设备又可分为PAN协调器、协调器和一般设备。ΖigΒee联盟把它们分别称为ΖigΒee协调器、ΖigΒee路由器和ΖigΒee终端设备。见表1。
ΖigΒee协调器的主要职责是建立ΖigΒee网络，并设置网络主要参数（选择射频频道、分配网络地址、进行网络身份确认）。路由器主要是发展多链路路由，连接终端设备，使其加入传递信息的网络。具体的应用由终端设备来负责，同时终端设备还负责采集数据以及发送给路由器，然而终端设备之间是不能直接通讯的，它们只能通过路由器传输数据来完成通信。
ΖigΒee技术共支持星形、网状和簇树三种网络结构。在这些网络的配置中，协调器节点和终端节点是不可或缺的两种组成设备。星型拓扑网络结构是由一个ΡΑΝ主协调器节点和多个从设备节点组成的，主协调器节点必须是具有完整功能设备（FFD），从设备节点既可是具备完整功能设备（RFD）也可是简化功能设备（FFD）。网状结构（Μesh网）的骨干网一般是由若干个FFD连接在一起组成，这种不规则的拓扑结构易适应外界环境的变化。
Μesh网络拓扑，也称作点对点的网络拓扑。它们之间进行的是完全对等的通信，通信可以在每个节点和它的无线通信范围内的其它节点之间进行[7]，但它们中也有一个会被推荐为ΖigΒee协调点，例如把第一个在信道中通信的节点作为ΖigΒee协调点，骨干网中的节点还可以组成以它为协调点的子网，前提是它需要连接FFD或RFD。Mesh结构的网络拓扑结构具有非常强大的功能，它可以通过“多级跳”的方式来进行通信。在Μesh网络结构中，同样也存在一个主设备，但Μesh网络不同于星型拓扑网络结构。网络中的任何一个设备，在它的通信范围之内可以和其他设备进行通信。
Μesh网络是一种高可靠性网络，该拓扑结构还可以组成极为复杂的网络并且具备自组织、自恢复等等其他的功能。它可以提供多条路径给需要传输的数据包，一旦某条路径出现故障的情况出现，则可以选择另一条或多条其他的路径，但也正是因为多条路径存在于两个节点之间，所以它也是一种“高冗余”的网络。
在这种拓扑结构中，每一个网络的节点都是一个能够预估路径的路由器，并且是一个为网络提供最强、最可靠网络结构的路由器。模块被配置为Μesh节点后，可控制周围的RF情况、相邻的节点活动和连续的发包错误统计等等，据此调整它的本地路由选择，从而选择最佳的传输路径。这种簇-树结构对面临不稳定或未知网络连接状况的网络设计是极其有价值的。如图2。
节点可以采用Cluster-Tree路由传输数据和控制信息，枝干末端的叶子节点一般为RFD，每一个在它的覆盖范围中充当协调点的FFD向与它相连的节点提供同步服务，这些协调点又受ΖigΒee协调点的控制，ΖigΒee协调点比网络中的其它协调点具有更强大的处理能力和存储空间。簇-树结构的一个显著优点就是它的网络覆盖范围较大，但随着覆盖范围的增大，信息的传输时延会增大，而且同步也会变得比较复杂。
ΖigΒee技术的数据传输模式分为三种类型：
从设备向主协调器传送数据；
主协调器发送数据，从设备接收数据；
各从设备之间传送数据；
对于星型拓扑结构的网络来说，数据在主协调器和从设备之间交换，因此，只有两种数据传输事务类型。而对于Mesh网络结构来说，允许网络中任何两个从设备之间进行交换数据。因此，在该结构中，可能包含着三种数据传输类型。
每种数据传输的传输机制还取决于该网络是否支持信标的传输。通常，在低延迟设备之间通信时，应采用支持信标的传输网络。如果网络中不存在低延迟设备时，在数据传输的过程中可选择不使用信标方式传输，值得注意的是，在这种情况下，虽然数据传输不采用信标，但在网络连接时，仍需要信标，才能完成网络连接。
3.井下人员定位的原理
通常，将无线通信网络中需要定位的节点称为未知节点。而将通过人工部署的已知位置、并帮助未知节点定位的称为信标节点。无线通信网络中绝大多数现有的定位方法都包含两个步骤：（1）距离（或角度）测量；（2）位置计算方法。
3.1距离（或角度）测量
目前，常用测量方法中，ΤDΟΑ和ΤΟΑ测距精确较RSSΙ测距精度高，但是网络内所有节点必须做到时刻同步，这对硬件要求太高，这和目前传感器网络设备的小型化和廉价趋势是相反的；ΑΟΑ测距技术必须配备天线阵列，接收机结构复杂。因此不适合低成本、低功耗的井下应用场合；而RSSΙ测距技术在距离较短时，测距误差较小。当距离较大时，测距误差增大，但是不需要额外的硬件开销。根据以上分析，可根据不同应用场合选用适当测距技术。
3.2位置计算方法
关于传感器网络的定位技术研究很多，基本的定位算法是通过已经知道地理位置的节点定出未知地理位置的节点。
例如可以使用三角测量计算方法，三边测量计算方法，极大似然估计算方法等等。
当利用RSSΙ、ΤDΟΑ、ΤΟΑ等技术获得未知节点与邻近信标节点的距离时，可以采用三边测距算法等定位算法来计算未知节点位置，如图4所示。
图4 三边测距算法示意图
4.论文小结
视讯业务是一种集视频、音频和数据于一体的实时、交互式多媒体通信业务。它具有基本通信业务的所有共同特征,同时又是所有基本通信业务中最生动、最全面、最丰富和最完善的通信方式。它对网络带宽的要求较高,是一种典型的宽带通信业务。
一、视讯主要技术标准
视讯技术标准就是保证视,讯网络整个系统能够正常工作的共同语言。 视讯系统中常用的标准(协议)大致可以分为:框架协议、视频标准、音频标 准、控制协议、通信帧协议。国际电信联盟―电信标准化组ITU-T制定了以下标准。
1.通信标准;2.视频编解码标准;3.音频编解码标准;4.数据会议标准;5.其他标准。
二、视讯业务系统的技术框架体系及发展趋势
现代的视讯业务系统是建立在nYJ―T的H.32X系列框架体系之上,在未来几年内,视讯技术将体现出多种应用协议并存、接入手段多样的特点。在通信网中由于电路交换网(1SDN、E1、DDN等)获得了较早的普及,因此基于H.320的视讯业务较早地进入了商业化运营,并已经形成一定的市场规模。但是随着IP宽带网络的发展,基于H.323的视讯技术以它的开放性与互操作性、普及迅速、系统综合成本低等特点,正慢慢取代以H.320为基础的视讯技术,将成为主流。H.323视讯业务代表了视讯业务发展的方向。
三、视讯业务的几种实现方式及其特点
1.PSTN视频通信。采用H.324标准的PSTN视频通信已很普遍。对于有可视电话需求的普通电话用户,可以采用这种方式。PSTN可视电话传输速率很低,视频质量比较差,通常8～12帧/秒,一般适合点对点的静止图像或慢速移动图像的传送应用,不宜传送运动图像,不能用于组建点对多点视讯业务系统。
2.ISDN视频通信。采用H.320标准的视频通信是目前最基本的用于公众化运营的视讯业务,能方便地进行拨号与联网的任何地区建立确定速率的视频连接,实现点对点的通信。利用ISDN也可以组建点对多点视频会议系统,需要多点控制单元设备的支持。
3.ATM视频通信。H,321标准是针对ATM网络结构的视频通信标准和规范。ATM以快速分组交换和统计时分复用的方式进行信息传辅,具有很多优点,但由7技术复杂、设备昂贵,加上ATM的各项标准制定迟缓,未能得到大规模的应用。ATM正在由原来设想的端对端的业务平台逐渐成为一种支持多种应用的传送平台。因此基于ATM的视频通信很难再进一步发展。
4.E1、V.35、DDN专线等基于电路交换网络的视频通信。建立在E1、DDN专线等电路交换网络的基础之上,遵循H,320标准的视讯网络具有稳定性和可靠性高、技术标准成熟、设备种类丰富、网络线路专网专用等特点,主要用于那些对图像质量要求高,强调稳定性和可靠性的群体,比如军队、政府、企业等。
5.基于p网络的视频通信。随着计算机网络技-术发展和宽带网络建设的规模化,遵循H.323标准的视讯网络逐渐成为发展的主流,这种视讯技术主要是基于TCP/IP技术,可以数据网上迅速部署视讯网络。该技术的主要弱点表现在其所基于e61P网络的QoS问题没有得到很好的解决,存在网络抖动、包序混乱、网络拥塞等问题,导致系统稳定性受到一定的影响。
四、构筑公众化运营、电信级的视讯业务网络
(一)公众化运营、电信级的视讯网络应具备的特点
1.网络结构。电信级的视讯网络一般采用分级分区域的网络结构,包括多点控制单元MCU、网守GK、网关GW、视讯终端设备以及将上述设备连接起来的路由器、交换机等网络设备。
2.运营支撑系统。运营支撑系统包括网络管理系统和业务管理系统。网络管理系统负责全网MCU的设备配置管理、监控管理、故障管理;负责全网业务管理服务器的监控管理、故障管理;负责终端的监控管理、故障管理;负责全网网管的日志管理和统计分析管理。业务管.理系统负责用户管理、会议管理、业务管理、计费结算、业务统计分析等。
3.面向全部社会用户提供业务。电信级视讯网络既可以为有较多视讯通信需求的高端用户提供有质量保证的视讯会议、可视电话,也可以为一般大众提供成本较低、接入方式灵活的视讯业务。
4.完善的计费和营账系统。电信级的视讯业务必须具备完善、安全、便捷的计费和营账系统,用户可以预付费、后付费或充值卡充值;该系统还须具备灵活资费套餐的模块化设计,能和运营商已有的电信业务营账系统充分结合。
5.具有全网乃至国内、国际统一的号码资源。电信级视讯网络上的所有会议电视终端、可视电话终端都应指配全网(乃至国内、国际)唯一的号码,各种类型终端之间通过拨叫对方号码,实现多点及点对点的视讯通信。
6.系统的安全可靠性、兼容性及平滑扩容能力。视讯系统要采用主备倒换、模块冗余、负荷分担、数据备份等技术,保证系统24小时不问断运行,具有电信级的安全可靠性;系统应能够接入不同厂家、不同接口的设备。
(二)视讯业务对p网络的要求
1.网络带宽。视讯通信是一种对网络带宽有很大消耗、同时对网络传输质量有高要求的业务。自呼叫发起开始一直到视讯通信结束,必须保证视讯终端到终端之间数据和信号传输高效且有保障,因此要求网络有足够的带宽并且要求网络传输的稳定和可靠。
2.网络协议。为了支持市场上主流视频会议系统产品,网络要支持UDP、Muhicast、RPT、RSVP、RTCP和流分类协议。为了方便Qd配置,三层以上网络设备最好采用同厂家的产品。要做好防火墙等网络安全设备的配置,保证有关协议穿过。
3.网络质量。在IP网络中,骨干网络路由器或者三层交换设备必须选用质量较好的设备,能够实现稳定的数据传输。
(三)目前国内主流视讯产品
目前,国内全面兼容H.320和H.323标准的视讯交换系统有华为公司的viewPoint 8000 系列视讯交换系统,中兴通讯的宽带网络视讯服务器ZXMVC8900。它们都能同时采用E1\DDN专线、ISDN拨号,IP网等方式进行视讯通信,都能够由系统自动完成不同线路模式的转换而不需要独立的外置网关GW。
北京邮电大学
教授 硕士生导师
1 通信技术标准领域的政府干预之手
在移动通信标准领域，市场机制是失效的。因此政府通常采取各种措施将自己国家的技术标准推向世界。欧盟在1G时期，为了扭转欧盟各国在标准上各自为政的被动局面，11个国家的邮电部长组成一个团体叫“Group of Special Moment”，这是最初的GSM含义，1982年欧盟确立了全欧统一的GSM标准。美国政府在保护国民利益上更是不遗余力。GSM技术1989年已经成熟，但美国到1994年还不让GSM进入。1990年高通宣布自己CDMA研制成功，虽然还是实验室阶段，但美国政府立即把CDMA定为美国的标准。美国以频率资源为交换，使得众多企业支持CDMA，直到1994年美国把频率资源拍卖完毕，才允许欧洲GSM标准进入。同时，美国政府还以中国接受CDMA标准作为入世条件之一来实施其标准国际化战略。高通的CDMA现在每年光卖标准就有几十亿美元的进项，如果当初没有美国政府的支持，很难走到今天。
因此，中国TD-LTE标准要走向世界，真正成为国际标准，政府就必须从战略高度对TD-LTE标准进行全球部署。
2 技术标准之争是国家利益之争
在知识经济时代，技术标准的竞争已经成为国际经济和科技竞争的焦点。标准不仅是提高效率的工具，更是利益分配的手段。为此，发达国家纷纷出台国家标准化战略，将争夺控制国际标准作为国际经济竞争的重要策略。在欧美，专利挖掘、专利部署、专利申请的抢先提交被称为一种战争手段。“技术专利化、专利标准化、标准产业化、产业市场化、市场国际化”是标准的发展之路。由于技术标准对科技、贸易、产业以及可持续发展战略提供支撑，因此，发达国家以标准为依据，采用由技术法规、标准和合格评定程序设置的技术性贸易措施，强化其经济和技术在国际中的竞争地位。技术标准尤其是移动通信的网络技术标准的不可替代性，增强了技术自我保护、防止模仿的力量，大大增加了标准控制者的收益。
标准作为技术规范和知识产权的载体，从源头上控制了产业的资源整合能力和技术升级的主动权。掌握标准，可以使知识产权的持有者最大限度地控制生产成本，并且自主地优化产业结构，改善产业链环境，引导产业资源的动态分配。发达国家之所以不遗余力地扶植和帮助本国企业共同开发和维护行业和产品标准，归根到底是为了实现本国和本地区利益的最大化。随着经济、技术竞争的不断升级，发达国家和跨国公司都力求将专利变为标准，知识产权政策与标准化政策越来越多地揉合在一起，以获取最大经济利益，标准化已成为专利技术追求的最高实现形式。
技术标准战略是为市场竞争服务的，实施技术标准战略的最终目标就是要取得市场的主导作用和领先地位，以获取最大的经济利益。技术标准之争事关国家经济利益，其背后往往有政府的强力支持。各发达国家千方百计地控制国际标准化工作，并通过标准建立贸易技术壁垒，是现在国际竞争中的最大利益。目前国际标准秩序主要是欧美等发达国家制定的，国际标准组织ISO、IEC和ITU所属的17个技术委员会秘书处中，1/3为美国主导，其他发达国家占2/3。
移动通信的技术标准长期以来一直为欧美所垄断，并试图继续将1G、2G的垄断延伸到3G、4G乃至以后的发展，从而使高额垄断利润持续不断地收入囊中。在此背景下，要保护我国利益，政府必须制定标准的国际化发展战略。
3 加速TD-LTE的国际化战略部署
要逐步化解欧美对移动通信标准的垄断，就必须从国家战略高度和全球视野扶植我国自主知识产权的TD-LTE标准在国际市场的突破和发展。从我国移动通信技术标准的发展来看，如果说3G的TD-SCDMA标准是在欧美严密垄断的移动通信标准的路径上撕开了一道口子的话，那么，我国4G标准TD-LTE则为世界移动通信发展另辟了一条蹊径。
市场为TD-LTE标准在国际上推广提供了契机。来自全球著名投行高盛的一份研究报告显示，全球运营商正在加速采用TD-LTE技术，该技术正在成为非对称频谱方面的全球性解决方案。在国际频谱划分中，TDD频谱资源比较匮乏，全球只有25%的频谱分配给TD-LTE，而且主要定位在FDD补充的位置上。目前，FDD和TDD规划好的频段数量之比是5.6：1，而且TDD获得的多是FDD分配剩下的零散频段。但TDD比FDD拥有更高的频谱效率，频谱是全球稀缺资源，TD-LTE能够使运营商得以开发非对称频谱的商业价值。很多运营商已经获得了非对称的、不支持FDD-LTE的WiMAX或PHS频谱，由于FDD频段已经基本分配完毕，现存的频段拍卖价格也特别高，适用于非对称频段的TD-LTE技术开始得到国际运营商的关注，这部分运营商正在考虑是否要选择TD- LTE作为过渡和演进。因此，我国的TD-LTE标准国际化战略应尽快出台，把握时机，将更多的运营商收归麾下。
关键词 ：智能变电站；IEC61850规约
IEC61850规约是全世界唯一的变电站网络通信标准，也将成为电力系统中从调度中心到变电站、变电站内、配电自动化无缝连接自动化标准，本文将对IEC61850规约进行简要介绍。
1.IEC61850系列变电站通信网络和系统实施标准概述
伴随着现代计算机网络技术、通讯技术的发展，电力系统自动化二次设备的数据来源发生变化，正逐步的从传统的模拟信号阶段走向现代的数字信号阶段，智能变电站应运而生。智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。与常规变电站相比，智能变电站间隔层和站控层的设备及网络接口只是接口和通信模型发生了变化，而过程层却发生了较大的改变，由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，逐步改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。
2.IEC61850装置模型及配置方式
2.1 模型（model）的概念
模型是现实事物的某些代表性特点的表示，可以是物理实体，也可以是某种图形或者是一种数学表达式。创建模型的目的是帮助我们去理解、描述、探索特定实体或现象的简单表示，预测实际世界发生的事情。用这种方法处理问题，可以大大减少实验工作量，还有助于了解过程的实质。例如，IEC61850-7-x定义的模型着眼于变电站数据通信特征和功能来建模。所建模型为变电站自动化系统提供了类似的环境镜像（电力系统过程、开关场）。
依据建模方法，可将现实世界重变电站的三相分相断路器虚拟化为一个虚拟环境中的逻辑节点XCBR，将实际断路器的位置、动作次数等信息虚拟化为逻辑节点下的数据Pos、OpCnt，这样就实现了真实世界中的事物到虚拟环境的虚拟化，事物的属性也映射到了虚拟的模型环境中，在这个虚拟的环境中，我们就可以研究分析现实事物的原理、行为等，例如可以获得断路器的分合状态以及断路器的动作次数等信息，依据所获得的这些信息，进一步又可以研究是否需要分合断路器、或者是判断断路器是否需要检修。
将现实变电站中的相关的事物及属性、方法逐一虚拟到模型文件中，即完成了设备的建模。例如实际的断路器可虚拟为一个LN（XCBR），该LN包含位置信息（Pos）、动作次数（OpCnt）等数据；另外电压互感器可虚拟为TVTR逻辑节点，电流互感器虚拟为TCTR逻辑节点，刀闸地刀虚拟为XSWI逻辑节点，以此类推，现实中的各种实物都可虚拟到不同功能的LN中。
2.2 ICD模型文件
智能变电站自动化系统中，存在着功能各异、数量不一的智能设备，为了能较好的了解各智能设备的行为、互操作性，工程实施采用了面向对象的方法，通过可扩展标记语言XML，创建一个可全面描述IED功能的文件，这个文件称为智能设备的配置描述（IED Configuration Description），简称ICD。ICD文件仅经过IED配置工具的配置，未经过变电站系统配置工具的配置，只是对现实智能设备的功能的一个全面描述。
2.3 CID文件
一个置于变电站通讯网中的智能设备，除了本身可独立运行外，还需要与其他智能设备进行数据交换，以完成自身的某些功能，或者输出数据供其他智能设备使用，那该智能设备如何才能知道与其他智能设备交换些什么数据，我们可以通过变电站配置描述语言（Substation Configuration description Language）工具对装置ICD模型文件予以配置，主要包括MMS、GOOSE、SMV部分，告知智能设备需要与外界交换那些信息，那么这个经过SCL工具配置过的文件称之为经过配置的智能设备描述（Configured IED Description）文件，简称CID文件，它是对ICD文件的一个扩充，不仅包含IED的功能描述，同时还包含了数据交换信息、报文控制信息等。
3.MMS 服务
3.1 MMS介绍
MMS（Manufactoring Message Specification）即制造报文规范，是ISO/IEC9506 标准所定义的一套用于工业控制系统的通信协议。MMS是由ISO/TC184开发和维护的网络环境下计算机或IED之间交换实时数据和监控信息的一套独立的国际标准报文规范。它独立于应用和设备的开发者。MMS特点介绍如下：
（1） 定义了交换报文的格式；结构化层次化的数据表示方法；可以表示任意复杂的数据结构；ASN.1编码可以适用于任意计算机环境；（2） 定义了针对数据对象的服务和行为；（3） 为用户提供了一个独立于所完成功能的通用通信环境。
3.2 MMS 功能
（1）信号上送
开入、事件、报警等信号类数据的上送功能通过BRCB（有缓冲报告控制块）来实现，映射到MMS的读写和报告服务。通过有缓冲报告控制块，可以实现遥信和开入的变化上送、周期上送、总召、事件缓存。由于采用了多可视的实现方案，事件可以同时送到多个后台。brcbRp是带缓存的报告控制块，而urcbRp 是不带缓存的报告控制块。一般遥信类信号缓存，保护模拟量不缓存。
（2）测量上送
遥测、保护测量类数据的上送功能通过URCB（无缓冲报告控制块）来实现，映射到MMS的读写和报告服务。通过无缓冲报告控制块，可以实现遥测的变化上送（比较死区和零漂）、周期上送、总召。由于采用了多可视的实现方案，使得事件可以同时送到多个后台。
（3）控制
遥控、遥调等控制功能通过IEC61850的控制相关数据结构实现，映射到MMS的读写和报告服务。IEC61850提供多种控制类型，南瑞继保PCS系列装置实现了增强型SBOw功能和直控功能，支持检同期、检无压、闭锁逻辑检查等功能。
（4） 故障报告
故障报告功能通过RDRE逻辑节点实现，映射到MMS的报告和文件操作服务。录波文件产生时，RDRE下的RcdMade和FltNum通过报告上送到后台；后台以如下方式召唤故障报告，其过程如下：
首先装置给客户端上送故障报告， 客户端会对装置下发查询波形列表文件，注意这时候有的厂家的装置目录有点不一致的，需要确认，比如南自的是“/comtrate/”，PCS 装置是“/comtrade”和“comtrade/”都可以认别。装置会将波形的所有列表送给客户端，客户端进行打开文件列表请求，装置对客户端打开文件列表回应，客户端进行读取文件请求，装置对客户端读取文件回应，文件读取后，客户端要关闭文件请求，文件读取后，装置对关闭文件请求回应。
4.结论
IEC61850标准是新一代的变电站通信网络和系统协议，适应分层的智能电子装置和变电站自动化系统，该协议根据电力系统生产过程的特点，制定了满足实时信息传输要求的服务模型；采用抽象通信服务接口、特定通信服务映射，适应了网络发展；采用面向对象建模技术，面向设备建模和自我描述，以适应功能扩展，满足了应用开放互操作的要求；采用配置语言，配备配置工具，在信息源定义了了数据和数据属性；定义和传输元数据，扩充了数据和设备管理功能。
IEC61850标准作为是全世界唯一的变电站网络通信标准，也将成为电力系统中从调度中心到变电站、变电站内、配电自动化无缝连接的自动化标准， IEC61850体系使变电站信息建模标准化成为可能，信息共享具备了可实施的基础前提，为电力系统自动化产品的“统一标准、统一模型、互联开放”的格局奠定了基础。
参考文献：
M2M： Business Scope and Technical Development
摘要： 指出M2M是使用电信运营商提供的网络和业务支撑平台并提供给其他各种规模垂直行业的公共物联网，它是物联网应用的一个子集。M2M的主要技术包括Thing-based M2M技术、机器对机器直接通信技术和M2M通信网技术。M2M市场潜力巨大，但还存在很多不确定因素，需要我们开展更多研究。
关键词： 机器对机器；物联网；机器类型通信；传感器；无线射频识别
Abstract： M2M is a kind of IoT that supports all kinds of vertical industry applications that are based on a telecommunication network and a telecommunication service platform. M2M application is a subset of IoT applications. The main M2M technologies are thing-based M2M technology， technology for direct communication between machine and machine， and M2M communication network technology. The M2M market has great potential， but there is still much uncertainty and more research needs to be done.
Key words： M2M； internet of things； machine-type communication； sensor； radio frequency identification
随着物联网应用日趋广泛，“M2M”也成为伴随物联网在信息通信领域中最热门的词汇，M2M应用、M2M业务、M2M平台等名词和术语层出不穷。如果把这些名词术语中的M2M替换为物联网，它们也是行业的高频词汇，而且这些词汇的内涵和M2M相关词汇的内涵非常相近。可以看出，物联网和M2M的内涵和外延非常接近，也说明了目前物联网和M2M的产业界线、业务研究范围、技术发展方向仍然没有特别清晰的认识。
1 M2M国际标准化现状
1.1 ITU-T
国际电信联盟远程通信标准化组织（ITU-T）M2M焦点组（FG M2M）首次会议于2012年4月17—18日在日内瓦召开。会议吸引了众多医疗和信息、通信和技术（ICT）领域的专家参与，共同探讨垂直医疗市场的M2M标准化需求。焦点组的工作集中在医疗领域中M2M的应用，并据此分为3个工作组：第1工作组负责M2M使用案例和业务模型；第2工作组负责确定M2M业务层的要求和架构框架；第3工作组负责M2M应用程序接口（API）和协议，其工作将在前两个工作组完成相关工作后逐步开始，目前主要是研究M2M业务层的需求和M2M业务层支持下的e-health。
ITU-T M2M焦点组的研究报告没有给出M2M的准确范畴和定义，目前只是给出M2M业务层研究的范畴，即处于物联网网络层和应用层的功能。
1.2 OneM2M
为了促进国际物联网标准化活动的协调统一，减少重复工作，降低企业生产及运营成本，保障各行业的物联网应用，从而推动国际物联网产业持续健康发展，2012年7月，由中国通信标准化协会（CCSA）、日本的无线工业及商贸联合会（ARIB）和电信技术委员会（TTC）、美国的电信工业解决方案联盟（TIS）和通信工业协会（TIA）、欧洲电信标准化协会（ETSI），以及韩国的电信技术协会（TTA）等7家标准组织推进成立了OneM2M。OneM2M专注于物联网业务层标准的制订，并致力于M2M设备在全球范围内实现互通的技术规范和相关报告的制订。
OneM2M已经成立了需求（WG1）、架构（WG2）、安全（WG3）、管理和语义（WG4）4个工作组。目前具体工作项目（WI）有：M2M需求、M2M术语、M2M架构3个项目，并有两个内部项目，分别对应用场景和标准组织提交的架构融合问题进行相关研究。
1.3 3GPP
第三代合作伙伴计划（3GPP）对M2M的研究聚焦在通过移动通信网络进行数据传输的机器通信，既MTC。3GPP从R10开始对MTC进行相关的标准化工作，目前R10阶段的工作已经完成，R11的相关标准研究接近尾声，R12的研究工作开始启动。R10阶段的标准化重点是移动通信核心网拥塞控制的优化；R11阶段的标准化涉及的内容包括MTC架构、标识、寻址、设备触发、RAN的拥塞控制；R12阶段则重点关注小数据和设备触发、监控增强、UE低功耗优化、基于组的优化。MTC是不需要人干预的一个或多个实体之间的数据通信，可以看出MTC实际就是我们平常说的M2M通信。
1.4 ETSI
欧洲电信标准化委员会（ETSI）M2M工作组于2008年成立，以欧洲运营商主导，吸引了来自欧、美、中、日、韩等地区或国家的电信和ICT行业的参与，以制造商、网络运营商为主（分别占59%、26%），也包括研究团体、政府管理机构、大学和一些最终用户。ETSI M2M TC的主要研究目标是从端到端的全景角度研究机器对机器通信，并与ETSI内电信和互联网融合业务及高级网络协议（TISPAN）及3GPP已有的研究进行协同工作。
目前ETSI M2M Release 1核心的3个系列标准已经：M2M需求（ETSI TS 102 689）、M2M功能架构（ETSI TS 102 690）和M2M接口描述（ETSI TS 102 921）。OneM2M成立后，ETSI M2M的标准化成果将转移到OneM2M中继续研究，ETSI主要维护欧洲地区标准事务。
2 M2M内涵及边界
M2M的范畴也在不断放大，例如有人把M2M的缩略语解释为机器对机器、人对机器或机器对人，这也就意味着M2M与物联网的目标类似，都是提供未来人与物、物与物的通信。特别是OneM2M标准组织的成立，从名称上就彰显出“一个”M2M就能够提供所有与机器相关的应用和业务，这似乎与物联网的目标和业务范畴一样。因此从产业、技术和标准化发展的角度有必要说明M2M的内涵及其与物联网的关系。
物联网目前还没有大规模的应用，目前应用主要集中于各种小规模的垂直行业应用以及基于公众通信网支撑的应用中。物联网是在现有通信网的基础上，通过增强网络末梢的感知能力和应用层的信息处理能力来实现应用需求，因此通信网的应用服务体系同样适用于物联网的应用服务体系，即基于公众通信网（包括电信网和互联网）增强其感知能力构建公共物联网。
公共物联网不仅可以提供公众物联网应用，还可以使其他服务行业共享这种公共信息基础设施，避免不同的行业物联网重复建设；而电力、交通等行业的信息化程度相对较高，又有其自身特殊的、封闭的应用需求，它们将基于各自现有行业的信息通信网络建设来发展行业专属的物联网，智能电网、智能交通（ITS）、智能工业将是这些行业专属物联网应用发展的目标，如图1所示[1-3]。
这种公共物联网的应用提供方式不同于专属物联网的应用提供方式，它是开放、共享信息通信基础设施给应用提供者，因此从标准化的角度，有必要把这种方式与其他专属物联网应用提供的方式区别开。M2M近年来成为全球电信运营商广泛使用的词汇，电信运营商希望通过网关实现电信网与传感器网络等末梢延伸网的连接， 从而实现公众通信网连接各种感知物理世界的感知设备，例如传感器、射频识别（RFID）装置，这种使用电信运营商提供的网络和业务支撑平台而提供各种小规模垂直行业应用的公共物联网，我们可以把它称为M2M。如果说物联网是一个全集，那么M2M就是基于电信运营商驱动的物联网业务应用，应该是物联网应用的一个子集。
3 M2M的主要技术
3.1 Thing-Based M2M
图2是中国通信标准化协会基于电信运营商在物联网应用方面的实践制订的现阶段物联网总体框架。由于现阶段各行各业都在物联网的旗帜下发展各自的行业信息化应用，因此图2中虽然示意的是物联网，但实际就是电信运营商驱动的物联网应用——M2M。
端节点和通信网之间建立网络连接的方式有两种：一种是直接连接方式，端节点向通信网直接进行注册认证，并从网络获取所需要的标志或地址等信息；另一种方式是通过接入网关和通信网建立连接，此时接入网关作为端节点和通信网之间的连接媒介和连接中转节点，同时向端节点提供必要的连接配置信息，而对于接入网关中继端节点到通信网之间的连接，某些端节点可能只具有近距离通信功能，为了连接到广域通信网络，需要通过延伸网和接入网关实现到广域网的接入。另外一种典型需求是利用接入网关来实现网络连接的汇聚和信息的汇聚，并简化网络连接和相应管理等。延伸网络位于端节点与接入网关之间，主要是在现有网络基础上实现通信的进一步延伸，使通信的覆盖区域和服务领域得到扩展。为了实现对各种物联网端节点的接入，特别是工作在特定环境或场景下的智能节点设备的接入，延伸网络通常会利用各种近距离技术、自组织组网技术等，通过多跳转发等方式，来实现信息的传递，同时业务支撑平台负责向应用提供一些共性的能力和支撑，并提供开放的接口，使应用可以接入和使用网络资源和能力。通过向具体应用屏蔽底层具体网络实现，可以简化和降低上层应用开发和部署的复杂度。应用可能由第三方运营，在这种情况下，可以通过业务网关来实现应用的安全接入，此时业务网关来屏蔽物联网网络结构，对应用进行认证和授权，并可以提供统一的应用程序编程接口（API）接口等[4]。
目前典型的应用是利用物联网端节点（如传感器、RFID、视频采集器等）采集物理世界中的信息，然后经接入网关传送到应用层的服务器进行分析处理，再提供相应的应用。因此这种应用并非如M2M缩略语中的意思，提供机器到机器直接通信应用，因此我们就把它称作为Thing-based M2M。
Thing-based M2M应用基本还是综合利用现有的信息通信技术（包括现有的信息采集技术、信息传递技术）提供应用，而接入网关和业务支撑平台则是需要重新构建功能或设备，此外由于电信运营商作为M2M平台的业务提供者需要管理和维护终端，因此M2M业务支撑平台和终端之间的管理和维护协议、业务传送的协议也需要构建。中国电信运营商，例如中国电信、中国移动都为之定义了企业协议。中国电信M2M通信协议称之为M2M终端管理协议（MDMP），中国移动M2M通信协议称之为无线M2M协议（WMMP）通信协议，设计这些协议的目的是为了屏蔽不同应用在延伸网使用的不同技术协议，在接入网关、M2M终端与业务支撑平台之间使用统一的协议实现M2M终端管理、控制和数据转发的功能。虽然这些技术已经具备，但是从技术标准的角度看，M2M平台和M2M通信协议由于不同运营商定义了不同的企业标准，因此还需要进一步的行业标准化[5]。
3.2 机器对机器通信
通信网络技术的出现和发展，给社会生活带来了极大的变化，越来越多的设备需要通信和连网。目前仅仅是计算机和其他一些IT类设备具备与其他机器的直接通信的能力，众多的普通机器设备几乎不具备联网和其他机器直接通信的能力，例如工业设备、仪器仪表、家电、车辆、自动售货机、工厂设备等。M2M技术的目标就是使所有机器设备都具备连网和通信能力，预计未来用于人对人通信的终端可能仅占整个终端市场的1/3，而更大数量的通信是机器对机器的直接通信业务。事实上，目前机器的数量至少是人类数量的4倍，因此M2M具有巨大的市场潜力[6]。
M2M通信将由M2M层、传送层、ID层、网络层、媒体接入控制（MAC）层、物理层构成，如图3所示。
M2M层是为了实现采用不同语言的应用之间通信，而需要在网关设置实现语言翻译而设计的通信层，目前可用的协议有UPnP、DPWS、CoAP。
传送层将用于提供端到端的性能保证，特别是按序并有一定的可靠性传送，因此在提供M2M应用时，传送层根据应用对服务质量（QoS）的要求可以是任选；ID层是对传统输控制协议/因特网互联协议（TCP/IP）协议栈簇增加的的标识层。由于IP作为全球寻址的技术出现，不仅用于标记“位置”，还用于标记“标志（资源名）”，目前业界正在研究位置与标识的分离；网络层用于分组包的寻址，目前基本还是采用IP的技术（可能是IPv4或IPv6）；MAC层和物理层决定于通信网具体采用的通信技术。
（1）UPnP
通用型即插即用（UPnP）是即插即用（PnP）的扩展，它可发现和控制各种网络设备，如网络打印机、Internet网关等，并能提供相应服务。但UPnP不是即插即用的简单扩展，它支持“0配置”和无线网络，可自动发现其他供应商提供的设备。在UPnP协议下，一个设备可动态加入网络，获得IP地址，广播其功能，并了解其他设备的功能。很多种类的设备都可以使用UPnP协议，包括智能设备、无线设备。UPnP使用标准的TCP/IP和Internet协议，能够很好地在现存网络中使用。使用这些标准协议使UPnP从已有的各种经验和知识中获利，打破各种信息孤岛，越过各种物理层，具有设备间的相互协作基本特点。M2M通信也需要管理M2M终端，未来UPnP可以用来为之服务。图4是UPnP协议栈。
（2）DPWS
设备的Web服务（DPWS），它定义了在资源有限的终端上使用的、用于实现安全的 Web 服务的最小接口集。 Windows Vista上内置了DPWS的客户端类库（WSDAPI）， 那些支持DPWS的设备（比如常见的某些支持DPWS的打印机）自动出现在Windows Vista的Network Explorer中。从某种程度上说，DPWS是UPnP的Web 服务实现，未来M2M通信也需要用来管理M2M终端，因此DPWS可以用来为之服务。图5所示为DPWS的协议栈。
（3）CoAP
CoAP是一种面向网络的协议，它采用了与HTTP类似的特征，核心内容为资源抽象、指表述性状态转移（REST）式交互以及可扩展的头选项等等。
HTTP作为IETF 成功长期采用的标准，可以用较小的脚本程序来融合不同的资源和服务，并且它提供的互操作性正是物联网的关键讨论内容，因此它被推向设备层面。由于HTTP基于TCP传输协议，采用点对点的通信模型，因此不适合推送通知服务，而且对于资源能力受限的设备来说也过于复杂。
CoAP协议基于REST 构架，是互联网资源访问协议的一般性设计风格。为了克服HTTP对于受限环境的劣势，CoAP需要考虑到数据报长度的最优化以及可靠通信。一方面，CoAP提供统一资源标志符（URI），REST 式的方法（如GET，POST，PUT和DELETE），以及可以独立定义的头选项提供的可扩展性。另一方面，CoAP基于轻量级的UDP协议，允许IP多播，而组通信是M2M最重要的需求之一。为了弥补UDP传输的不可靠性，CoAP定义了带有重传机制的事务处理机制，并且提供资源发现机制。CoAP协议不是盲目压缩了HTTP协议，考虑到资源受限设备的低处理能力和低功耗限制，CoAP重新设计了HTTP的部分功能以适应设备的约束条件。另外，为了使协议适应M2M 应用，CoAP协议改进了一些机制，同时增加了一些功能。图6 显示了HTTP和CoAP的协议栈。CoAP和HTTP在传输层有明显的区别。HTTP协议的传输层采用了TCP协议，而CoAP协议的传输层使用UDP协议，开销明显降低，并支持多播。
3.3 M2M对通信网的技术需求
M2M应用具有海量终端接入和小数据频发等特点，但是目前的移动通信网的设计是针对人类的通话设计，因此直接使用现有的移动通信技术支持M2M应用将会造成对频率资源的低效使用。为了充分利用频谱资源，需要对移动通信网进行改造和增强。
目前3GPP正在研究现有移动通信网如何高效支持M2M 应用，包括体系架构、拥塞和过载控制、签约控制、标识和寻址、时间控制特性、MTC监控特性的研究。
4 结束语
物联网在中国被认为是未来的战略性新兴产业，是推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”，而M2M无疑是其中重要的生力军。物联网和M2M能够带来真正新的产业是什么，仍在探索中，还存在着很多不确定因素，需要我们投入更多的精力来研究。
参考文献
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关键词:城市轨道;信号系统;工程设计;CBTC
1 引言
城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全,实现行车指挥和列车运行现代化,提高运输效率的关键系统设备。城市轨道交通信号工程造价高,高科技内容含量高,涉及到通信技术、计算机技术、网络技术和远程控制技术等。从事这一领域的企业,要求企业的拥有较高的技术水平和自主创新能力。
2 城市轨道交通信号系统方案
一般城市轨道交通线路在城市交通疏解任务中担当非常重要的角色，为满足以上要求，地铁信号系统应采用完整的、先进的、高效的列车控制系统。
(1)正线信号系统采用完整的列车自动控制（ATC）系统，由ATS、ATP、ATO、联锁设备组成。
(2)车辆段/停车场由联锁设备、微机监测设备、ATS分机等主要设备组成。
a)闭塞方式分析
目前城市轨道交通的信号系统主要有准移动闭塞和移动闭塞系统选择。
1.基于目标距离模式的准移动闭塞ATC系统
目标距离模式一般采用音频数字无绝缘轨道电路，具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。列车车载设备根据由钢轨传输而接收到的联锁、轨道电路编码、线路参数、控制管理等报文信息，对列车追踪运行以及折返作业进行连续的速度监督，实现超速防护，控制列车运行间隔，以满足规定的通过能力。由于音频数字轨道电路传输信息量大，可向车载设备提供目标速度、目标距离（指从占用音频轨道电路始端至停车点的距离）、线路状态（坡道、弯道数据等），使ATP车载设备结合固定的车辆性能数据计算出适合于本列车运行的模式速度曲线。
2.移动闭塞系统（CBTC）
基于通信的移动闭塞列车控制系统技术先进，是列车控制技术的发展方向，代表了国际ATC的先进水平。
独立于轨道电路的高精度列车定位；
连续、大容量的车－地双向数据通信；
车载和轨旁的处理器执行安全功能。
CBTC系统采用自由空间无线天线、交叉感应电缆环线、漏泄电缆以及裂缝波导管等方式实现车-地、地-车间双向数据通信。轨旁ATP设备根据列车的位置信息和进路情况计算出每一列车的移动权限，并动态更新，通过连续车地通信设备发送给列车。车载设备根据接收到的移动授权和自身的运行状态计算出列车运行速度曲线和防护曲线，在ATP子系统的防护下，ATO子系统或人工驾驶控制列车在该速度曲线下运行。后续列车可最大限度地接近前行列车尾部，与之保持一个安全距离。在保证安全的前提下，CBTC系统能最大程度地提高区间通过能力，不受轨道电路区段分割的限制。
虽然CBTC系统在调试时存在一些不尽如人意的地方，但是CBTC系统在具有自身优越性的同时已经成为城市轨道交通信号系统的首选方案。其相对于准移动闭塞系统的优越性是不可取代的。
4 城市轨道交通信号系统构成
信号系统设备按地域划分可分为控制中心设备、车站与轨旁设备、车辆段和停车场设备、维修中心设备及车载设备五部分。
控制中心的设备主要是ATS子系统的中央级设备及显示终端设备。
a)控制中心设备（ATS）
1.控制中心ATS系统
信号系统的控制中心设备设于控制中心大楼内，是列车自动监控系统（ATS）的核心部分，设冗余ATS服务器，网络时钟服务器、总调度长及行车调度员工作站、综合显示系统、中心计算机系统、运行图编辑工作站、维护工作站、培训模拟工作站、网络设备及电源设备等。
（1）ATS服务器
信号设备室设置中心计算机系统，包括ATS系统中心控制主机、中心通信处理器、中心数据服务器、中心局域网及各自配备的外部设备。为了保证系统的可靠性，上述主要硬件设备采用双机热备方式。
（2）调度长及行车调度员工作站
根据车站及线路配置情况及行车组织要求，一般情况下在控制中心中央控制室各线设置3个行车调度工作站，其中两个行车调度员工作站，一个调度长工作站。
在运行图室设置运行图编辑工作站及相应的打印设备，用于运行计划人员编制及修改列车运行时刻表，通过人机对话可以实现对运行时刻表的编辑、修改及管理。
（4）维护工作站
在维护室设维护工作站。维修工作站主要用于ATS系统的维护及修改系统数据、ATC系统的故障报警处理等。
（5）培训、模拟工作站
在培训室设置培训、模拟工作站及打印机，工作站内配有各种系统编辑、装配、连接和系统构成工具以及列车运行仿真的软件。可与调度员工作台具有相同的显示内容和相同的控制功能，并能实际仿真列车在线运行及各种异常情况，而不参与实际的列车控制。
（6）绘图仪和打印机
打印室配备两台彩色激光网络打印机和一台网络绘图仪，用于输出运行图及各种报表。
（7）控制中心综合显示屏（大屏幕）
综合显示屏显示的信息及实现的功能：
实现正线列车运行及信号系统设备状态的监视
显示行车信息
CCTV图像
行车、防灾、电力调度等有关的综合信息
其显示内容采用区域显示方式，并可根据调度的要求调整显示画面。
（8）电源设备
电源室设置ATS电源系统，包括为ATS设备正常工作提供电量的电源屏及在线式UPS，可提供30分钟后备电源的免维护电池。
2.车站ATS设备
正线车站ATS设备设在设备集中站，由车站ATS分机、通信接口设备、车控室操作设备等组成。
（1）车站ATS分机采用数据通信接口设备，该设备为双套冗余。
（2） 车站工作站由键盘及彩色显示器组成，当中心设备故障或下放控制权时，车站工作站可完成对进路、信号机的控制。
（3） 通信接口设备与通信传输设备配合完成车站ATS与中心ATS间信息传输及各种通信。
（4）发车指示器，设在发车站台端部。
3.车辆段、停车场ATS设备
（1）车场信号设备室设一台ATS分机，与车场联锁系统接口。
（2）行车值班室和车辆派班室各设一台终端以及必要的打印机。
（3）与OCC（控制中心）通信的传输网及其接口。
b)车站与轨旁设备
1.正线设备集中站室内设备包括联锁设备、ATP/ATO设备、车地双向通信室内设备、列车空闲检测设备、ATS车站设备、电源设备等。
2.站台设备包括发车时间指示器、紧急停车按钮、PIS系统。发车指示器：设置于发车正方向站台端部，每站台1个。紧急停车按钮：每侧站台设置2个，设置位置应便于紧急情况下的使用。
3.轨旁包括转辙机、信号机、列车占用检查设备、车地通信设备等。
4.在非设备集中站，将主要设置电缆分线架、安全门接口设备、ATS接口设备、轨旁信号机等。
5.在全线所有车站的控制室设紧急后备盘。在车站值班员认为必要的情况下，可通过按压紧急后备盘上的有关按钮。
6.对于联锁设备集中站，在车站控制室还应设置用于车站级控制的控制工作站，用于在车站级控制情况下，能对本联锁区内的信号元素进行监控以及故障报警。
（1）设备集中站的设置
综合考虑联锁设备、ATP、ATO和ATS车站设备的控制能力及控制距离的要求，正线区段的ATP/ATO室内设备原则上集中设置于设备集中站。设备集中站的设置及控制范围需结合线路具体情况及运营需求统筹考虑，此处不再赘述。
（2）轨旁ATP/ATO设备
1）轨旁骨干网
信号系统利用光纤及通信设备自行组建用于安全信息交换的冗余的通信网络，网络应符合开放的IEEE802.3标准。该网络也可以传输ATS信息。
2）车－地通信轨旁设备
轨旁设备包括轨旁设备、区间接入点设备、天线以及连接这些设备的光缆及电缆等组成。区间接入点与骨干通信网的连接应是冗余的。
区间接入点的布置位置及数量应该满足任意区间点的无线重叠覆盖，即任何单个的区间接入点故障不影响车－地的正常通信。
3）地面信标
信标是CBTC的重要组成部分，其作用为：
列车位置初始化，即运行方向判定；
列车位置校准；
轮径磨耗自动补偿；
根据目前市场实际情况，有欧标和查询信标两种方式可供选择：欧标应答器具有更强的数据传输能力并且适应更高的速度，并且进行了国产化。查询信标具有价格优势。
（3）正线联锁设备
联锁设备设于设备集中站，按照车站配线及控制范围考虑联锁集中站，主要包括计算机联锁设备及设备机架，完成信号机、进路、道岔的联锁等功能。
1）正线区段信号机的显示方式符合该项目所在城市地铁相关规范的要求并考虑CBTC系统的实际情况。
通常正线区段地面防护信号机的显示方式如下：
红灯―禁止通行，列车在信号机前停车；
绿灯―进路开通道岔直向位置，准许列车按规定速度运行；
黄灯―进路开通道岔侧向位置，准许列车按规定的限制速度运行；
黄灯+红灯―引导信号，允许列车以不大于25km/h（具体根据运营要求确定）速度越过该信号机继续运行，并随时准备停车。
2）全线设辅助列车检测设备，采用计轴设备。
（4）车载设备
每列车原则上配备两套车载ATP/ATO单元。包括车载ATP/ATO主机机柜、速度传感器、控制显示单元以及车地通信天线等主要设备。每套ATP/ATO车载设备的关键设备均采用冗余结构。 两套车载单元互为热备，热备切换时不能影响列车的正常运营。
人机界面的主要内容包括：
列车实际速度/最大允许速度显示
目标距离/速度显示
驾驶状态（动力运行、惰行和制动）显示
驾驶模式（ATO、人工ATP、限速人工、自动折返）表示
ATO模式启动按钮
自动/人工关门开关及表示
列车折返表示
列车停车精度（到位）情况
门表示（含司机室车门）及控制元件
紧急制动的启动表示
ATP/ATO故障表示
驾驶员输入有关数据（轮径、乘务组号、车辆号、目的地号等）
列车完整性表示
（5）在运行交路的折返站，将考虑在站台设有折返按钮和折返设备，实现列车折返或车载设备驾驶端的自动转换。
c)系统后备模式设备
正线ATC系统在通信设备故障时可全部或局部按照设定的后备模式（限制人工驾驶模式）运行。后备模式通过计轴、发车表示器、信号机、联锁、应答器及相应编码设备等设备完成对列车的运行控制。
在线路上的每架信号机、道岔以及各车站正向出站处附近设置计轴设备，用于轨道空闲的检测，在移动闭塞ATC系统通信故障时，降级为后备模式，联锁系统利用这些设备配合ATP和机车信号控制列车安全运行。
d)车辆段、停车场设备
车辆段/停车场信号设备主要有车场ATS分机、联锁设备、监测设备、试车线设备、培训设备及日常检修和检查等设备。行车控制室设有计算机联锁监视、操作终端设备和ATS工作站。通过ATS工作站可监视出入段线和正线部分的列车运行情况。
1.车场ATS设备
（1）车场信号设备室设一台ATS分机，与车场联锁系统接口。
（2）行车值班室和车辆派班室各设一台终端以及必要的打印机。
（3）与OCC通信的传输网及其接口。
2.联锁设备
计算机联锁室内设备主要包括联锁机柜、接口柜、防雷柜、继电器柜、分线盘设备和UPS电源等，电源室设有智能电源屏。设备室同时设有计算机监测的下位机设备和维修监测工作站等。
3.试车线设备
在试车线旁设置试车设备室和控制室，装设与正线相同的ATP、ATO室内设备，轨旁设备以及相应的试验设备。
室内设备包括：试车线工作站和控制盘、ATP/ATO线路计算机设备、电源屏及UPS电源等，同时还应包括与屏蔽门接口的模拟设备。
室外设备包括列车占用检查设备、车地通信设备、信号机。
试车线上的道岔和道岔防护信号机均由车辆段联锁系统控制。作为信号楼联锁控制的一部分。
4.计算机监测设备
车辆段/停车场站场较大，养护维修工作量较多综合考虑设置铁道部统一标准的微机监测系统，该系统在国铁中已全面采用，并可与计算机联锁系统紧密结合。
[关键词]4G 煤矿 无线通信
全IP化4G技术支持下，4G无线通信技术得到了空前发展，煤矿开采施工的复杂性和危险性对无线通信系统提出了更高的要求。在4G通信技术支持下，煤矿安全生产管理系统能够逐渐完善自身信息化、自动化、智能化需求，并提升煤矿生产的安全性，为煤矿企业经济发展和社会经济效益带来极大帮助。
一、无线通信技术发展概述
1、PHS无线通信系统。PHS无线市话技术是在微蜂窝技术上实现的，它通过微蜂窝基站达到无线覆盖的目的，并以无线方式完成用户端和本地电话网的对接，实质上属于固定电话技术的补充。PHS无线通信系统已于2011年底实现清频退网。2、Wi-Fi无线通信系统。Wi-Fi属于短程无线通信传输技术的一种，它能在100米范围内实现互联网无线信号接入。Wi-Fi传输带宽受到环境动态影响，带宽与延时呈反比例增长，因此常常出现通话杂音、回声等质量问题。3、3G无线通信技术。TD-SCDMA是指时分服用同步满分多址接入，这是我国第一次提出，并依靠无线传输技术完成的国际移动通信标准。CDMA2000实在窄带CDMA技术上发展而来的宽带CDMA技术，属于3G通信标准，被国际电信联盟的IMT-2000标准认可。4、4G无线通信技术。4G是指第四代通信技术的泛称，它集合了3G与WLAN的特性，并能传输高质量视频图像，其下载速度可达100Mb/s，上传速度也能达到50Mb/s，极大限度的提升了无线服务质量，TD-LTE是3GPP基础上发展而来的，属于LTE的一种。
二、基于4G信技术的煤矿无线通信系统
2.4无线移动通信系统架构
1）基于TD-LTE通信技术的系统架构。TD-TLE煤矿无线通信系统网络是由基站、接入网关、BRAS和核心网通信组成。其语音通信、数据传输和集群呼叫主要由核心网网元实现，实现模式则是通过IMS、EPS、DSS集群完成。2）建立基于TD-LTE通信技术的基站通信系统。以Femto Pico基站为基础建立无线通信系统，不但能够扩大通信覆盖范围，还能以IP SEC方式，通过自身的传输网络统一接入到安全网关中，提升网络传输的安全性能。在基站通过提供WLANAP承载数据业务过程中，一般是以PDG为媒介直接接入网络传输数据业务，通过接入3GPP核心网来提升通话质量、数据传输的高效率，实现统一的业务活动。此外，还可以通过Small Cell基站的网管系统，形成上下层无线网络通信系统的对接。3）以IMS、EPC、DSS集群模式为基础的核心网。系统中的核心网主要用于用户连接、系统管理和网络承载，具体业务包括遥感业务、简单消息传递和监视控制等。TD-LTE无线通信系统采用IMS+EPC+DSS集群构架的融合核心网系统ZXUN iEPC-5。ZXUN iEPC-5小型化产品集合了电信级EPC核心网的特性，使用5U插箱，集合MME、SGW、PGW、HSS等功能特性，为用户提供高速、安全可靠的通信传输。4）综合应用系统平台。综合应用系统平台是以多场景分布式高性能云计算框架结构为基础，通过各种业务数据的分析处理引擎等专用支持工具，对各数据进行高速、可靠、统一处理的平台。它具备灵活性、可裁剪、可适配等多种明显特点，综合应用系统平台可以实现统一的数据存储、应用接口支撑生产自动化管理、安全管理等多种功能，它在Wi-Fi网络以及LTE终端基础上，保障语音、视频和数据等各类业务的有效进行，为煤矿企业安全生产和数据处理提供技术支持。
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