5g智能煤矿方案公司（5g+智能化煤矿顶层架构与应用系统）

一、什么是“5G+煤矿智能化”？

“5G+煤矿智慧”是指建设煤矿上下5G网络基础系统，建设智慧煤矿综合管控平台、企业云平台、大数据处理中心等基础设施，打造“云边端”的矿业工业互联网系统。架构方面，重点应用场景包括井下巡检与安防、无人驾驶、智能矿山与生产控制等。

二、5G+煤矿智能化重点应用场景

1、智能开采与生产控制

基于5G网络和网络切片技术高速率、低时延、高可靠等特点，深入研究5G工业模块与煤机装备深度融合，实现大型煤机关键装备的支撑5G通讯；开发基于煤矿的5G网络实时生产控制平台，实现煤炭开采生产中各种信息的实时交互和远程控制，为井下无人作业提供技术支撑。

2、环境监测与安全防护

基于5G网络高速率、高可靠性的特点，实现井下可视通信、实时高清视频传输、环境监测数据采集，满足环境监测和数据传输的海量高清视频数据承载需求。安全防护，为全矿井、全流程提供智能安全预警。

3、井下检查

基于5G网络大连接、高可靠性特点以及边缘计算、5G高精度定位等技术，开发支持5G高精度定位技术的基站、终端和矿用传输设备，实现定位和实时交互井下人员和设备的信息，以满足井下检查的需要。

4、露天/井下矿山无人驾驶

基于5G网络高速率、低时延、高可靠的特点以及5G高精度定位技术，利用先进的驾驶辅助系统，开展矿山无人驾驶系统的建设和应用，减少现场作业员，实现安全减员，支持企业降低成本。提高效率。

5. 虚拟交互

基于5G网络高速率、低时延的特点，探索虚拟现实（VR）、增强现实（AR）在煤矿的应用，实现现场实时巡检、专家远程协助、生产培训等其他功能。

三、5G+煤矿智能化现状

煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的保障。目前正处于智慧煤矿发展的初级阶段。它是新一代信息技术与煤炭开采的有机结合。传统4G和Wi-Fi条件下出现了许多新的需求和问题。很难解决。 “比如越来越多的传感器被应用在井下，大量的图像、视频数据被采集和传输。面向垂直行业智能化应用的第五代移动通信技术为解决上述问题提供了机会。5G已经具有高速率、低延迟、可扩展、大连接等特点，是煤矿智能化建设的重要支撑技术，其在煤炭领域的广泛应用和深度融合，将有效推动煤炭生产、加工、利用和利用的变革。作为“启航”行动计划十大目标之一的5G应用五个重点领域之一，“5G+智慧矿山”率先在煤矿领域成功应用。

四、5G+煤矿智能化白皮书（2021版）的推出

2021年，煤矿5G融合应用将快速推进，煤矿5G应用场景将进一步拓展，从视频传输到远程控制、虚拟交互等。 《5G+煤矿智能化白皮书（2021年版）》 11月发布的《煤矿5G技术重点一年来在技术研发、实际应用、标准制定等方面取得的进展》，重点阐述了煤矿5G应用中存在的突出问题和存在问题。下一步的发展方向。

五、 煤矿专用5G智能工业网关

《5G+煤矿智能化白皮书（2021版）》指出，当前煤矿设备主要通过5G智能网关接入5G网络，严重限制了5G系统的低时延、大带宽、广连接性能。目前业界已研发出专用于煤矿的5G智能工业网关。为了保证数据传输质量，5G智能工业网关除了符合煤炭安全认证要求外，还应进行必要的性能认证。

煤矿专用5G智能工业网关设计如下：

采用本质安全型设计；

采用全网络设计，支持各运营商5G、4G网络；

支持的接口包括SIM卡槽、TF卡槽、天线接口、LAN/WAN、RS232/RS485等。

六、煤矿专用5G智能工业网关设计推荐

在5G和工业互联网背景的推动下，飞凌嵌入式推出了四款核心板：FET1012A-C、FET1043A-C、FET1046A-C、FET1028A-C。这些核心板均采用了Layerscape系列通信处理器，在网络吞吐性能上优势明显，拥有数量较多的原生网络端口。

模型

场效应管1012A-C

场效应管1028A-C

场效应管1043A-C

场效应管1046A-C

中央处理器

LS1012A

LS1028A

LS1043A

LS1046A

主频

1GHz

1.5GHz

1.6GHz

1.8GHz

建筑学

1*皮质-A53

2*皮质-A72

4*皮质-A53

4*皮质-A72

记忆

512MB

2GB

2GB

2GB

贮存

8GB

8GB

8GB

8GB

网络端口总数

2

6

7

8

网口最大速率

2.5Gbps

2.5Gbps

10Gbps

10Gbps

10G网络/电口数量

-

-

1

2

TSN

不支持

支持

不支持

不支持

PCIE

1xPCIe2.0

1xPCIe3.0

3xPCIe2.0

3xPCIe3.0

串口

2

4

6

6

USB3.0

1

2

3

3

电子SDHC

1

1

-

-

无线上网

PCIe/USB3.0

PCIe/USB3.0

PCIE/USB3.0

PCIe/USB3.0

5G

PCIe/USB3.0

PCIe/USB3.0

PCIE/USB3.0

PCIe/USB3.0

显示端口

-

4K

-

-

系统

Ubuntu-18.04.1

Ubuntu-18.04.1

Ubuntu-18.04.1

Ubuntu-18.04.1

工作温度

-40~+80

-40~+85

-40~+80

-40~+75

注：仅显示煤矿专用5G模块且满足参数。详细参数请联系飞凌嵌入式客服。

为方便功能和性能验证，飞凌提供两款基于NXP Layerscape通信处理器设计的5G工业网关供选型参考。

模型

FCU2303嵌入式控制单元

FCU2201嵌入式控制单元

产品图片

CPU型号

恩智浦LS1046A

恩智浦LS1012

核心数

4 核能

单核

内核架构

皮质-A72\皮质-A53

皮质-A53

主频

1.8GHz、1.6GHz

1GHz

记忆

2GBDDR4

512MB DDR3L

贮存

16MB QSPI NorFlash、8GB eMMC

8GB 闪存卡

系统

Ubuntu-18.04.1

Ubuntu18.04，OpenWrt可选

工作温度

-40~+85

-40~+80

以太网

8路千兆网络

2路RJ45，10M/100M/1000Mbps自适应EMS：ESD，EFT，3级

串口

1路3线调试串口

RS485

8路RS485（4路可复用为RS232）

5 个通道，EMS：ESD、EFT、3 级

USB

1个USB主机口，可用于系统编程

1通道，USB2.0，可连接U盘，用于扩展存储或操作系统更新。

无线上网

m.2 Type 2230接口，为E KEY标准接口，默认连接INTEL 3168NGW模块；

双频WiFi，802.11 b/g/n/ac；可作为STA或AP使用，AP模式下仅支持2.4GHz。

移动通讯

5G模块：移远RM500Q，4G模块：华为ME909s、移远EC20

可选安装5G或4G模块；或者没有安装通讯模块

标清/标清输入输出

1路TF卡

引领

电源、工作状态、4G/5G联网状态、RS485

SATA

1个m2 m key接口，可连接m.2接口NVME协议的PCIE硬盘

实时时钟

板载CR2032，断电运行时间至少可维持1年。

开关量输入

2路光耦隔离

开关量输出

2路，电磁继电器隔离

电源输入

额定电压：12V5A，具有反接保护；

9V-36V宽电压输入，反接，过流保护

多功能按钮

1 个重置按钮，1 个自定义按钮

操作系统重置