5G+煤礦智能化-煤礦專用5G智能工業網關設計思路
5G+煤礦智能化
2021-12-16 09:11:00
5G
煤礦智能化
一、什么是“5G+煤礦智能化”？
“ 5G+煤礦 智能化”是指建設煤礦井上井下5G網絡基礎系統，搭建智能化煤礦融合管控平臺、企業云平臺和大數據處理中心等基礎設施，打造“ 云-邊-端”的礦山工業互聯網體系架構，重點應用場景包括井下巡檢和安防、無人駕駛、智能采掘及生產控制等。
二、5G+煤礦智能化重點應用場景
1、智能采掘及生產控制
基于5G網絡高速率、低時延、高可靠等特性和網絡 切片技術，深入研究 5G 工業模組與煤機裝備的深度融合，實現關鍵大型煤機裝備 對5G通信的支持；開發基于煤礦 5G 網絡的生產實時性控制平臺，實現煤礦采掘和生產中各類信息的實時交互、遠程控制，為實現無人化井下作業提供技術支撐。
2、環境監測與安全防護
基于5G 網絡高速率、高可靠特性，實現井下可視化通信、實時高清視頻傳輸、環境監測數據采集，滿足環境監測與安全防護的海量高 清視頻數據承載需求，提供全礦井、全流程智能安全預警。
3、井下巡檢
基于5G 網絡大連接、高可靠特性和邊緣計算、5G 高精度定位等技術，研制支持5G 高精度定位技術的基站、終端及礦用傳輸等設備，實現井下人員及裝備定位與信息實時交互，滿足井下巡檢需要。
4、露天/地下礦山無人駕駛
基于5G 網絡高速率、低時延、高可靠特性和 5G 高精度定位技術，利用高級駕駛輔助系統，開展礦山無人駕駛系統建設與應用，減少現場作業人員，實現安全、減員，支撐企業降本增效。
5、虛擬交互
基于5G網絡高速率、低時延特性，探索虛擬現實（VR）與增強 現實（AR）在煤礦井下的應用，實現現場實時巡檢、專家遠程輔助、生產培訓等功能。
三、5G+煤礦智能化現狀
煤礦智能化是煤炭工業高質量發展的保障，當前處于煤礦智能化發展的初級階段，是新一代信息技術與煤炭開采的有機結合，很多新的要求和問題，在傳統4G、Wi-Fi條件下是難以解決的。”比如，井下越來越多的傳感器使用、大量圖像及視頻數據采集傳輸等。面向垂直行業智能化應用的第五代移動通信技術為上述問題的解決提供了契機。5G具有高速率、低時延、大連接等特征，是煤礦智能化建設的重要支撐技術，其在煤炭領域的廣泛應用和深度融合，將有效推動煤炭生產、加工、利用和消費模式 變革。作為“揚帆”行動計劃中十五個5G應用重點領域之一，“5G+智能采礦”率先在煤礦領域取得成功應用。
四、5G+煤礦智能化白皮書（2021版）的推出
2021年，煤礦5G融合應用進展迅速，煤礦5G應用場景得到進一步拓展， 由視頻傳輸進一步拓展至遠程操控、虛擬交互等。11月發布的《5G+煤礦智能化白皮書（2021版）》，重點介紹了一年來煤礦5G技術在技術研發、實踐應用、標準制定等方面取得的進展情況，闡述了煤礦5G應用現存的突出問題和下一步發展方向。
五、 煤礦專用5G智能工業網關
《5G+煤礦智能化白皮書（2021版）》指出，當前的煤礦設備主要通過 5G 智能網關接入5G網絡，嚴重限制了5G系統低時延、大帶寬、廣連接性能。行業內現已開發出 煤礦專用 5G智能工業網關。為保證數據傳輸質量，5G智能工業網關除了應符合 煤安認證要求外，還應進行必要的 性能認證。
煤礦專用5G智能工業網關設計如下：
●采用本質安全型設計；
●采用全網通設計，支持各個運營商的5G、4G網絡；
●支持的接口包括SIM卡插槽、TF卡插槽、天線接口、 LAN/WAN、RS232/RS485 等。
六、煤礦專用5G智能工業網關設計推薦
在 5G和工業互聯網的大背景推動下，飛凌嵌入式先后推出的FET1012A-C、FET1043A-C、FET1046A-C、FET1028A-C四款核心板，這幾款核心板都采用了Layerscape 系列的通信處理器，在網絡吞吐性能方面優勢明顯，而且原生網口數量也比較多。
|
型號 |
||||
|
CPU |
||||
|
主頻 |
1GHz |
1.5GHz |
1.6GHz |
1.8GHz |
|
架構 |
1*Cortex-A53 |
2*Cortex-A72 |
4*Cortex-A53 |
4*Cortex-A72 |
|
內存 |
512MB |
2GB |
2GB |
2GB |
|
存儲 |
8GB |
8GB |
8GB |
8GB |
|
網口總數量 |
2 |
6 |
7 |
8 |
|
網口最大速率 |
2.5Gbps |
2.5Gbps |
10Gbps |
10Gbps |
|
萬兆網/電口數量 |
- |
- |
1 |
2 |
|
TSN |
不支持 |
支持 |
不支持 |
不支持 |
|
PCIE |
1xPCIe2.0 |
1xPCIe3.0 |
3xPCIe2.0 |
3xPCIe3.0 |
|
UART |
2 |
4 |
6 |
6 |
|
USB3.0 |
1 |
2 |
3 |
3 |
|
eSDHC |
1 |
1 |
- |
- |
|
WIFI |
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 |
|
Display port |
- |
- |
- |
|
|
系統 |
Ubuntu-18.04.1 |
Ubuntu-18.04.1 |
Ubuntu-18.04.1 |
Ubuntu-18.04.1 |
|
工作溫度 |
-40℃~+80℃ |
-40℃~+85℃ |
-40℃~+80℃ |
-40℃~+75℃ |
注：僅展示煤礦專用5G模組 符合參數，詳細參數請聯系飛凌嵌入式客服索取。
為便于功能、性能驗證，飛凌提供了兩款基于恩智浦Layerscape通信處理器設計的5G工業網關可供選型參考使用。
|
型號 |
||
|
產品圖片 |
|
|
|
CPU 型號 |
NXPLS1012 |
|
|
內核數量 |
4核 |
單核 |
|
內核架構 |
Cortex-A72\Cortex-A53 |
Cortex-A53 |
|
主頻 |
1.8GHz，1.6GHz |
1GHz |
|
內存 |
2GB DDR4 |
512MB DDR3L |
|
存儲 |
16MB QSPI NorFlash，8GB eMMC |
8GB eMMC |
|
系統 |
Ubuntu-18.04.1 |
Ubuntu18.04、OpenWrt可選 |
|
工作溫度 |
-40℃~+85℃ |
-40℃~+80℃ |
|
Ethernet |
8路千兆網 |
2路RJ45，10M/100M/1000Mbps自適應 EMS：ESD、EFT，Level 3 |
|
UART |
1路3線調試串口 |
|
|
RS485 |
8路RS485（4路可復用為RS232） |
5路，EMS：ESD、EFT，Level 3 |
|
USB |
1個USB主口，可用于系統燒寫 |
1路，USB2.0，可連接U盤做擴展存儲或更新操作系統。 |
|
WIFI |
m.2 Type 2230接口，即E KEY標準接口，默認外接INTEL 3168NGW模塊； |
雙頻WiFi，802.11 b/g/n/ac； 可做STA或AP，且AP模式下只支持2.4GHz。 |
|
移動通訊 |
5G模塊：移遠RM500Q，4G模塊：華為ME909s，移遠EC20 |
可選配安裝5G或4G模組；或不安裝通訊模組 |
|
SD/SDIO |
|
1路 TFCard |
|
LED |
|
電源、運行狀態、4G/5G聯網狀態、RS485 |
|
SATA |
1個m2 m key接口，可以接m.2接口NVME協議的PCIE硬盤 |
|
|
|
|
|
|
板載CR2032，斷電走時至少保持1年 |
|
|
|
開關量輸入 |
2路光耦隔離 |
|
|
開關量輸出 |
2路，電磁繼電器隔離 |
|
|
電源輸入 |
額定電壓：12V5A，具備反接保護； |
9V-36V寬壓輸入，反接、過流保護 |
|
多功能按鍵 |
1個復位按鍵，1個自定義按鍵 |
操作系統復位 |
相關產品 >
-
FCU2303嵌入式控制單元
5G智能網關|FCU2303嵌入式控制單元5G智能網關3.0是高度集成的新一代5G智能通信網關。5G智能網關高算力CPU，采用無風扇設計，提供強大的邊緣計算能力的同時保證系統長時間穩定運行。5G網關支持全網通5G模組可為用戶提供高帶寬、低延時、大連接的服務。5G智能網關配有8個獨立MAC地址的千兆以太網和8個RS485。5G智能網關廣泛適用于智慧城市、智慧工廠、智慧電力、智慧水務、智慧農業、安防監控等行業。 軟件采用Ubuntu18.04系統，集成豐富的第三方組件Samba、Lighttpd、虛擬化技術（Docker、LXC、QEMU）、IPSEC、OpenSSL等。提供開放的系統API，方便用戶二次開發。 了解詳情
-
FCU2201嵌入式控制單元
高性價比5G工業網關 |FCU2201嵌入式控制單元搭載NXP LS1012A-C網絡處理器開發設計，是一款工業級的高性價比5G網關產品，采用無風扇散熱設計；CPU主頻1GHz，RAM 512MB，滿足一般邊緣計算和數據轉發的能力；并支持Ubuntu18.04和OpenWRT系統，方便用戶二次開發設計；5G模組采用M.2封裝可插拔方式，可更換為4G模組做成本優化；以及支持5個RS485接口，其中4個可拆卸做成本優化；產品適用于智慧工廠、智慧農業、智慧城市、智慧醫療等領域，關于傳感器數據采集、網絡攝像頭圖像采集、數據的處理、存儲、5G上傳等應用。
了解詳情
換一批
