周德胜

（1.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400039；2.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400039）

随着煤矿智能开采的不断发展和安全监控的逐步升级，煤矿井下需要监测的环境参数和设备状态越来越多，需要远程控制的智能终端设备也越来越复杂，现有广泛使用的有线总线通信不能满足终端节点日益膨胀的物联网需求[1]。已有的多种无线通信技术在矿井展开应用，主要包括泄漏通信、小灵通、3G、4G、Wifi、ZigBee 等[2-3]。其中泄漏通信主要应用于救援通信，因极低的通信速率和低可靠性逐渐被淘汰；小灵通、3G、4G 主要应用在煤矿井下语音和视频传输，通信速率较高但传输距离近，功耗高，基站昂贵，抗干扰能力差，多用于主巷道和工作面等有特殊需求的点位，难以展开全网覆盖；ZigBee通信技术被应用在矿井巷道顶底板移近量监控、煤矿井下通风设备远程监控系统等系统中，这些系统通常采用点对点通信或少量节点Mesh 组网，受限于通信距离无法大规模组网；Wifi 通信技术通信速率高，组网方便，被广泛应用于煤矿井下人员定位，但传输距离近，抗干扰能力弱，功耗大，也不适用于安装位置分布广泛且功耗敏感的传感器节点[4-7]。

LoRa 通信技术主要面向物联网应用，采用线性调频扩频调制技术，其接收灵敏度可达-148 dBm，覆盖范围广，抗干扰能力强，容量大，功耗低，支持定位和测距，组网灵活安装便利，不需要网络运营商支持，特别适用于煤矿井下甲烷等易燃易爆有毒有害等气体混合，煤尘分散，无线传输衰减严重，电磁环境复杂的环境[8-10]。……