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【摘 要 】随着自动化技术的发展,在现代矿山生产作业中,物联网技术正在不断的引入进来,为煤矿的生产,物流,调配做出了巨大的贡献.本文作者针对我国物联网技术的发展和煤矿生产的特殊性,针对在矿山生产作业中的物联网技术做了简单的介绍,分析了该技术对于矿山生产的重要作用,提出了该技术的未来发展前景.
【关 键 词 】矿山生产；物联网；技术研究
1引言
物联网是随着生产自己自动化的不断发展而别引入到企业的生产作业当中,从字面上不难理解,网联网就是物物相连的网络组合,其中包含了两方面的含义,第一,物联网肯定是以互联网络为技术基础而实现的,利用现代网络通信技术实现生产管理和调配.第二,所有在网络上的延伸和发展都是以物为主要内容,及时进行信息的交换和传输来实现网联网的运行.其实在物联网的发展中,还有很多的新技术正在不断的引入进来,例如FRID射频技术,红外感应器、全球定位系统等等这些最先进的信息通信手段,通过所有技术的整合来实现对物品的智能化定位,跟踪和管理.
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物联网被视为互联网的应用扩展,应用创新是物联网的发展的核心,以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂.物联网是指通过各种信息传感设备,如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络.其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制.
当前,物联网在很多领域都得到了研究和应用,如智能交通、机场监控、太湖水质监控、森林火险监控等.而在煤矿行业中,矿井环境恶劣,各种事故常有发生,因此,在煤矿井下建设物联网系统,对矿井下环境进行实时精密监测,对人员安全与位置进行精确定位,对于提高煤矿生产力水平,改善工作环境,有重大意义.
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2物联网在煤矿安全中应用分析
2.1我国煤矿安全生产现状
我国煤炭资源丰富,劳动力廉价,在国际市场竞争中本应占有优势,但由于我国煤炭储存条件复杂,煤矿自动化水平低,井下用人多,生产安全监控系统采用的技术比较落后,功能单一,再加上管理等因素,使得生产成本高,安全形势不容乐观.全国煤矿事故死亡人数居高不下,百万吨死亡率大大高于世界主要产煤国家平均水平,严重影响了煤炭工业的可持续发展和社会的稳定.
2.2物联网在煤矿安全生产中的必要性
“物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维.过去的思路一直是将物理基础设施和信息基础设施分开.对煤矿安全生产而言,在“物联网”时代,瓦斯、CO等各类传感器、电缆、电气机械设备、钢筋混凝土等等,所有这些将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,基于物联网络可以对煤矿复杂环境下生产系统内的人员、机器、设备和基础设施实施更加实时有效的协同管理和控制.物联网概念为建立煤矿安全生产与预警救援新体系提出了新的思路和方法.
如何利用物联网技术解决煤矿生产中人员安全环境的感知问题,解决矿山灾害状况的预测预报、减少或避免重大灾害事故的发生,解决安全生产的智能控制；矿山物联网技术的发展潮流以及研究的核心内容是什么；如何形成产业标准等.这都是物联网工程需要解决的问题.
2.3煤矿井下安全生产物联网需求
目前多数矿
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法了解井下详细信息,在设计煤矿井下物联网系统时,希望煤矿井下物联网能在兼容以上两
套系统的基础上,实现如下功能：
（1）定位功能,井下人员和车辆向系统发送位置信息,系统上位机可以得知矿工和井下矿车的位置；
（2）环境参数采集功能,井下甲烷、氧气、二氧化碳、温度、湿度等环境参数,会严重影响整个矿井的生产安全,工人工作环境,因此,需要对井下的每个巷道进行环境监测,并把采集的数据上传至上位机分析记录；
（3）数据传输功能,若矿井有一处发生矿难,井下矿工需及时知道信息,并规划逃生路线,同时还可与其他矿工和井上人员发送消息,相互交流；
（4）系统需要有良好的扩展性和兼容性,便于增添新功能,如网络、网络监控摄像头等设备.
根据以上功能对系统的要求,煤矿井下物联网系统需要在井下安装无线设备,无线信号范围覆盖井下大部分区域；每一名矿工均需携带终端,可以与无线设备进行通信,接入系统；矿车、采煤机等大型设备需要装备定位卡；还需一些环境参数采集终端,可以将采集的数据传至系统.
与此同时,煤矿井下物联网还有其特殊的性能要求：在煤矿井下环境中,设备数量多,人员多,通信冲突情况时有发生,井下巷道距离长,拓扑结构复杂多变,地热效果明显,温度和湿度值较高,对网络可靠性要求高等.
3物联网在煤矿生产与物流中应用
3.1人员、设备定位与管理系统人员定位系统
由主要标识卡、读卡器、网络传输系统、上位机与系统软件组成,标识卡由个人佩带,目前国内的煤炭企业大都已经安装了人员定位系统,可以接入到物流信息化系统管理平台,设备定位与管理系统与人员定位与系统相同,共用读卡器、网络传输系统、上位机与系统数据库软件,以标识卡的不同分组来区分人与设备,标识卡悬挂或粘贴在设备上.
3.2机车定位与管理系统
目前我国煤矿井下机车定位主要以有线通信方式为主,对于有轨机车,目前采用最多的是定位继电器+有线通信的方式的实现,由于技术、成本与现场安装环境的限制,定位继电器无法高密度大量安装,所以只能在道岔、车站等少数关键位置实现定位,机车运行途中的精确定位无法实现；近年来有些使用WiFi或Zigbee技术进行定位的尝试,但由于这些定位技术的核心为基于对无线信号场强相对强弱的分析来实现定位,由于煤矿井下的特殊性,定位环境为链型的封闭巷道环境,难以象地面一样通过对多基准点的无线信号场强的测量与计算获得精确的定位,被定位物体在一个地点只能探测到1～2个基准点,现场环境中的遮挡、环境中的移动物体与电磁干扰导致定位精度很差,对移动机车的定位精度非常低.
3.3物流信息化系统平台
物流信息化系统平台通过对物流、人流、车流、危险品过程数据的集成、加工处理,在安全生产管理和实时过程控制之间架起一座桥梁,达到两者之间的信息交换和紧密集成.在关系数据库系统基础上,实现各应用系统的集成、管理和信息共享、交互.通过该平台可以将企业分散的物流、人流、危险品等各子系统实现有机的整合,增加监测监控、告警、存储、分发、业务流程管理、协同作业管理、统计报表、数据分析等附加功能,实现多级、分层、实时以及任意位置的监控与管理.
4结束语
物联网技术是一个新兴技术,其技术应用还不是很成熟,但是随着时间的推移,科技的发展,物联网技术的作用将日益完善,特别在我国支柱产业—煤矿中将发挥相当大的作用.
参考文献：
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