矿山物联网系统技术安全
基于物联网技术的智慧矿山分析
78 /矿业装备 MINING EQUIPMENT基于物联网技术的智慧矿山分析1 物联网智慧矿山概述物联网又被称为传感网，借助红外传感器、全球定位系统以射频识别等技术，根据协议连接特定设备与互联网，在交换信息的基础上，保证实现智能化识别、定位、监控及管理。
智能矿山主要以矿山数字化为基础层，系统可以精准采集煤矿企业的开采数据，并进行网络传输、精准集成以及可视化展现，属于信息技术、通信技术、3S 技术以及物联网技术的总集成。
矿山智慧系统主要包括基础网络平台、矿山工业自动化系统、安全监控系统、矿山数据库、地理信息可视化集成平台以及生产技术管理系统等，保证了煤矿企业的安全高效开采。
2 煤矿智慧矿山关键技术2.1 系统跟踪技术为了提高煤矿井下开采的安全性，应利用系统跟踪技术进行实施跟踪与动态监控。
受通信技术等因素的影响，煤矿企业无法及时解决井下开采问题，此时井上工作人员则可以利用智慧矿山的动态监控与实施跟踪技术处理，提高了开采效率。
同时，还可以在井下开采风险预测工作中应用此技术，以降低煤矿开采事故的发生几率。
比如在煤矿开采期间会遇到炸药、雷管等危险用品，通过实时监控可以保证安全开采。
且监控工作分为两部分，一是运输设备的实时监测，包括轨道车及无轨胶轮车等；二是运输环境的实时监测，实现动态控制。
在检测井下运输掘进环境与跟踪情况时，工作人员主要利用以下技术展开，一是本文分析了物联网技术下智慧矿山的建设，指出了构建的关键技术与网络架构，其中感知层收集相关数据信息，网络层传输数据，并在应用层进行分析，以实时监测矿井下的开采状态。
通过使用智慧矿山系统，可以更好的分析设备的运行状态，并进行动态监控，在远程修复故障的基础上，保证煤矿的开采效率。
□ 张慧明 山西西山煤电贸易有限责任公司 山西太原 030053GPS 技术，又被成为全球定位系统，使用时更多与GIS 技术联用，以将信息及时传递至井上开采过程，实时监控井下目标。
基于物联网技术的煤矿安全监测系统
基于物联网技术的煤矿安全监测系统随着现代化的进步，煤炭工业的规模越来越大，煤矿安全问题日益凸显。
矿山的自然环境复杂，人员管理和安全保障极为复杂，一旦出现事故后果不堪设想。
因此，如何通过技术手段来提升煤矿的安全管理成为了煤炭行业需要思考和解决的问题，基于物联网技术的煤矿安全监测系统应运而生。
一、物联网技术在煤矿安全监测中的应用1. 传感器技术物联网技术在煤矿安全监测中的核心技术是传感器技术。
传感器可以在煤矿采区埋设，可以检测火灾、瓦斯泄漏、岩层变形等条件。
当监测点发现异常信号时，那么就立即向数据存储节点发送信号，这样就会触发报警，实现了煤矿监测的实时响应。
2. GPS定位技术由于煤矿内部地形复杂，有许多危险的地方，在发生紧急情况时，定位是关键。
数据采集器上的GPS芯片可以记录矿工的活动轨迹或记录地下火灾的爆发位置，从而提供定位信息。
3. 云平台技术物联网技术的优势之一是可以搭建云平台实现数据的存储和处理。
各个监控点和数据采集器上的信息可以上传到云平台进行统计分析，云平台也可以为煤矿提供较为准确的预警系统。
二、基于物联网技术的煤矿安全监测系统的作用1. 实现实时监测煤矿是一个危险场所，传统的安全措施难以满足煤矿安全监控的需求。
基于物联网技术的煤矿安全监测系统应运而生，可以实时监测煤矿内部环境状态，提供更加智能化的监控系统，从而可以有效检测煤矿内部的危险，提高煤矿的安全性能。
2. 提高安全管理的效率传统的安全管理由于存在许多缺点而无法全面覆盖煤矿安全问题，且存在很多人为因素。
而基于物联网技术的煤矿安全监测系统可以实现全过程的数据监测和管理，保证了煤矿管理的全面性和科学性，提高了管理的效率和精度。
3. 实现无人巡检煤矿通常是一个人力密集型行业，巡检是必不可少的一项工作，但同时也是高风险的工作。
基于物联网技术的煤矿安全监测系统可以实现无人巡检，减少了矿工工作的风险和疲劳，提高煤矿安全工作的效率和准确性。
三、基于物联网技术的煤矿安全监测系统在实际应用中的问题1. 安全性问题不管哪一种监控系统，都不能保证完全安全。
物联网技术在矿山安全管控体系的应用
支 持物 联 网相关 的项 目建 设 ， 并 制定 了 １ ２项保 障 措 施． 新 加坡 提 出了智 慧 国 ２ ０ １ ５计划 ： “ 利 用无 所 不 在 的信息 通信技 术将 新 加坡 打 造 成一 个 智 慧 的 国家 、 全 球化 的城 市 ” ．日本 和韩 国都 推 出 了下 一
步 国 家信息 化 战略 ， ２ ０ ０ ９年 韩 国将 物联 网 市场 确 定 为 新 增 长 动 力 ，日本 则 着 力 发 展 Ｕｂ ｉ ｑ ｕ ｉ ｔ ｏ ｕ ｓ
Hale Waihona Puke 物联 网的 基 本 特 征 是 全 面 感 知 、 可靠传送 、 智 能
处 理．
１ 矿 山安全 管 控 体 系现 状
对生产 、 安 全 信 息 的全 面 感 知 和 科 学 决 策 ， 可提 高矿 山资 源 的利 用 率 ， 杜 绝重 大人 员 伤 亡 ， 提 升 安 全 生 产 水平 ．
关键词 ： 物联网 ｝ 管控一体化 ； 智能矿 山
中 图分 类 号 ： ＴＤ ６ ７ 文献标识码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ — ２ ８ ６ ９ ． ２ ０ １ ３ ． １ １ ． ０ ０ ２
我 国矿 产资 源开 发 总体 上 表现 为 矿 床地 质构 造复 杂 、 技术装备相对落后、 安 全 事 故频 繁发 生．
Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ和相关 产 业 ， 希 望 由此 催 生 新 一 代 信 息 科 技 革命［ １ ］ ．
物联 网在 多个 领 域用 途 广泛 ， 在 国外 ， 物 联 网
０ 引 言
采矿业中的物联网技术与应用
采矿业中的物联网技术与应用物联网（Internet of Things，简称IoT）作为一项新兴的技术，已经在各个领域得到广泛应用。
在采矿业中，物联网技术也开始发挥重要作用。
本文将探讨采矿业中的物联网技术及其应用。
一、物联网技术概述物联网技术是一种通过互联网将各种物理设备连接起来的技术。
它可以使物体之间互相通信、共享信息，实现智能化的互动。
物联网技术主要包括感知层、传输层和应用层。
感知层通过各种传感器收集环境信息；传输层将收集到的信息进行传输和处理；应用层将传输层的数据进行应用和管理。
二、物联网在采矿业中的应用1. 矿山智能监控物联网技术可以通过传感器实时监测矿山环境，包括气体、温度、湿度等参数。
同时，物联网可以对地质结构进行实时监测，及时预警地质灾害。
这些数据可以通过传输层传输到应用层，提供重要参考和决策依据。
2. 设备远程监控采矿业中的重要设备，如钻机、矿用车辆等，可以安装传感器和远程控制装置，实现远程监控和操作。
通过物联网技术，管理人员可以随时了解设备的运行状态，并进行远程操作和维修，提高设备的利用率和减少故障的发生。
3. 资源管理与调度物联网技术可以对矿产资源进行实时监测和管理，包括矿石的储存量、成分等信息。
通过建立智能化的调度系统，可以根据物联网传输的数据，进行合理的资源调度和生产安排，提高采矿效率和减少资源浪费。
4. 工艺流程优化利用物联网技术，可以对采矿工艺流程进行实时监控和优化。
通过感知层的传感器，可以实时获取各个工艺环节的数据参数，通过传输层传输到应用层并进行分析。
管理人员可以根据分析的结果，及时调整工艺参数，优化生产流程，提高生产效率和降低生产成本。
5. 安全管理采矿业存在一定程度的安全风险，如事故发生、自然灾害等。
物联网技术可以通过各种传感器实时监测矿井环境的变化，及时预警并采取措施。
同时，通过对采矿区域进行实时监控，可以有效防范非法侵入，保障安全生产。
三、物联网技术带来的优势与挑战采矿业中应用物联网技术可以带来诸多优势，如实现数字化管理、提高生产效率、降低成本等。
智慧矿山物联网解决方案
智慧矿山物联网解决方案随着科技的不断进步和应用，矿山行业的发展也面临着更高的要求。
智慧矿山物联网解决方案是一种应对矿山行业挑战的创新方式，它通过将物联网技术与矿山设备和工作流程相结合，实现对矿山生产环境的监测、管控和优化，从而提高矿石开采的效率和安全性。
下面将详细介绍智慧矿山物联网解决方案的主要内容。
一、智能传感器网络的建设智慧矿山物联网解决方案的核心是建设一个完善的智能传感器网络。
通过在矿山中布设各类传感器，如温湿度传感器、气体传感器、光照传感器、振动传感器等，实时采集矿山环境的各种参数数据，并将其传输到数据中心进行集中管理和分析。
这样可以实现对矿山生产环境的实时监测，及时发现并解决潜在的安全隐患。
二、云计算和大数据分析的应用智慧矿山物联网解决方案还需要建设一个强大的云计算平台，并通过大数据分析技术对矿山数据进行深入挖掘和分析。
通过对传感器采集到的数据进行智能分析，可以提取出矿石开采的关键指标，如产量、含量、品位等，帮助矿山企业掌握实时生产情况，并作出相应的生产决策。
同时，通过对历史数据进行分析，可以挖掘出矿石开采过程中的规律和趋势，为矿山企业提供更加准确的生产管理和决策支持。
三、智能设备管理和优化智慧矿山物联网解决方案还可以实现对矿山设备的智能管理和优化。
通过对设备传感器数据的监测和分析，可以实现对设备状态的实时监测和预警，及时发现设备故障并进行维修，避免因设备故障而导致的生产停顿和安全事故。
同时，通过与设备管理系统的对接，还可以实现设备的智能调度和优化，提高设备的利用率和整体生产效率。
四、智慧安全管理智慧矿山物联网解决方案还可以应用于矿山的安全管理。
通过在矿山中布设视频监控摄像头和人员定位设备，可以实时监测和记录矿工的工作状态和行为，避免因不当行为导致的安全事故。
同时，通过与云计算平台的对接，还可以实现对矿工行为的数据分析和挖掘，通过识别和预警不安全行为，及时采取措施进行干预，提高矿山安全管理的效果。
基于物联网的矿山安全监测技术研究
基于物联网的矿山安全监测技术研究在当今社会，矿产资源的开采对于经济的发展起着至关重要的作用。
然而，矿山作业环境复杂且危险，各类安全事故时有发生，给工人的生命安全和企业的财产带来了巨大的威胁。
为了保障矿山的安全生产，基于物联网的矿山安全监测技术应运而生，并逐渐成为了矿山安全管理的重要手段。
一、物联网技术概述物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。
其目的是实现物与物、人与物之间的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
在矿山安全监测中，物联网技术主要依靠传感器、通信网络和数据处理平台等关键组件来实现。
传感器负责采集矿山环境中的各类数据，如瓦斯浓度、粉尘浓度、温度、湿度、压力等。
通信网络则将这些数据传输到数据处理平台，数据处理平台对数据进行分析和处理，为矿山管理人员提供决策依据。
二、矿山安全监测的需求与挑战矿山作业面临着诸多安全风险，如瓦斯爆炸、顶板坍塌、透水事故等。
因此，对矿山进行全面、实时、准确的安全监测至关重要。
然而，传统的矿山安全监测手段存在着诸多局限性。
例如，监测数据的准确性和实时性不足，监测范围有限，难以实现对整个矿山的全面覆盖。
此外，不同监测系统之间的兼容性较差，数据难以整合和共享，导致安全管理效率低下。
三、基于物联网的矿山安全监测技术体系基于物联网的矿山安全监测技术体系主要包括感知层、网络层和应用层三个部分。
感知层是整个体系的基础，由各种传感器组成，如瓦斯传感器、粉尘传感器、压力传感器等。
这些传感器能够实时感知矿山环境中的各种物理量和化学量，并将其转换为电信号。
网络层负责将感知层采集到的数据传输到应用层。
目前，常用的通信网络包括有线网络和无线网络。
有线网络具有传输速度快、稳定性高的优点，但布线成本较高。
无线网络则具有灵活性强、易于部署的特点，但传输距离和稳定性相对有限。
应用层是整个体系的核心，主要包括数据处理平台和应用系统。
基于物联网技术的智能矿山监测系统设计与实现
基于物联网技术的智能矿山监测系统设计与实现随着科技的不断发展，物联网技术在各个行业都有着广泛的应用。
其中，基于物联网技术的智能矿山监测系统是最为重要的一种应用之一。
矿山行业是一个高风险、高投入、高收益的行业，如何保证矿山的运营安全，提高矿山的生产效率，已经成为了行业内亟待解决的问题。
而基于物联网技术的智能矿山监测系统，就能够帮助提高矿山的生产效率和运营安全。
一、物联网技术的应用物联网技术是一种将物理对象连接到互联网上的技术，能够在无需人工干预的情况下，实现对物理世界的感知、识别和监控。
这项技术的应用非常广泛，包括农业、智能家居、医疗等多个领域。
在矿山行业，物联网技术可以实现对矿山设备和作业过程的实时监测和控制，极大地提高了矿山的安全性和生产效率。
二、智能矿山监测系统的设计和实现智能矿山监测系统主要由感知层、传输层和应用层组成。
感知层负责数据采集和处理，传输层负责数据的传输和存储，应用层负责数据的分析和应用。
1、感知层的设计和实现感知层是智能矿山监测系统的基础，在该层中，需要采集和处理矿山设备和环境的数据。
首先，需要安装传感器，对矿山设备进行监测。
这些传感器可以感知矿山设备的温度、振动、电流等参数，还可以对设备进行诊断和预警，从而及时发现设备故障并排除。
其次，需要对矿山环境进行感知，例如温度、湿度、氧气含量等。
这样能够保证工人和设备的安全，并帮助管理人员了解矿山环境的变化。
2、传输层的设计和实现数据的传输和存储是智能矿山监测系统的重要组成部分，通过该层可以实现数据从感知层到应用层的传输、存储和处理。
传输层需要保证数据的实时性和稳定性。
数据的传输可以采用有线或无线方式，如Wi-Fi、3G、4G等，保证数据的实时传输。
数据的存储可以采用云端存储或本地存储的方式，可以根据实际需求进行选择。
3、应用层的设计和实现应用层主要负责对矿山设备和环境的数据进行分析和应用，并提供预警和优化方案。
首先，需要通过数据分析，了解矿山的运营情况。
物联网技术在煤矿安全中应用
物联网技术在煤矿安全中的应用摘要：本文阐述了物联网的概念与结构，以及物联网在煤矿产业中的应用现状，并分析了煤矿对物联网的需求，概括了物联网技术在煤矿安全中的应用。
关键词：物联网；煤矿行业；煤矿安全中图分类号：tp3931 物联网技术概述1.1 物联网的概念物联网[1]（the internet of things）的定义是：通过射频识别（rfid）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
1.2 物联网层次结构从技术构架上来看，物联网可分为三层。
1.2.1 感知层感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、rfid标签和读写器、摄像头、gps等感终端，用于识别物体，采集信息。
1.2.2 网络层网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，负责传递和处理感知层获取的信息。
1.2.3 应用层应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。
1.3 物联网的特征及作用物联网具备三个特征：一是全面感知，即利用rfid、传感器、二维码等随时随地地获取物体的信息；二是可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确的传递出去；三是智能处理，利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。
2 煤矿安全2.1 煤矿安全概述（1）我国煤矿95%左右是井工开采，存在水、火、瓦斯、煤层、坍塌等危险，露天煤矿存在滑坡危险，这些严重影响矿工安全和企业发展。
（2）井下空间狭窄，环境恶劣、巷道复杂、大型机电设备众多。
（3）煤矿在开采过程中要移动生产设备，企业对于设备的维护管理水平较低。
（4）煤矿机车定位主要以有线通信方式为主，信号接收不准确，定位精度较低。
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矿山物联网系统技术与安全浅析摘要：我国煤炭储存形式多样且复杂，煤矿开采和挖掘设备落后，自动化水平普遍较低，需要长时间井下作业的人仍然很多，对于生产安全监控网络和相应的安全检测系统的应用也不成熟不规范，再加上缺乏管理经验，使得生产成本高，达不到理想的安全生产。
与此同时对于现今煤矿综合自动化的应用，仅仅是将众多子系统联接到了总体网络上，实现的基本还是原来各分立的子系统的功能，没有实现1+1>2。
而运用物联网技术就可以帮助我们深入改善和解决这一系列问题，从而实现互联网与自动控制和网络系统的高度融合，并引进“感知物联”的理念实现可控，可信，可管，可直观实时监控的更安全更高效的安全监控网络和矿山物联系统。
关键字：矿山物联网安防系统感知物联网综合一体化
物联网的定义
随着2010年温家宝总理在政府工作报告附录中首次对物联网进行了比较权威和详尽的解释，物联网这个快速发展的新兴科技逐步走入的大众的视线并带动了新一轮的科技进步。
“物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把需要联网的物品与网络连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪监控和管理的一种网络，它是在网络基础上的延伸和扩展应用”。
然而对于这个概念的定义，在此又不单一的对于互联网来规定，而是需要联网的系统和物体，同时强调物联网是网络的延伸和扩展应用。
这样能够更好的适应和配合当前物联网的发展趋势和要求。
现今国内煤矿物联网系统技术
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，但是我国煤炭储存形式多样且复杂，煤矿开采和挖掘设备落后，自动化水平普遍较低，需要长时间井下作业的人仍然很多，对于生产安全监控网络和相应的安全检测系统的应用也不成熟不规范，再加上缺乏管理经验，使得生产成本高，达不到理想的安全生产。
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。
不过随着国家对于煤矿等重要资源开采项目的高度重视，政府对于煤矿开采技术开发的大力支持，煤矿企业在各种安全监控、生产监控系统方面的加大投入，对保证矿山的安全和正常生产起到了重要作用。
然而以目前的形式距离我们理想的安全生产，可控、可信的安全监控网络体系还需要时间去尝试和实践。
在目前的装备和技术水平下，无法根除各种安全隐患，矿山灾害时有发生。
现有的安全生产监测监控系统，由于生产厂商和系统建设时期不同，各个系统之间没有统一的通信协议和接入技术，系统之间的数据结构差异很大，呈现多源性和异构性。
国内现有的煤矿安全监控系统主要以联网监测为主构架，由监测终端、监控中心站、通讯接口装置、井下分站、传感器组成，主要方式是在矿井下固定地点安装各种适应的监测传感器，再通过长电缆将收集整合到的数据传到地上的监控中心站。
然而很显然这样
的系统存在弊端，真正参与项目，我们不难发现其布线难度大、环境适应性低、维护成本高等问题。
物联网安防系统技术的改进与实现
目前随着物联网研究的不断深入，例如视频识别技术、zigbee 等物联网技术应用于煤矿安全管理中已经成为了完善和提高物联网安全监控系统新的突破方向。
具体的研究层次可以分为 1、根据工作频域由高到低将射频识别标签分为低频段（30khz-300khz），中高频段（3mhz-30mhz）和超高频段与微波段（例如433mhz，
2.45ghz，5.8ghz）。
这一先进的理念运用在国外已经得到成功运用， 2008年多媒体和信息技术国际会议上有学者发表了一篇煤矿物联网系统的论文。
该系统由发射器和接受器组成。
矿工带有发射机，一旦事故发生，救援使用接收器来同uhf频段的发射机沟通，通过观察接收到的信号水平来判断方向。
这个无线电模块采用内置低噪声放大器，数字滤波器，匹配网络，rssi 和dds+pll频率合成技术。
这个系统使用433 mhz工作频率，以提高渗透性，高衍射性和长距离识别。
前不久，美国国家标准和技术研究院无线通信技术小组就进行了一个多跳网络自动部署的可行性研究，他们采用实时测量链路，并考虑移动多径衰落环境以及无线电物理层的特点。
原型系统是基于900 mhz tinos支持低速率数据的应用。
而在国内，也不断有基于物联网的多维融合以增强矿山安全开采，并进一步实现安全可信的监控网络体系。
2011年8月国资委
联手中国移动实现用物联网技术提升煤矿安全水平。
项目命名为“e 矿山”。
其通过手机可以实时监控矿井安全生产状况，井下瓦斯浓度超标情况，手机会随机收到告警短信，如果没有在限定时间内处理，系统将自动发起语音呼叫。
“e矿山”是将物联网技术、移动通信技术。
gps定位技术与矿山现有信息化系统紧密融合，集成矿井人员定位、安全数据检测、视频监控、重点工程管理、生产日报、安全预警、信息发布等七大功能模块，实现了用手机等无线终端实时掌握煤矿企业“产、运、销”等环节信息，并对企业进行拽屁会调度的一套信息管理系统。
基于感知物联网的矿山综合自动化的实现与应用
对于矿山物联网系统技术我们提到也接触过很多概念，如数字矿山、矿山综合自动化、信息化矿山、智能矿山等。
“感知矿山”是在综合了这些概念的基础上，更加真实和全面地描述矿山系统与安全状况。
那对于综合一体化又作何解释呢，综合自动化实现了将煤矿各种监测监控子系统整合到一个平台里，实现了煤矿生产与安全系统的网络化监控，同时这为感知矿山的实现和应用打下了良好的基础。
但这样简单的整合和宏观的聚集对于矿山网络系统的价值没得到应有的提升，最重要的是没有给矿山安全带来明显的改善。
以太网发明人之一迈特卡夫曾预测网络的价值是与联网的设备数
的平方成正比。
煤矿综合自动化将众多子系统联接到了总体网络上，实现的基本还是原来各分立的子系统的功能，没有实现1+1>2。
而对于物联网这个本身就是基于统一网络，物联网本身就是要在
gis（地理信息系统）和gps（全球定位系统）下实现定位的应用，我们通过它就可以进一步提升综合自动化和网路系统的互补运用，进而实现1+1>2,实现了控制与网络一体化的应用。
利用物联网应用平台技术，提高集成信息的价值；利用移动感知技术，提高煤矿安全信息的感知能力。
利用物联网技术进一步完善矿山综合自动化，使其更加适应矿山的真正需要。
这正像国内知名网络专家曾说的那样“物联网应用是在互联网应用的基础上不断发展和强大的”，来进一步丰富和扩展互联网的应用。
这是感知矿山物联网系统技术的优势和真正价值所在。
【参考文献】
中国矿业大学物联网研发中心矿山感知系统工程设计方案
安防知识网煤矿行业物联网技术初步应用。