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1、工程师论文免费下载工程师职称论文免费下载：关于煤矿多功能物联网读写器的设计摘要:介绍了物联网的概念和结构组成,分析了物联网在煤矿中的具体应用,详细介绍了一种具有煤矿特色的多功能物联网读写器的设计与实现。该读写器应用在物联网的感知层,能够进行物体识别和各类物理信号与环境参数的传送,为煤矿应用物联网提供了一个很好的感知层解决方案。关键词:煤矿;物联网;读写器;射频识别;ZigBee0 引言物联网(InternetofThings)又称传感网,是指将各种信息传感设备和装置与互联网、无线专网结合起来形成的一个巨大网络,物联网是在互联网基础上延伸和扩展的网络,其用户端延伸和扩展
2、到了任何物品与物品之间进行信息交换和通信[1]。物联网是一个比Internet更为庞大的网络。在这个网络中,系统可以自动地、实时地对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮[2]。其无处不在,无所不能,被称为下一个万亿元级的产业和迈向信息社会的发动机。目前世界各国都相继出台了与物联网相关的信息化政策,我国也已将物联网列为重点培育和发展的新兴产业,无锡物联网研究所与北京邮电大学联合成立了感知中国研究中心,中国矿业大学也成立了感知煤炭研究所。本文结合物联网在煤矿的应用情况,设计了一种能够感知煤矿“人员、机械、环
3、境”安全状态信息的多功能物联网读写器。1 物联网结构物联网是在计算机互联网的基础上,结合已有的射频识别技术、网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动标签组成的覆盖世界上万事万物的网络[3]。在这个网络中,物品能够彼此进行交流,而无需人的干预。物联网实质就是利用射频识别技术(RFID),通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。射频识别技术是一种能够让物品“开口说话”的技术。在物联网中,射频识别标签中存储着规范而具有互用性的信息,这些信息由无线数据通信网络采集到中央信息系统,实现物品的识别,进而通过开放性的计算机网络进
4、行信息交换和共享,从而实现物品的智能管理[4]。物联网工作步骤:(1)对物体属性进行标识,物体属性包括静态和动态属性,静态属性可以直接存储在标签中,动态属性需要先由传感器实时探测;(2)需要识别设备完成对物体属性的读取,并将信息转换为适合网络传输的数据格式;(3)将物体的信息通过网络传输到信息处理中心(处理中心可能是分布式的,如家里的电脑或者手机,也可能是集中式的,如中国移动的IDC),由处理中心完成物体通信的相关计算。在由EOC标签、解读器、Savant服务器、Internet、ONS服务器、PML服务器以及众多数据库组成的物联网中,解读器读出的EPC(Electr
5、onicProductCode,电子产品代码)只是一个信息参考(指针),该信息经过网络,传到ONS服务器,找到该EPC对应的IP地址并获取该地址中存放的相关的物品信息。采用分布式Savant软件系统处理和管理由解读器读取的一连串EPC信息,Savant将EPC传给ONS,ONS指示Savant到一个保存着产品文件的PML服务器查找,该文件可由Savant复制,因而文件中的产品信息就能传到供应链上。物联网分为感知层、网络层和应用层3层,如图1所示。 感知层包括条码识读器、RFID读写器、传感器、摄像头、传感器网络等,主要用于识别物体,采集信息;网络层包括通信与互联网的
6、融合网络、网络管理中心等,主要用于传递和处理感知层获取的信息;应用层是物联网与各行各业专业技术的深度融合,与行业需求相结合,实现行业的智能化管理。物联网产业链可以分为标识、感知、处理和信息传送4个环节,每个环节的关键技术分别为射频识别、传感器、智能芯片和无线传输网络。在物联网中,每一个物品都被赋予一个独一无二的代码,将这个代码存储在电子标签中贴在物品上,同时将这个代码所对应的详细信息和属性存储在射频识别信息服务系统的服务器中[5]。当物品从生产到流通的各个环节中被识别并记录时,通过对象名解析服务可获得物品所属信息服务系统的统一资源标识,进而通过网络从射频识别信息服务器
7、中获得其代码所对应的信息和属性,以进行物品的识别和达到对物品自动追踪管理的目的。物联网的最终目标是为每一个物品建立全球的、开放的标识标准,它的发展不仅能够实现对物品的实时跟踪,而且能够提高工作效率和信息化管理水平。2 物联网在煤矿中的应用分析煤炭行业对国民经济具有重要的支撑作用,其安全生产尤为重要。物联网为煤矿安全监督管理引入了新的理念、新的技术和新的方法。把感应器嵌入到煤矿安全监控系统中,感知煤矿“人员、机械、环境”方面的各种状态信息,将现有分散、独立、单一的网络监管平台提升为系统、开放、多元的综合网络监管平台,实现人与机械、环境等物理系统的整合,
