基于物联网的井下监控系统的分析与设计

《基于物联网的井下监控系统的分析与设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于物联网的井下监控系统的分析与设计戚艳军1，冀汶莉2，李强3（1.西北政法大学信息安全管理研究所，陕西西安710063；2.西安科技大学通信工程学院，陕西西安710054；3.陕西电信信息产业公司，陕西西安710075）摘要：感知煤矿井下的工作环境是现代化煤矿智能管理的一部分。以物联网为基础的井下监测系统结合现有骨干网，提出了井下监控系统的体系结构和功能，分析监测系统中传感器硬件设计及定位原理，在此基础上阐述井下监控系统的特点。该井下监控系统可以为管理人员提供智能化管理和决策，避免和减少煤矿事故率，为紧急救援和生

2、产决策提供依据。关键字：物联网；煤矿；实时监控；感知矿山中图分类号：TN915?34文献标识码：A：1004?373X（2015）14?0064?03收稿日期：2015?01?06基金项目：陕西省教育厅电子政务顶层设计，数据融合及处理子课题专项支持（2013JK1205）煤矿安全管理一直是煤矿企业一个重要的工作组成部分，相对于其他行业而言，由于煤矿生产环境恶略，安全问题较为突出。为了有效避免煤矿安全事故的频发，需要建立有效的井下监控系统，对复杂的地质条件，包括通风、排水、压力等基础因素，井下人员定位等进行有效监控，

3、保证煤矿生产安全进行。物联网是在互联网的基础上，利用射频标签RDID与无线传感器网络波段对低成本、低功耗的要求。其电源经过稳压、电容滤波后可以形成一个比较稳定的3.3V电压。发射天线采用一个非平衡天线连接非平衡变压器，可以获得较好的天线性能。传感器硬件结构如图3所示。2.3定位原理CC2430和CC2431模块的主要区别在于CC2431内部集成了一个定位跟踪引擎，采用接收信号强度指示RSSI值测量定位点的位置。由于已知固定节点的位置，根据盲点的发射信号强度和固定接收节点接收到的信号强度，固定节点可以通过计算信号的传

4、输损耗确定盲点位置[3?4]。在实际应用中，无线信号传输采用简化的渐变模型（Shado，同时保证相邻的节点在视线范围内。在排水管、通风管等金属管道处、拐角处、分岔路口等要增加节点，保证整个井下无线网络传输质量。（2）提高了灾难预警水平。对井下环境、灾难数据进行实施监控，在应用层形成环境分析图表，当井下环境达到灾难临界值时，发出预警信息，提高决策者对灾难发生时的应急处理及分析决策能力，大大提高了煤矿安全生产水平，减少灾难事故的发生和人员伤亡。（3）定位系统不但能够对井下人员实施定位，同时也可以对井下人员进行考勤，提高

5、工作效率；还可以监控井下车辆运转情况；对于突发灾难，可以及时了解人员位置，实施有效救援；整体提高和优化煤矿企业的安全生产水平和现代化管理水平。（4）系统应用层软件及管理软件采用人机交互界面，支持煤矿生产设施的远程监护和远程维护，从而确保井下生产安全可靠运行。（5）将采集的数据集成到各个子系统业务库中，可以为智能矿山数据仓库提供数据源，进一步的煤矿智能决策支持系统的决策数据仓库的决策数据层。4结语以物联网为基础的井下监控系统的设计，涵盖了井下生产、安全和管理的各个方面。采用现有主干网络结合通信技术、自动控制技术、网络

6、技术、现代管理方法，为井下作业的人员安全、生产过程、运行管理提供了现代化的智能管理方法。为煤矿企业的安全平稳运行、生产效率提高、管理水平的改进提供了现实基础，增加煤矿企业的核心竞争力。该系统架构及数据采集方案已经成功运用到煤矿智能决策支持系统的前期建设中，实践证明，该方案切实可行，可避免系统后期的重复建设。.jyqkunications，2007，14（6）：67?77.[7]ineMachinery，2011，32（12）：65?68.简介：戚艳军（1974—），女，陕西西安人，硕士。主要研究方向为信息安全、大数

7、据处理。