基于物联网的矿井安全检测系统设计

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1、第24卷第2期电子设计工程2016年1月Vol．24No．2EleｃtroniｃDesignEngineeringJan．2016基于物联网的矿井安全检测系统设计121李瑞华，乔玉峰，刘峰（1．榆林学院信息工程学院，陕西榆林719000；2．中国联通榆林分公司陕西榆林719000）摘要：为了解决目前煤矿安全监测系统存在的问题，加强煤矿安全监测的准确性、实时性。提出了基于物联网体系框架的煤矿安全监测系统。该系统利用物联网感知技术对矿井下的煤矿安全生产的自然因素的指标通过无线数据通讯的数据感知和采集，实现矿井安

2、全监控系统架构，重点研究了矿井监测系统的物联网架构、各无线节点接入技术的设计，从而提高煤矿安全监测的实时性和准确性。关键词：物联网技术；无限传感网络；汇聚节点；ZigBee中图分类号：TN711文献标识码：A文章编号：1674-6236（2016）02-0135-02Designofcoalminesafetymonitoringsystembasedontheinternetofthings121LIRui-ｈua，QIAOYu-feng，LIUFeng（1.SchollofInformationEngi

3、neering，YulinUniversity，Yulin719000，China；2.YulinBranchofChinaUnicom，Yulin719000，China）Abstract:Inordertosolvetｈeexistingprobleｍsofｃoalｍinesafetyｍonitoringsysteｍ，enｈanｃetｈeaｃｃuraｃyandtｈereal-tiｍeｍonitoringofｃoalｍinesafety．Tｈenetworkofｃoalｍinesafetyｍonitori

4、ngsysteｍbasedontｈefraｍeworkoftｈeｍatterisbeputforward．TｈesysteｍｍakesuseoftｈeInternetoftｈingssensingteｃｈnologyoftｈeｍinesafetyproduｃtionoftｈeｃoalｍinenaturalfaｃtortｈrougｈtｈewirelessdataｃoｍｍuniｃationdatasensingandaｃquisition，ｃoalｍinesafetyｍonitoringsysteｍarｃｈit

5、eｃture，tｈedesignfoｃusesontｈearｃｈiteｃtureofInternetoftｈingsistｈeｍineｍonitoringsysteｍ，tｈewirelessnodesaｃｃessteｃｈnology，soastoiｍprovetｈereal-tiｍeperforｍanｃeandaｃｃuraｃyofｃoalｍinesafetyｍonitoring．Keywords:internetoftｈings；wirelesssensornetwork；sinknode；ZigBee煤炭

6、企业由于在地下作业，工作环境恶劣，工作区域狭窄、照明差、潮湿、存在有害气体等很多不安全因素，致使煤矿安全事故频发、伤亡严重[1]。为了有效的降低煤矿事故所带来的损失，近几年来，煤矿安全生产监控系统得到迅速发展。虽然目前我国大多数矿井已经安装了安全监控系统，但都是基于实时监控，数据传输大部分采用的RS485/FSK中线树架构或者“以太网与现场总线”模式[2]，采用私有的通讯协议进行信息的传输与交互，系统的数据融合主要通过上位机实现。1传统煤矿安全监测系统分析图1传统的煤矿安全监测系统拓扑结构图Fig．1Str

7、uｃtureofｃoalｍinesafetyｍonitoringsysteｍoftｈetraditional传统的煤矿监测系统伴随着采掘业的生产自动化与机2）不支持传感器组网、缺乏传感层面信息融合与综合分械化的不断推进，其生产环境和生产过程的管控模式发生重析判定。传统的煤矿安全监控系统的控制逻辑由分站和中心大变化，通过对传统的煤矿安全监测系统拓朴结构如图1所站完成，交叉控制执行时间为系统。示进行分析。主要存在如下的突出问题：基于上述分析，本文提出基于射频识别、无限传感器网1）煤矿安全生产监测监控系统中各子系

8、统彼此独立、自络、新型传感器等技术为一体的物联网监测系统。成体系，控制系统和管理系统不能实现联动；对影响煤矿安全的环境因素都是基于离散点的监测，覆盖面小，不够灵活，2基于物联网的煤矿安全监测系统的设计存在着“信息孤岛”现象，信息资源难于共享。2.1基于物联网的煤矿安全监测系统架构设计收稿日期：2015-04-07稿件编号：201504045总体框架是煤矿安全监测系统的核心部分，基于物联基金项目：榆林市科技局科研项