煤矿行业物联网系统技术
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。
物联网在煤矿安全生产中的应用
（ 大部分煤 矿安全监测监控设备 落后且老化 ．不 ３）
即煤矿企业、市级分控中心、省级监控中心，以 “ 分级
收稿 日期 ：２ １ － ７ Ｏ ０ Ｏ ０一 ２
监管 ，分级 响应 ”的机 制 ，搭 建煤 矿安全 生产 的物联 网
知层 、网络层 、应 用层 ，如图 １ 所示。 感 知层 主 要 由 传感 器 组 成 。将 传感 器 检 测 到 的数
（ 煤 矿 井下 作业 远 离地面 ，地形 复杂 、环 境 恶 １】
劣 ．与 地面人 员 间沟通不便 、不 及时 ，地 面人 员难 以及 时动态掌握井下人员的分布及作业情况 ； （ 煤矿事故 发生后 ，抢 险救 灾 、安全救护 的效 率 ２） 低 ，搜救效 果差 ；
题。
３ 煤矿 安全生产物联系统方案设计
针对 以上 问题 ，本 文提 出一种 煤矿安 全生产 物联 系
统 ，按照 统一规 划 、统 一部署 、统 一管理 、统 一接 口与
பைடு நூலகம்２
忽视 ，主要有以下问题 ：
可国
我 国大多数 煤矿 安全监 测监控 系统存 在 的问题不 容
标 准的要 求进行 设计 。其设计 分成 三个层 次 。分 别是感
备 开停 等运 转情况 的适 时监测 、分析 和 控制 ，同 时将 以上监测 数据通 过公
架构 ，实现煤矿安全 生产 的监控监 管。网络层 包括 ：１】 矿井 监控数 据 的上传 ；２） 煤矿企 业 的数据 专线 ；３） 省 监控 中心 以及 煤炭集 团、市分 控 中心 的宽带 数据专线 。
２ 年２ Ｉ ７ 叠期ｌ ， ０第 １ 蔫 ４ ０ 鏊 ４ 叶
煤矿信息化智能化的关键技术分析
煤矿信息化智能化的关键技术分析煤矿作为我国重要的能源资源，对于国家的能源安全和经济发展具有重要意义。
传统的煤矿开采存在着安全隐患和效率低下的问题，因此煤矿信息化智能化技术的发展成为煤矿行业迫切需要解决的问题之一。
本文将对煤矿信息化智能化的关键技术进行分析，以期为煤矿行业的发展提供一些思路和借鉴。
一、感知技术感知技术是煤矿信息化智能化的基础，它能够提供对煤矿现场环境的实时数据采集和监测。
感知技术包括传感器技术、无线通信技术和物联网技术。
传感器技术主要用于实时监测煤矿地质构造、气体浓度、温度、湿度等参数，以便及时发现地质灾害和煤矿安全事故，保障煤矿安全。
无线通信技术能够实现感知数据的远程传输，使煤矿监测系统能够及时响应，并做出相应的控制和决策。
物联网技术则将各种感知设备和系统进行连接，实现多个设备之间的信息互联互通。
二、数据处理与管理技术在感知技术的基础上，煤矿信息化智能化需要对感知数据进行处理和管理。
数据处理技术主要包括数据挖掘、大数据分析和数据可视化。
数据挖掘技术能够从大量的感知数据中挖掘出有用的信息和规律，为煤矿生产提供指导和支持。
大数据分析技术则能够对整个煤矿系统进行全面的数据分析和预测，帮助煤矿企业做出更科学的决策。
数据可视化技术则能够将复杂的数据通过图表和可视化界面展现出来，使管理人员能够直观地了解煤矿运营情况。
三、智能控制技术智能控制技术是煤矿信息化智能化的核心，它能够根据感知数据和数据处理结果，对煤矿设备和生产过程进行智能控制。
智能控制技术包括人工智能技术、控制算法技术和自动化技术。
人工智能技术可以为煤矿生产提供智能化的决策支持，采用机器学习和深度学习技术，实现设备自动优化控制和故障诊断。
控制算法技术可以根据煤矿生产的实时数据，进行智能化的控制策略设计和优化，提高煤矿生产的效率和安全性。
自动化技术则可以实现煤矿设备的自动化控制，减少人力投入，提高生产效率。
四、信息安全与隐私保护技术煤矿信息化智能化技术的发展，也带来了信息安全和隐私保护的挑战。
智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析
智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析随着信息化、智能化技术的快速发展，煤炭行业也在不断探索智慧化转型升级的路径，推进煤矿生产方式的改革和智能化开采技术的应用，提高生产效率、减少安全事故和保护环境。
智慧煤矿与智能化开采技术的核心是依托信息化技术，通过传感器、物联网、大数据、人工智能等技术手段实现对矿区生产、设备运转、人员安全、环境保护等方面的全面监控和实时管理，从而提高整个煤矿的运营效率和管理水平。
一、智慧煤矿技术核心1. 物联网技术物联网技术是智慧煤矿的基础，通过各种传感器将矿区内的各种信息采集到云平台，实现对矿井、设备、人员等的全面监控。
传感器可以通过光学、声学、电磁、温度湿度等多种方式感知煤矿内部的各种信息，并实现远程监控与管理，保障矿工的安全和设备的正常运转。
2. 大数据分析技术大数据技术则是对收集到的海量数据进行分析和挖掘，从中提取出有用的信息用于决策支持。
通过大数据技术，矿业企业可以对煤矿的生产情况、设备状况、矿工安全等方面进行深入分析，为企业决策提供依据，提高煤矿生产效率和资源利用率。
3. 云计算技术云计算技术则可以为煤矿提供弹性的计算资源和存储资源，实现对煤矿数据的高效管理和处理。
并且通过云计算技术，不同煤矿之间可以实现资源共享和协同工作，提高整个行业的管理水平和效率。
4. 人工智能技术人工智能技术可以为煤矿提供智能化的决策支持和自主控制能力，比如可以通过人工智能技术对设备和生产过程进行智能化管理，提高设备的自动化程度，减少人为操作和管理，提高生产效率和安全性。
5. 其他关键技术除了以上几种核心技术外，智慧煤矿还可以借助于3D打印技术、虚拟现实技术、感知计算技术等，实现对煤矿的全方位智能化改造。
二、智能化开采技术核心1. 自动化设备目前矿山生产中，已经广泛应用了自动化和智能化装备。
如智能化开采设备、自动化输送设备、自动化掘进设备等，这些设备可以实现对煤矿生产流程的全自动化管理，减少人工操作，提高生产效率和安全性。
《2024年智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析》范文
《智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析》篇一一、引言随着科技的快速发展和社会的持续进步，智慧煤矿与智能化开采成为了煤矿产业发展的重要方向。
本文将详细分析智慧煤矿的核心技术，并深入探讨智能化开采的关键技术，旨在为推动煤矿产业的转型升级提供参考和借鉴。
二、智慧煤矿的核心技术1. 物联网技术物联网技术是实现智慧煤矿的基础。
通过将传感器、网络通信、云计算等技术应用于煤矿生产过程中，实现对煤矿生产环境的实时监测、数据采集和传输。
物联网技术能够实时掌握矿井内的各种信息，如瓦斯浓度、风速、温度等，从而及时发现潜在的安全隐患。
2. 大数据分析与挖掘技术大数据是智慧煤矿建设的重要资源。
通过对生产过程中产生的各种数据进行收集、分析和挖掘，可以获取有价值的信息，如设备运行状态、煤炭产量、安全生产状况等。
这些数据能够帮助企业进行决策分析、优化生产流程、提高生产效率。
3. 云计算与边缘计算技术云计算与边缘计算技术为智慧煤矿提供了强大的计算能力和数据处理能力。
通过云计算，可以实现数据的集中存储和共享，提高数据利用率。
而边缘计算则能够在矿井现场进行实时数据处理和分析，提高响应速度和决策效率。
三、智能化开采的关键技术1. 自动化采煤技术自动化采煤技术是实现智能化开采的基础。
通过引入先进的自动化设备和控制系统，实现采煤过程的自动化、智能化和无人化。
这不仅可以提高采煤效率，还能降低工人的劳动强度和安全风险。
2. 智能装备与机器人技术智能装备与机器人技术是智能化开采的重要手段。
通过引入智能化的采煤机、挖掘机等设备，实现设备的自动化控制和智能调度。
同时，利用机器人技术进行矿井巡检、危险区域作业等任务，提高作业效率和安全性。
3. 智能感知与识别技术智能感知与识别技术是实现智能化开采的关键。
通过引入高精度的传感器、图像识别等技术，实现对矿井环境的实时感知和识别。
这有助于及时发现潜在的安全隐患，提高生产效率和安全性。
四、结论智慧煤矿与智能化开采是煤矿产业发展的重要方向。
浅析煤矿物联网的特点和关键技术
要 与之 相匹 配 。并 且根 据煤矿 井 下 的特 殊性 和煤 矿 安全生 产 的要求 。要地 具体 技术 进行 攻 关 。煤矿物 联 网的关 键技术 有 以下几 个方 面： （ 一 ）煤 矿井 下 设 备 多 ，处 理 逻 辑 复
杂 ，信 息 编 码 ，传 输 ， 处 理 等 需要 标 准 指 导 。生 产 中采 煤 设 备 、 电 气 设 备 、传 输 设 型 信息 管理 管理 监测 技术 ，势 必会 对煤矿 产 （ 三 ）煤 矿 井 下 环 境 特 点 不 同， 电机 备 、井 下通风 系统 、安 全监 测设备 、生 产管 业 起到 推动 作 用 ，也会在 煤炭 产业 中得 到推 设备 相对集 中， 电压 、功 率变 动大 ，有严 重 理 设备 、人 员定位 系统 等等 ，众 多 的信 息 需
、
红外感 应器 、全球 定位 系统 、激光 扫描 器等 多 ，需要 很大 的前 期投入 。此 外物 联网 系统 信 息传 感 设备 ，按 约定 的协 议 ，把 任何 物 品 维护 成本 也会 上升 。 与互 联 网相连 接 ，进 行信 息 交换 和通信 ，以 （ 五 ）煤矿 井下 ，工作 环境相 对较 差 ， 实现对 物 品 的智能 化识 别 、定位 、跟踪 、监 同时 电气 防爆 和减 少维 护成本 角度 考虑 ，信 控 和 管理 的一 种 网络 。其本 质意 图 ，就 是将 息传 输 中间装 置数 量有 限制 ，当传 输距 离较 物 理 对 象 ，通 过协 议标 准信 息化 ，实现 物 理 远 时 ，要保证信 息传输 质量 ，需要 相应 技术 配置 。 对 象信 息的互 通 。 （ 六 ）矿 井 事 故 率 相较 很 高 ，巷 道 的 物 联 网 技 术 架 构 为 ， 应 用 层 、 网 络 层 、信 息采集 层 、编码 层 。 破坏 ，顶板 冒落等 等会 造成 局部 电气设 备损 应 用 层 ： 是 构 建 在 物 联 网 上 的 应 用 系 毁 ，此 时 要 求 煤 矿 物 联 网 系 统要 有 稳 定 性 统 ，包 括具 体应 用 问题 ，譬 如物 流 、生产 管 能，在 部分 故障 时，其 余功 能继 续使用 ，不 理 、事 故处 理等等 会 发生 系统瘫 痪 ，造成 生产 事故 。 网 络 层 ：是 指 信 息 流 通 网 络 。可 以是 （ 七 ）煤 矿 井 下 ， 除 瓦 斯等 爆 炸 性气 光 纤网 络 ，无线 网络 和传 统 的电信 网络 。可 体危 害外 ，还有 腐蚀 性气体 、煤 粉 、潮 湿等 以是 互 联 网 、无 线 网络 以及 传 统 的 电信 网 状 况 ，物 联 网系 统 设 备 要 有 良好 的 防护 手 络。 段 ，以及设 备 自身恶 劣环境 抗性 。尤 其在信 信 息 采 集 层 ：数 据 采 集 指 通 过 条 码 、 息采 集层 ，各传 感器 的防 护能力 要保 质保 量 射 频识 别 、无线 传感 等等 自动 识别 ， 以及 近 （ 八 ）煤 矿 井 下 作 业 空 间 有 限 ， 煤矿 距 离 通 信 技术 获取 物 理 对 象编 码 信 息 的过 物联 网辅助 生产 ，不 能 占用过 多的 生产 资源 程 。 和 空 间 ， 设 备 体积 质 量 要 小 ，方 便 使 用 安 编 码 层 ： 具体 而 言就 是 物 理 对 象 数 字 装 ，不能 妨碍 正常生 产工 作 。 化 表 示 ，将物 理对 象信 息化 。这就 需要 一套 （ 九 ）煤 矿 物 联 网 是信 息 的采 集 加 工 特定 的基 本标 准和 协议 。 处理 于一 身 的安全 生产 、管理 生产 系统 ，需 要有 一套 明确 的 、行之 有效 的标准 制定 ，包 二 、煤 矿物 联 网的特 点 煤 炭 是 我 国 利 用 最 多 的 不 可 再 生 能 括物 理对 象信 息数 字化 、评判 标准 建立 、 以 源 。尽 管露 天开采 是相 较安 全高 效 的开 采方 及逻 辑判 断模 式 的构建 。并 且基于 不 同矿井 式 。但 是大 部分 的煤矿 层都 是远 离地表 ，无 条件 ，应 有 一套柔 性可 调 的系统软 件配 备 。 法直 接 采用 直接 露天开 采 的开采 方 式。我 国 综 上 所 述 ， 由于 煤 矿地 下开 采 的特 殊 采 用地 下 开 采 占煤 矿 生产 的９ ０ ％ 左 右 ，地 下 性 ，制 约着物 联 网的 发展 。需要根 据煤 矿具 体 要求 ，配 置合 适的物 联 网系统 。 开采 通 常采 用房 柱法 ，在矿 坑 内构 建矿井 。 煤 矿 生 产 方 式 、生 产 环 境 、 生 产 管 理 三 、煤矿 物 联网 的关键 技术 具有 特 殊性 。物 联 网在应 用煤矿 产 业过程 中 物 联 网系 统 的 关 键 技 术 主要 包括 标 示 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ ）技 术及 技术 标准 ， 就 要与 煤矿 的特 殊性 相 匹配 。因此 煤矿物 联 物理对 象 的射频 （ 感知 物理对 象 的传感 技术 ，判 断物理 对 象的 网的特 点有 ： （ 一 ） 由 于煤 矿 井 下有 瓦斯 等 可 燃 气 逻辑 功能 开发 ，和整 个物 联 网系统集 中优 化 体 以及 煤燃 料 等不 安全 因素 ，在 电气设 备方 管理 的模 型开 发 。 针 对 具体 的煤 矿 井 下条 件 ，无 线 传 输 面有 着严 格要 求 ，物 联 网 的 电气 设备 需要特 别的 防爆 型设 置 。并且 要求物 联 网体统 中设 衰减 强 ， 电气 防爆要 求高 等 。物 联 网系 统也
面向生产自动化的物联网技术在煤炭行业的应用
面向生产自动化的物联网技术在煤炭行业的应用摘要:介绍了自动化的物联网技术的主要优点,指出煤矿行业在实现了机械化、自动化之后,发展面向生产自动化的物联网技术是建设现代化矿井的必由之路。
面向生产自动化的物联网技术在煤炭行业的应用,将使矿井人员的安全得到保证,将使煤炭行业的经济效益得到明显提高。
针对我国煤矿生产技术落后的现状,提出了面向生产自动化的物联网技术在煤炭行业应用的方案和建议。
关键词:自动化煤炭工业物联网1 物联网技术与我国煤炭生产现状概述随着国家对矿山安全的重视程度不断加强,矿山企业在各种安全监控、生产自动化系统方面的投入逐年加大,对保证矿山的安全和正常生产起到了重要作用。
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,使得生产成本高,安全形势不容乐观。
“物联网”概念的问世,打破了煤炭生产行业生产自动化和安全保障技术发展的传统思维。
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,各类传感器、电缆、电气设备、钢筋混凝土等将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,基于物联网可以对煤矿复杂环境下生产系统内的人员、设备和基础设施实施有效的协同管理和控制。
物联网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。
物联网技术支持下的煤炭生产自动化,在生产组织和流程方面将会发生明显的变化,具有以下的特征:将矿山地理、矿山建设、矿山生产、安全管理、产品加工与运销、矿山生态等综合信息全面数字化,将感知技术、传输技术、信息处理、智能计算、现代控制技术、信息管理等与现代采矿及矿物加工技术紧密相结合,构成矿山中人与人、人与物、物与物相联的网络,动态详尽地描述并控制矿山安全生产与运营的全过程。
2 煤炭生产安全监控的物联网技术及其实现从煤矿安全监控方面看,基于物联网技术的煤炭生产自动化是在实现综合自动化的基础上,实现三个方面的物联网。
物联网知识：物联网技术在煤矿安全方面的应用
物联网知识：物联网技术在煤矿安全方面的应用随着物联网技术的不断发展和应用，煤矿安全问题已经得到了很好的解决和控制。
目前，物联网技术一直在成为煤矿安全的重要应用。
这篇文章就煤矿安全环境下物联网技术的应用进行深入探讨。
一、煤矿安全现状及挑战煤矿作为一种非常重要的能源资源，对于国家的能源战略起着至关重要的作用。
煤矿生产是一个危险的行业，生产过程中往往会涉及到极高的风险因素，这就给煤矿的安全生产带来了极大的挑战。
据统计，煤矿属于我国高危行业之一，长期以来煤矿事故频发、灾害时有发生，已经成为一大难题。
2019年，全国共发生煤矿事故52起，死亡88人，比前一年下降11.1%。
尽管煤矿安全事故总体呈现出明显下降趋势，但依然没有得到根本的解决。
二、物联网技术在煤矿安全方面的应用物联网技术作为一种新兴技术，在煤矿安全生产方面提供了全新的解决方案，同时也打破了传统煤矿安全监测手段的局限性。
物联网技术在煤矿安全方面的应用主要涉及到以下几个方面：1、煤矿智能监测系统煤矿智能监测系统是一种基于云计算、物联网技术的智能化监测系统，它可以实现实时监测和感知对煤矿生产安全有影响的因素。
其中，通过使用智能传感器和智能控制器等设备，可以实现煤矿内部各种数据的监测，如温度、湿度、有毒气体浓度、瓦斯浓度、风速等。
同时，这些监测数据可以实现实时上传至云端系统中进行显示和处理，利于实时监管和掌握实时信息。
2、物联网传感器技术在煤矿中的应用物联网技术的传感器技术在煤矿中同样也得到了广泛的应用。
传感器可以快速地检测出煤矿中各种因素，包括有毒有害气体的浓度、温度、压力、湿度等。
传感器可以通过连接物联网，将数据传输至云端，可以根据实际安全情况进行应急调度。
3、智能识别与控制技术物联网技术的智能识别与控制技术也可以实现对煤矿内部各种环境数据进行精确分析和控制。
这可以保证煤矿安全生产中各种因素保持稳定状态，在特殊情况下给予预警提示，及时进行煤矿的紧急处置。
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。
物联网技术在煤矿管理中的应用研究
物联网技术在煤矿管理中的应用研究摘要:物联网是实现物与物之间相互交流的一种无处不在的泛在网络,是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。
其目的是实现智能化识别和管理,本文介绍了物联网的概念,探讨了物联网研究中的关键技术,并研究物联网技术在煤矿信息化中的应用。
结合煤矿实际情况设计与实施煤矿物联系统,将其分为感知层、网络层和应用层三个层次。
把煤矿的所有要素分为“人、机、环、管”四类要素,通过煤矿物联系统将这四类要素系统集成,使它们成为一个统一的整体,实现煤矿物与物之间的相互通讯,从而实现煤矿的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
物联网技术是煤矿企业实现集约式生产和低碳化目标的重要手段。
关键词:物联网煤矿信息化系统集成安全监测监控物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。
奥巴马就职后,美国政府提出了智慧地球的概念,物联网就是这些所谓智慧型基础设施中间的一个概念。
物联网又称传感网,就是将任何物品与互联网连接起来进行相互间的信息交换和通讯。
物联网技术的出现,为煤矿信息化的快速发展带来了新的历史机遇,尽管我国煤矿信息化已取得了不小的进步,但是从横向比较,煤矿信息化总体水平还比较低,与国际上的先进水平国家相比还有差距。
本文将物联网技术应用到煤矿信息化建设中,结合煤矿企业的实际情况研究设计煤矿物联系统的感知层、网络层和应用层,并研究物联网技术在煤矿企业安全监测监控中的应用,实现增效益和降成本的目标,极大地提升我国煤矿企业的信息化水平。
1 物联网技术物联网技术包括感知技术、传输技术、支撑技术和应用技术等。
感知技术是用于物联网底层感知信息的技术,包括RFID与RFID读写技术、传感器与传感p射频识别即RFID(Radio Frequency IDentification)技术是20世纪90年代开始兴起的一种非接触式自动识别技术,又称电子标签、无线射频识别。
该技术的商用促进了物联网的发展。
LoRa技术在智能煤矿安全监测中的应用实践
LoRa技术在智能煤矿安全监测中的应用实践智能煤矿是指通过信息技术手段实现煤矿安全、高效、节能的全面智能化管理系统。
而LoRa技术（低功耗广域网技术）作为物联网通信技术的重要组成部分，在智能煤矿安全监测中扮演着重要角色。
本文将探讨LoRa技术在智能煤矿安全监测中的应用实践。
一、引言煤矿作为我国主要能源资源之一，其安全问题一直备受关注。
传统的煤矿安全监测手段主要依靠人工巡查和有线数据传输，存在安全性低、效率低等问题。
而随着物联网技术的发展，智能煤矿安全监测得到了很大的提升。
其中，LoRa技术由于其长距离通信、低功耗、大容量等特点，在智能煤矿安全监测中有着广泛应用的前景。
二、LoRa技术概述LoRa技术是一种基于低功耗广域网的通信技术，其核心是LoRa调制与解调技术，具有超低功耗、远距离传输和大容量信道等特点。
与传统的无线通信技术相比，LoRa技术在信号传输距离、功耗以及信道容量上都有明显的优势。
这使得它成为智能煤矿安全监测中的优选技术。
三、智能煤矿安全监测系统架构智能煤矿安全监测系统的架构一般包括传感器节点、数据传输网关、数据处理与分析平台等组成部分。
而在LoRa技术的应用中，传感器节点通过LoRa无线通信技术将采集到的数据传输到数据传输网关，然后再将数据传输到数据处理与分析平台进行处理，最终达到安全监测的目的。
四、LoRa技术在智能煤矿瓦斯监测中的应用1. 传感器节点的设计瓦斯是煤矿中的常见有害气体，对矿工的生命安全有很大的威胁。
传统的瓦斯监测主要依靠瓦斯传感器和有线数据传输，无法实现对矿井中各个角落的全面监测。
而采用LoRa技术，可以通过布置多个传感器节点，实现对矿井各个角落的瓦斯浓度监测。
传感器节点通过LoRa无线通信技术将采集到的瓦斯浓度数据传输到数据传输网关，实现远程监测。
2. 数据传输的安全性煤矿安全问题牵涉到矿工的生命安全，数据传输的安全性至关重要。
LoRa技术采用了AES128加密算法，可以对传输的数据进行加密，保证数据的机密性。
矿山物联网系统技术安全
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。
煤矿自动化与物联网技术论文
煤矿自动化与物联网技术探讨摘要：结合了实际生产及作者多年的矿山工作经验，总结出现有的矿山综合自动化的缺陷，缺乏多角度的感知手段、泛在感知网络的缺乏、忽视软件集成、重视硬件集成、应用层面的信息融合的缺乏、没有结合多种科学角度、标准建设的缺乏。
并通过分析，在原有的煤矿综合自动化的基础上建设了煤矿感知物联网，实现了人员感知、设备感知、灾害感知。
大大提高了煤矿企业的生产效率，为今后的煤矿现代化建设奠定了理论基础。
关键词：感知物联网信息集成矿山综合自动化0.引言随着煤矿综合自动化在矿井应用的深入，逐渐暴露出了一些问题。
人们对综合自动化理论模型的认识不足及知识结构的局限性导致了煤矿自动化系统没有发挥其最大的作用，对相关的功能和概念没有明确被指明。
通过物联网和自动化相结合在煤矿企业的应用，极大响度的弥补了自动化的不足。
本文将结合井下生产的实际情况，阐述在煤矿综合自动化基础上结合煤矿感知物联网来保障和提高矿山生产，实现煤矿企业现代化。
1. 煤矿综合自动化暴露出的问题通过文献可以看出国内绝大多数煤矿企业在应用自动化方面都采取了3层架构及2大基础平台。
这一煤矿综合自动化模型改变的传统的井下监控系统和工作面生产相互独立的状态，实现了网络集成化，同时也大大提高了生产及管理效率。
但通过多年的自动化实例分析，也发现了一些矿山综合自动化尤其是在风险预警和生产监控上所暴露出的问题。
（1）缺乏多角度的感知手段目前的矿井综合自动化感知系统属于子系统集成，即执行器和传感器没有构建成灵活实用的逻辑系统而是被约束在一个子系统内，传感手段陈旧，分布式传感和微机电化集成传感器没有被用到，信息融合不好，缺乏多角度的感知性。
（2）泛在感知网络的缺乏感知盲区很大，没有做到无线覆盖整个井下工作面。
利用电缆直接连接工作面传感器的方式都属于集中式的监测，不能做到分布式控制和监测。
当前的井下开采工作流动性很大，而且很多工作面的流动规则、危险源都不能确定。
物联网与大数据技术在煤矿安全监测中的应用
物联网与大数据技术在煤矿安全监测中的应用随着科技的不断发展，物联网和大数据技术越来越得到广泛应用。
煤矿作为一种危险行业，对于安全监测有着非常高的要求。
因此，物联网和大数据技术在煤矿安全监测中的应用能够让煤矿安全管理工作更加高效、准确、自动化。
一、物联网在煤矿安全监测中的应用物联网（Internet of Things）是利用物理设备、传感器、软件、网络技术等将物件与物件之间进行互联的技术。
在煤矿安全监测中，物联网的应用主要体现在以下几个方面：1. 实时监测煤矿内各项指标。
物联网设备可以通过传感器实时地监测煤矿内空气质量、温度、湿度、氧气含量等各项指标，并将采集到的数据进行处理和分析。
这些数据的采集频率可以达到秒级，使得监测数据更加准确和及时。
2. 预警系统的实现。
通过物联网设备的实时监测，对于潜在的危险情况，系统可以对其实现自动化预警。
例如，当监测到煤矿内二氧化碳含量过高，系统可以自动发出警报，并进行处理和分析，避免发生意外事件。
3. 实现自动化控制。
物联网设备的集成和数据的处理可以实现煤矿内的自动化控制。
例如，当系统检测到煤矿内有体温异常的工人，可以自动停止相关机器的工作，避免事故的发生和工人的伤害。
二、大数据技术在煤矿安全监测中的应用大数据技术是指对海量、多样化和高速增长的数据进行存储、处理和分析的技术。
在煤矿安全监测中，大数据技术的应用主要有：1. 数据分析与挖掘。
通过对监测数据的分析和挖掘，可以实现对煤矿运营和安全管理的优化。
例如，可以通过分析不同时间段的氧气含量数据，来查看工作区域是否存在安全问题。
还可以对工作人员的健康数据进行分析和挖掘，及时发现身体不适的人员并给予照顾，以避免因健康问题而导致的安全事故。
2. 预测和预警系统的应用。
大数据分析技术还可以实现煤矿安全预测和预警系统的应用。
根据历史数据和实时监测数据进行数据分析，可以预判潜在的危险事件，实现事故的预警和减少实际损失的发生。
物联网技术在煤矿行业中的应用现状与发展
轴电缆、 通讯电缆、 光缆） 将信息传递到地面机房或调
度室的服务器上 。由应用层 的功 能软 件对 信息进行 调
３ 物联 网技术在 煤矿 中的 应用
３ １ 物联 网技 术在煤 矿 中的具体 应 用体现 ． 目前 ， 我国已成功 的将 物联 网技 术应 用 到了井 下
生产的某些方面。例如人员定位系统 、 瓦斯监控 系统、 水文监测系统 、 皮带运输监控系统、 绞车运输监控 系统 等等。如图 １所示。
（） １减少 电磁波传 输衰 耗。煤矿井 下 空 间狭小 ，
影响电磁波的传输， 应尽量减少电磁波传输衰耗。
（） ２ 增大无线发射功率 。
（） ３ 增强 抗 干扰能 力。井下机 电设 备 相对 集 中、 功率 大 ， 电磁干扰严重 ， 需要增强物联 网抗干扰能力 。 （） ４ 减小电源电压波动 。煤矿井 下电 网电压波动 范围在 ７ ５—１０ １ ％之 间 ， 甚至达 ７ ５—１０ 。因此 ， ２％ 煤
如图 ２所示。
线
（） ２ 系统 结合 井下 电子 矿 图 ， 以实 现显 示整 个 可
矿井以及各个 采区、 煤层 的人员或设备 的数量 和分布 ；
厂 终 对指定人员或设 备的定位和跟踪 。
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（） ３ 能够准确统计 矿工入井 、 升井时 间 ， 并可按 班 次按部 门生成 日考勤、 月考 勤统计 等报表 。如果发 现
智慧煤矿系统设计方案
智慧煤矿系统设计方案智慧煤矿系统是基于物联网和大数据技术的煤矿安全管理系统，旨在实现对煤矿生产安全的全方位监测和管理。
本设计方案将介绍智慧煤矿系统的整体架构和主要功能。
一、整体架构智慧煤矿系统由监测层、传输层、应用层和管理层四层构成。
1.监测层：安装在矿井中的传感器和设备，用于实时监测矿井的气体浓度、温度、湿度等参数，以及人员位置和矿车运行状态等信息。
2.传输层：通过物联网技术，将监测到的数据传输给应用层进行处理和分析，采用无线传输方式保证数据的实时性和可靠性。
3.应用层：对监测数据进行处理和分析，提供实时的预警和报警功能，为管理层和工作人员提供准确和及时的安全信息。
4.管理层：提供对矿井生产的管理和决策支持，通过大数据分析，实现智能化的矿井管理。
二、主要功能1.实时监测和预警：通过监测层的传感器，对矿井中的气体浓度、温度、湿度等参数进行实时监测，当监测数值超过预设范围时，系统将自动发出警报，并通过应用层的界面提醒相关人员及时处理。
2.人员定位和管理：通过监测层的传感器，实时监测矿井中的工作人员位置，当发生事故时，管理层可以准确了解每个人员的位置，及时进行救援和处理。
3.矿车运行监测：通过监测层的传感器，实时监测矿车的运行状态和位置，对异常情况进行实时预警，减少事故发生的可能性。
4.数据分析和决策支持：应用层对监测数据进行处理和分析，通过大数据技术，提供矿井生产的管理和决策支持，包括煤矿生产计划的优化、设备故障的预测等。
5.视频监控：在矿井中安装摄像头，实时监控矿井的生产情况和工作人员的操作情况，及时发现和处理安全隐患。
6.报警处理和指挥调度：当发生事故时，系统自动向管理层发送报警信息，并通过应用层提供相关指挥和调度功能，及时进行救援和处理。
三、系统优势1.实时性：通过物联网技术，实现对矿井中各种参数和数据的实时监测和处理，提供准确和及时的安全信息。
2.可靠性：传输层采用无线传输方式，保证数据的传输安全和可靠性，避免受到外部干扰。
基于物联网技术的煤矿安全监控系统设计
基于物联网技术的煤矿安全监控系统设计煤矿作为一种重要能源资源，在我国经济发展中扮演着重要角色。
然而，煤矿事故频发给人民群众的生命财产安全带来了巨大威胁。
因此，基于物联网技术的煤矿安全监控系统成为提高煤矿安全水平的必要手段。
一、系统概述基于物联网技术的煤矿安全监控系统旨在通过无线传感器网络收集和传输煤矿各个区域的数据，实现煤矿安全状态的监控与报警。
该系统具备以下几个关键功能模块：1. 传感器节点：部署在矿井各个关键位置，用于实时采集矿井内部环境参数（如温度、氧气浓度等）和人员位置信息。
2. 数据传输：通过无线传感器网络将采集到的数据传输到集中处理中心，以便进行数据分析和决策。
3. 数据分析与决策：对传感器采集到的数据进行实时分析，识别潜在的安全风险并做出预警决策。
4. 报警系统：根据数据分析结果，及时向管理人员发送报警信息，以便他们能够采取适当的措施。
二、系统设计1. 传感器部署为了全面监控矿井的安全状态，应在整个矿井的关键地点部署传感器节点。
传感器节点应具备高精度、高灵敏度，能够实时采集环境数据，并能通过无线传感器网络进行数据传输。
应特别关注监测温度、氧气浓度、甲烷浓度等重要参数。
2. 数据传输数据传输是系统的核心环节，要保证数据的可靠性和实时性。
可采用无线传感器网络（WSN）技术，将传感器采集到的数据通过网络传输到集中处理中心。
为了增强系统的可靠性，可以使用多路径数据传输和自组织网络等技术。
3. 数据处理与分析在集中处理中心，使用数据挖掘和机器学习算法对采集到的数据进行实时分析和处理。
先通过预设的阈值，识别出异常情况，然后使用机器学习算法对异常情况进行分析，做出相应的预警决策。
同时，还可以将采集到的数据与历史数据进行对比，发现潜在的安全隐患。
4. 实时报警系统当监控系统识别出矿井存在安全风险时，应立即向管理人员发送报警信息。
报警信息可以通过短信、手机应用等形式发送给相关人员，以便他们能够及时采取措施避免事故的发生。
物联网技术与煤矿相关度研究
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煤炭物联网整体解决方案
详细描述
该煤炭运输公司利用物联网技术，实现了车 辆和货物的实时跟踪与监控，通过智能调度 系统对运输路线、车辆分配、货物装载等进 行优化，提高了运输效率，降低了运输成本 。
案例三：某煤化工企业的智能工厂系统
总结词
详细描述
高效、安全、环保的智能工厂系统
该煤化工企业利用物联网技术，实现了工厂 设备的自动化控制和智能化管理，通过实时 监测原料质量、生产过程、产品质量等参数 ，提高了生产效率，同时保证了生产安全，
物流管理
煤炭物联网可以实现煤炭物流信息的 智能化管理，提高物流效率和准确性 。
销售管理
煤炭物联网可以实现对煤炭销售全过 程的实时监控和管理，提高销售效率 和准确性。
煤炭物联网的发展趋势
01
02
03
技术创新
随着物联网技术的不断发 展，煤炭物联网将不断进 行技术创新，提高技术水 平和应用范围。
行业标准
煤炭物联网整体解决方案
汇报人： 日期:
目 录
• 煤炭物联网概述 • 煤炭物联网的技术架构 • 煤炭物联网的核心技术 • 煤炭物联网的典型案例分析 • 煤炭物联网的未来展望与挑战 • 结论与参考文献
01
煤炭物联网概述
定义与特点
定义
煤炭物联网是指通过物联网技术，实现煤炭产业智能化、网络化、信息化的综 合管理，提高生产效率和管理水平。
网络拓扑
根据现场环境和企业需求，设计合 理的网络拓扑结构，保证网络的稳 定性和可用性。
应用层
数据可视化
通过数据可视化技术，实时展示煤炭生产现场的 数据和运行状态，提高管理效率。
数据分析
利用大数据分析技术，对感知数据进行深入挖掘 和分析，为决策提供数据支持。
物联网在煤矿生产上的应用
成 ， 责读 写 控 制 、 问控 制 以 及 收 发 模 块 控 制 ， 现 对 解 调 负 访 实
信 号译 码 ． 以及 回送 数 据 的编 码 。电源 模 块 对 收 发 、 控制 模 块
提供电压。
２２ ＲＦ Ｄ 读 卡 器 ． Ｉ
读 卡器 读卡器
Ｒ Ｉ 读 卡器 的基 本 任 务 是 启 动 数 据 载 体 （ ＦＤ 标 签 ） ＦＤ ＲＩ ， 与 其进 行数 据 交换 来 实现 非接 触 无 线 通 信 。 卡 器 和 电 子标 读 签 之 间 一 般 采 用 半 双 工 通 信 方 式 进 行 信 息 交 换 ，提 供 信 号
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煤矿行业物联网系统技术
国外利用无线通信和计算机技术开展煤矿矿井管理的起步较早。
1990年8月，美国安菲斯公司研发的一套可实现超低频信号穿透岩层进行传输的无线急救通讯系统（PED，即Personal Emergency Device系统）在悉尼附近的一所煤矿投入使用。
上世纪90年代，随着RFID（射频识别）技术的兴起，国外加快了这一领域的发展，并成功地将其应用到了井下人员定位监控系统中。
除矿井人员管理之外，国外煤矿瓦斯监测技术发展时间也比国内长，发达国家的煤矿监控系统普遍可实现多参数连续测控，系统智能程度高，传感器质量可靠，使用寿命长，系统的可靠性高，反映速度快。
而国内现有的煤矿安全监控系统主要以联网监测为主体，其主要由监测终端、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的地方安装各种监测传感器，再通过长电缆将采集到的数据传到地上的监控中心站。
但是这样的系统存在布线难度大、环境适应性低、维护成本高等问题。
目前，将RFID、Zigbee等物联网技术应用于煤矿安全管理中已成为新的关注热点，其主要研究内容如下：
1、煤矿RFID频段的选择
目前通常将射频识别标签的工作频率从高到低分为三类：低频段射频标签（30KHz-300KHz），中高频段射频标签（3MHz-30MHz）和超高频与微波标签（典型433MHz，2.45GHz，5.8GHz）。
国内有学者结合不同频率的无线电波在煤矿井下巷道中的传输特性，对30多家企业生产的人员定位系统中的射频收发系统进行了归类比较，得出2.4GHz 的中心频率在抗衰减、提高速率、可用信道、传输距离等方面更容易满足煤矿安全的需要，并在此基础上研制了基于2.4GHz的射频收发系统。
在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433MHz工作频率，以提高渗透性，高衍射性和长距离识别。
此外，美国国家标准和技术研究院无线通信技术小组的Michael R.Souryal 等人研究了一个多跳网络的自动部署的可行性。
部署过程建议采用实时测量链路，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900MHz TinyOS支持低速率数据的应用。
2、基于RFID的矿工身份识别定位和环境监测
由于煤炭行业生产环境的特殊性，监管系统就需要应对并监测井下的恶劣环境。
有文献介绍了基于RFID技术设计的煤矿安全智能化监控系统。
该系统可以实时检测井中甲烷等有害气体的浓度，对携带RFID的井下工作人员和重要设备进行自动位置检测、身份识别和信息管理。
系统使用总线型拓扑结构的网络进行数据的采集和传送，并利用监管中心的远端PC实现显示及存储等功能，适用于各类环境下煤矿的安全管理。
另外，基于GIS和RFID的煤矿井下人员跟踪定位与监控系统能够很好的解
决井下人员的实时定位与监控管理等问题，为井下救援与管理带来极大方便，从而使我国的煤矿安全生产与事故救护更加规范与科学。
有不少学者提出的RFID 井下人员定位系统，利用地理信息系统提供一个电子地图可视化窗口，以协助定位系统就工人的位置更方便的管理。
在煤炭行业RFID标签与传感器接口规范与标准方面，目前常用的RFID国际标准主要只有用于动物识别的ISO11784和ISO11785，用于非接触智能卡的ISO10536Close coupled cards）、ISO15693（Vicinity cards）、ISO14443（Proximity cards），用于集装箱识别的ISO10374等，尚无煤炭行业RFID的标准。
3、基于Zigbee的煤矿无线传感网
Zigbee是基于IEEE802.15.4协议的全球性通信标准，根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，能够解决当前煤矿安全管理系统中存在的问题，具有一定市场前景。
目前，有不少研究基于Zigbee技术的无线传感网络与光纤通信网相结合的煤矿安全监测及人员定位的系统。
这些系统实现了井上人员实时监测井下区域的瓦斯浓度，并实时跟踪定位井下人员，方便工作人员有效地管理矿井的安全工作。
4、UWB技术应用于矿井无线通信系统
根据美国FCC对超宽带（UWB，Ultra Wide Band）的定义，UWB是指相对带宽（信号带宽与中心频率之比）大于20%或绝对带宽大于500MHz。
UWB极宽的频谱和极低的发射功率，使UWB系统具有数据速率高、系统相对简单、成本和功耗低等优点，特别是无载波UWB通信方式更使系统的成本和功耗进一步降低。
UWB技术的这些特点非常适用于矿井通信。
在矿井中，由于频谱的使用没有严格的限制，对数据速率的要求也不很高，可以利用超宽带信号频带宽的特点来换取传输距离。
又由于功耗低，所以非常利于“本安型”电路的设计。
UWB技术带来了一种全新的通信理念，将它用于煤矿井下无线通信系统更是一种新的探索。
UWB技术所具有的低功耗、高数据率、抗多径能力强、系统复杂性低等特点，能够很好地对矿井进行实时监测，尤其在水灾、火灾、塌方等恶性事故救生抢险中能起到至关重要作用。
随着UWB技术的不断成熟，在煤矿井下的应用将具有很大的发展前景。