感知矿山物联网定位系统精度的研究
[煤矿,其他论文文档]煤矿自动化建设中的感知物联网构建探析
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首先是开放的感知层，感知层网络分为有线感知网络，如各种工业总线接入的传感器与执行器等。这里主要讨论无线感知层网络。虽然许多煤矿引入多种系统（如人员定位系统、无线视频系统等），但由于缺少统一规划，因此不能实现物与物的相联，也就不能称之为真正意义上的物联网。真正的物联网在感知层要开放，统一规划，各种服务所需的底层设备能方便地接入到感知层网络里来。
煤矿自动化建设中的感知物联网构建探析
【摘 要】针对目前煤矿安全监测的复杂程度，将感知物联网技术运用于矿山建设是煤矿行业的一重要课题。物联网的构建能够真正实现真实矿山的可视化、数字化与智能化，为此本文介绍了感知物联网关键技术，阐述了感知矿山物联网主要建设内容，为基于物联网的感知矿山建设提供理论指导。
1.4 公共技术
公共技术不属于矿山物联网技术的某个特定层面，它与物联网技术架构的三层都有关系，它包括公共中间件技术、标识与解析技术、安全技术以及各层的规范和标准等。
2 感知矿山物联网主要建设内容
2.1 感知矿山物联网模块
感知矿山物联网建设从总体上来说可分为以下7大模块。
7）应用系统。包括煤矿灾害预警与防治、煤矿供应链管理、煤矿安全隐患排查、煤矿安全生产监控与决策管理、办公自动化和应急预案管理等。
2.2 感知矿山物联网建设
感知矿山物联网建设的几大模块可分为以下4类：开放的网络平台、“3个感知”、集成的应用平台与应用系统。
（1）矿山物联网开放的网络平台
【关键词】感知矿山；物联网、自动化；模块
引言
基于安全管理需要，随计算机技术发展形成的感知物联网模型逐渐被运用到矿山建设与生产中，感知物联网模型建立是在数字矿山、矿山综合自动化建设已有工作的基础上进行的，与两者存在密切的联系。但感知物联网技术特征又不同于数字矿山与矿山综合自动化，也不是在两者基础上的简单升级。它是利用各种感知手段，将矿山地理环境、地质条件、生产过程、矿山建设、安全管理、产品加工等内容直接反应在物联网之中，构成人与人、物与物、人与物的网络，从而实现了真实矿山整体的可视化、数字化与智能化，保障了矿山生产安全，促进了矿山自然环境的生态良性循环。
感知矿山物联网架构特征及标准问题
➢ 造成重复投资、资源浪费， 形成新的信息孤岛。
感知矿山物联网
•为什么这种问题还未引起人们足够的重视。 • 物联网应用：早期应用试点和经验积累阶段； • 地面单功能应用系统相对较大，如公共智能交 通信息系统，覆盖数十条线路，数百辆车及数 千个站台，系统相对独立是可以理解和接受的。
感知矿山物联网
按真正物联网概念集成所面临的主要问题
•感知矿山物联网一定要打破物联网应用初期那种 功能单一、网络独立、数据私有、缺乏标准的现状. •真正按物联网所要求的开放、标准、物与物互联 的方式. •采用适当的矿山物联网模型架构，规范应用模式， 统一数据描述方式，加强标准建设. •按照统一规划，整体设计，分步实施的原则进行。
•各个子系统的监控功能宜采用模块化方式，可任意加入或 退出应用平台。
感知矿山物联网
3 感知矿山物联网 应用模型与网络架构
感知矿山物联网
物联网三层应用架构
企业信息化三层架构
感知矿山物联网
感知矿山物联网应用模型
企业网
生产监控调度指挥
安全生产信息管理
管理决策应用层
外网
统
三维仿真及VR 经营管理
生
一
设备运行管理
感知矿山物联网
感知矿山物联网架构 特征及标准问题
中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心 徐州市物联网产业发展研究中心 2010年 9 月
感知矿山物联网
1.煤矿基本系统简介 2.感知矿山物联网主要特征 3.感知矿山物联网应用模型及网络架构 4.有关标准建设问题 5.中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心
感知矿山物联网
当前地面物联网应用中存在的问题
物联网中的智能感知与定位技术研究
物联网中的智能感知与定位技术研究物联网是指通过互联网连接传感器、设备、机器和人员等物体，实现数据传输和信息交换的网络。
在物联网中，智能感知与定位技术起着至关重要的作用。
本文将探讨物联网中的智能感知与定位技术的研究现状和未来发展趋势。
一、智能感知技术在物联网中的应用智能感知技术是指通过传感器、摄像头、扬声器等设备，对环境中的物体和事件进行感知和识别，并将感知数据转化为可理解的信息。
在物联网中，智能感知技术起到了连接物理世界和虚拟世界的桥梁作用。
首先，智能感知技术在智能家居中得到了广泛应用。
通过智能门锁、智能音箱和智能电器等设备，可以实现对室内温度、湿度、光照等环境参数的感知和控制。
同时，智能感知技术还可以实现对家庭成员的人脸识别、声音识别等功能，提供个性化的服务和安全保障。
其次，智能感知技术在交通领域具有重要意义。
通过在车辆、道路和交通信号灯等位置安装传感器和摄像头，可以实时感知车辆的位置、速度和驾驶行为，进而实现智能交通管理和预警系统。
此外，智能感知技术还可以用于智能停车场的管理和指引，提高停车效率和服务质量。
另外，智能感知技术在智慧医疗中也有广泛应用。
通过医疗设备和传感器，可以实时感知病人的生理参数和病情变化，为医生提供及时的监测和诊断数据。
同时，智能感知技术还可以实现对药品和医疗器械的智能管理和追溯，提高医疗安全性和效率。
二、智能定位技术在物联网中的应用智能定位技术是指通过卫星导航系统、无线通信技术和传感器等手段，确定物体或个体在空间中的位置和运动状态。
在物联网中，智能定位技术能够实现物体的精确定位和轨迹追踪，为各个领域提供精准的位置信息。
首先，智能定位技术在物流和仓储领域发挥了重要作用。
通过将物体与传感器、RFID标签等设备相结合，可以实现对物流环节中货物的实时定位和追踪。
这样一来，物流公司和仓储企业可以实现对货物的精确管理和追踪，提高仓储效率和物流运输的准确性。
其次，智能定位技术在城市管理和智慧城市建设中具有重要意义。
浅析面向大数据的感知矿山物联网
摘要:随着物联网在矿山生产中的广泛应用，传统的数据存储、分析技术已经难以适应当前实时处理大量各类数据的需求。
为此，如何在大数据环境下进行感知矿山物联网中的研究应用已是一个不可回避的话题。
关键词:感知矿山物联网大数据传感器4V1大数据的定义大数据的概念比较抽象，目前业界的专家学者对其概念还没有一个统一的说法。
维基百科对大数据的定义是：大数据是指利用常用软件工具来获取、管理和处理数据所耗时间超过可容忍时间的数据集[1]。
IDC的定义：大数据一般会涉及两种或两种以上数据形式。
它要收集超过100TB 的数据，并且是高速、实时数据流；或者是从小数据开始，但数据每年会增长60%以上[2]。
虽然两个定义各执一词，但是大数据的特点略见端倪，至少我们知道大数据是数字时代的产物，而并非一种新的技术或新的产品。
[3-4]国家近年来重点关注煤矿安全，我国煤炭行业信息化基础依然薄弱，国内多个大型煤炭企业正在探索建设“感知矿山”系统，通过研究煤矿物联网技术，解决煤矿安全标志准用产品和矿用关键设备全程跟踪监管等问题，以全面提升煤矿安全保障能力。
2感知矿山物联网中的大数据在煤矿实现综合自动化之前，大多数矿井仅仅通过监控系统或工业电视进行环境监测，数据采集量极为有限[5]。
综合自动化是煤矿实现高产高效的有效手段，对提高煤矿的生产运行状况、安全水平、事故灾害预测预报以及生产业务管理具有重要的作用。
而感知矿山物联网出现以后，除去扩容环境监测监控系统和数字化工业电视，数据监视及数据采集量还需要进一步扩展到井下的瓦斯浓度、温度、风压以及井上井下变电所各个开关的电压、电流、功率因数值，通风机的运行监控值，井下泵房中泵及水位运行值，井下胶带运输的监控参数等。
于是，传感器实时采集数据铺天盖地，导致矿井原始数据爆炸式增长。
矿山感知系统以矿井综合自动化信息平台为主体，采用矿用光纤工业以太环网和工业现场总线等技术共同构建综合数字化信息传输平台。
三维空间是数据爆炸的发生地，其表象涉及三个方面：一是同一类型数据量的急速增大；二是数据增长持续加速；三是不断涌现新数据类型，并呈现多样性发展趋势。
基于物联网的感知矿山建设研究
基于物联网的感知矿山建设研究【摘要】随着互联网的发展，物联网成为新时代信息技术的很重要的部分。
物联网的英文名称叫做“the internet of things”它的简称“IOT”。
由于互联网在当今时代的很多领域里已被广泛应用，所以物联网的核心和基础还是互联网，只不过是在此基础上的延伸。
物物相连的互联网就是物联网，最直接的目的就是实现人类社会与物理系统的整合。
就是可以找到想要的资源，在开采矿山的时候能够感应矿藏的位置；帮助人类更快的获得这一资源。
【关键词】物联网感知；矿山建设；研究想要利用物联网感知矿山建设需要从很多方面来介绍，中国矿业物联网感知研究中心采用了研究感知矿山的基本概念，特征、还有应用模型。
架构、技术、核心内容中感知矿山物联网的主要问题。
还给出了解决方案，按照感知矿山的整体结构进行规划、总体的设计以及分步实施，从而能够更好的避免出现投资重复的现象。
自动化和信息化孤岛可以更好的避免，最大限度的预防和处理各种突发事故，尤其是自然灾害、使矿井生产安全可靠。
一、基于GIS井下移动目标连续定位及管理系统定位和管理系统是物联网的最基础的应用，在信息技术为重要地位的知识经济时代、信息资源显得尤为重要。
而且在与人们的生活息息相关，实时定位系统英文为“Real Time Location System”它就是通过无线通信技术，在指定的空间例如办公楼、城区、全球内，实时对目标的快速完成它的定位系统。
通过对无线电波的物理特性来判断来得到，定位技术可以分很多类；绝对定位和相对定位之分，还有紧密和松散之分。
还可以根据测距技术和无测距技术的定位对矿山下面做出相对应的定位为，以便系统操作人员更清晰的知道矿山下的任何情况。
实时系统是由很多部分组成的；无线电接口协议、读写器组网方案、通用设备API接口等，一系列的实时定位系统通过定位算法进行计算；并把得到的标签位置和信息发送至应用系统，通过对井下人员的定位跟踪了解一切状态，对井下作业的人员来说是一个很大的保障。
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。
浅析互联网+感知矿山安全监控系统
浅析互联网+感知矿山安全监控系统当前的矿产作业环节，虽说已经引入了信息技术以及科学技术，但是，各种不安全事故因素仍旧存在，使得安全事故频频发生。
本文主要针对当下金矿安全监控系统运行中的不足之处进行分析，而后浅谈了互联网+感知矿山安全监控系统，此系统主要有三大架构，分别为数据库层、感知层和信息集成等，其中的关键点为感知层，具体内容可见下。
标签：互联网+；感知礦山安全监控系统；金矿生产；安全监控系统最近几年来，我国金矿智能化、信息化和机械化水平不断的提高，新的矿产安全监测系统、智能化采矿系统以及通信智能化技术等，开始融入到金矿生产中的各个环节，一定程度的减少了火灾事故、顶板事故等矿山安全事故以及矿井工伤死亡人数，我们需要进一步加强对金矿安全监测监控系统进行不断的完善。
1 矿产安全监控系统应用中易出现的问题运用矿产安全监控系统的过程中，易出现各类问题，其诱因也是多方面的，包括监控系统不完善、技术技能水平不足以及法律规章机制不健全等。
笔者基于这一问题进行分析和探讨。
（1）监控人员安全意识欠缺。
相关的监控人员，应当了解并掌握金矿生产安全的基础知识和理论等，对于关键指标检测始终保持高度的敏感性，参照监测数据，迅速制定解决方案，基于初期聘用的矿产专业实习生，可进行三级安全教育培训，提高其安全意识。
（2）设备智能化水准较低。
设备智能化水准低是金矿生产中的常见问题，主要体现在以下两个方面，其一，设备未能设置专门的操作系统，交互界面仅可提供人机互动功能，难以对整个金矿生产的实际情况进行观察和掌握。
其二，矿产设备未能实现网络化，仅将其作为基础设备使用，无法获取精准的数据信息。
众所周知，矿井下的工作环境较为特殊，地面通信技术很难发挥自身的技术优势，如若发生矿井生产事故，井下人员将无法迅速及时的和监控技术人员直接联系，最终可能增加伤亡人数。
（3）传感器节点较多，较为孤立。
矿井之下的传感器种类较多，分站和传感器两者之间大多会通过有线传输方式，完成信号的传输和信息的传递，因此，实际的部署工作较为困难。
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。
基于物联网的智能煤矿安全监测系统研究与设计
基于物联网的智能煤矿安全监测系统研究与设计智能煤矿安全监测系统是基于物联网技术的一项重要应用。
随着煤矿行业的不断发展和技术的进步，传统的煤矿安全监测手段已经无法满足现代化煤矿的需求。
物联网技术的引入能够实现对煤矿安全的实时监测、数据分析和预警，提高煤矿安全管理水平，降低事故发生的概率。
本文将对基于物联网的智能煤矿安全监测系统的研究与设计进行讨论，旨在提高煤矿安全监测的精准度和可靠性。
一、系统架构设计基于物联网的智能煤矿安全监测系统由物理硬件设备、数据传输网络、数据处理和管理平台四个主要模块组成。
1.物理硬件设备模块：智能煤矿安全监测系统需要包括传感器、数据采集装置和终端设备。
传感器用于感知煤矿工作环境的各种参数，如温度、湿度、气体浓度等。
数据采集装置负责将传感器获取的数据转换为数字信号，并传输到终端设备。
终端设备可以是工作人员佩戴的智能手表、智能手机等便携设备，通过无线网络与数据处理和管理平台实时通讯。
2.数据传输网络模块：智能煤矿安全监测系统需要建立一个可靠、高效的数据传输网络来连接物理硬件设备和数据处理和管理平台。
无线网络技术是首选的解决方案，如Wi-Fi、蓝牙、LoRa等。
通过这些网络技术，可以实现数据的实时传输和远程监控。
3.数据处理和管理平台模块：数据处理和管理平台是整个系统的核心，负责接收、处理和分析传感器获取的大量数据。
通过数据挖掘、机器学习和人工智能等技术手段，可以对数据进行异常检测、预测和决策等操作。
平台还可以提供实时监控界面和报警系统，及时向管理人员发送异常警报，确保安全事故能够及时处理。
二、关键技术研究1.传感器网络技术：智能煤矿安全监测系统需要部署大量的传感器来感知煤矿工作环境的状态。
传感器网络技术可以实现多个传感器之间的互联互通，减少布线和维护成本。
此外，传感器网络还可以采用分层结构，根据传感器节点之间的距离和数据传输需求，将数据传输任务分配到相应的节点上，提高系统性能。
物联网感知节点中的定位与跟踪技术研究
物联网感知节点中的定位与跟踪技术研究随着物联网技术的不断发展，物联网感知节点已经成为人们重要的研究领域之一，因为它们可以收集环境信息并将其传输到中心节点以进行进一步的处理。
因此，研究人员对物联网感知节点的定位和跟踪技术进行了深入的探究，以便更好地了解环境并有效地监控和管理。
一、物联网感知节点的定位技术1. 聚集定位技术聚集定位技术是一种有效的定位算法，它使用多个节点的位置信息来计算目标的位置。
该技术通常适用于室内环境，因为它需要许多节点来形成一个完整的定位模型。
这个模型可以根据每个节点之间的距离和位置来确定目标的位置。
2. 基于天线方向的定位技术该技术依赖于感知节点之间的信号测量和天线方向，以确定目标的位置。
这个技术有助于减少定位误差，并且可以根据收到的信号强度从多个角度确定目标的位置。
3. 基于传感器数据的定位技术这种方法使用传感器数据来确定目标的位置。
当传感器拥有不同的测量能力时，使用这个方法实现更加精确的定位。
通过使用传感器的测量信号，可以确定目标的位置并提供精细的地图。
二、物联网感知节点的跟踪技术1. 基于卡尔曼滤波器的跟踪技术卡尔曼滤波器是一种能够有效地跟踪一系列动态变化的参数值的算法。
该算法构建了一个状态模型和一个不确定性建模，它使用先验信息和近期观测值来计算更新的后验信息。
使用这种技术跟踪物联网感知节点的位置和方向可以有效地避免误差，提高跟踪精度。
2. 基于粒子滤波器的跟踪技术粒子滤波器跟踪技术使用粒子过滤器来模拟目标的状态分布。
该方法通过使用更多的粒子，可以获得更准确的目标跟踪信息。
理论来说，粒子越多，粒子滤波器越准确，但是因为计算的复杂性可达到指数级别，所以使用粒子滤波器时需要考虑到计算复杂度的问题。
三、定位与跟踪技术的应用1. 室内定位与跟踪在室内环境中，物联网感知节点的定位和跟踪技术可以帮助用户找到特定的位置，例如寻找特定的商品或服务。
在这个环境下，定位系统通常需要更高的精度，因为人们需要快速而精确地找到他们所需要的东西。
物联网设备的定位与精确定位技术研究
物联网设备的定位与精确定位技术研究物联网作为一种新型的网络连接模式，将日常生活中的各种设备进行了连接与互通，实现了信息的交流与共享。
其中，物联网设备的定位与精确定位技术是一项重要的技术研究领域。
本文将深入探讨物联网设备的定位技术及其精确定位技术，并分析其应用前景与挑战。
一、物联网设备的定位技术物联网设备的定位技术是指通过无线通信与传感技术，确定设备在地理空间中的位置信息。
常用的物联网设备定位技术包括全球导航卫星系统（GNSS）、无线局域网（WLAN）定位、蓝牙定位、辅助全球导航卫星系统（A-GNSS）等。
1. 全球导航卫星系统（GNSS）GNSS是目前最常用的物联网设备定位技术，其典型代表是美国的GPS系统。
通过接收卫星信号，设备可以实现全球范围内的位置定位。
但由于GNSS信号在室内、深山和城市高楼等复杂环境下容易受到阻碍，精确定位的能力受到限制。
2. 无线局域网（WLAN）定位WLAN定位技术是基于Wi-Fi信号的测距和定位技术。
通过在环境中布置Wi-Fi访问点，设备可以利用信号强度、时间差或三角测量等方法进行位置定位。
WLAN定位技术能够实现室内定位，并具有较高的定位精度。
然而，该技术的定位范围受到WLAN覆盖范围的限制。
3. 蓝牙定位蓝牙定位技术是基于蓝牙信号的定位技术。
通过设备和基站之间的信号强度、时间差等参数，实现对设备位置的定位。
蓝牙定位技术可以实现室内定位，并具有较低的能耗和较高的定位精度。
但由于蓝牙信号在传输过程中会受到物体遮挡和多径效应的影响，因此在复杂环境下的精确定位能力有所限制。
4. 辅助全球导航卫星系统（A-GNSS）A-GNSS技术是通过辅助数据来提升GNSS精确定位的技术。
辅助数据可以包括卫星轨道数据、信号延时数据等，通过将这些数据传输给设备，可以提高GNSS信号的灵敏度和定位精度。
A-GNSS技术在城市峡谷和室内等环境中可以提供较好的定位效果。
二、物联网设备的精确定位技术物联网设备的精确定位技术是对设备进行更精确的位置定位和跟踪。
浅析物联网与感知矿山
浅析物联网与感知矿山
陶梦江 侯攀峰 林道悦 （ 中国矿业大学信电学院 江苏 徐州 ２ １ １ ） ２ １ ６
【 要】 网和云计算为核心的技术将会建立一个新的时代 ， 摘 物联 以智能化为主要标志的信息时 。智能矿山建设相 当于将原本各 自 代 运行的 系 统
网 要构成物与物相联， 具有 自主网功能的无线 网络（ 如无 线传感器
网络１在这一层起着不可或缺的作用
２２信 息 集 成 与 ＭＥ ． Ｓ层
构上 ． 网分为三层 ： 、 物联 １传感 网络 ： 以射频识别 ， 传感器 。 二维码等 为 主， 实现对 物的识别 ： 、 ２ 传输 网络 ： 通过互联网 ， 通信 网或下一代 网络 ， 实现对物 的数据传输 ：、 ３ 应用 网络 ： 利用 云计算对海量 的物的信息进 行处理 ． 过输入输 出终端实现对物的智能分析 ， 通 管理和使用。 物联 网 提供人与物 ． 物与物 的交流途径 ． 过网络将包括人 在 内的所有事 物 通 互联 ． 让物开 口说话 ． 人类能够感 知世 界 ． 使 整个世 界面貌焕然一新 。 物联网可拓展未来人类 活动的时域 ． 空域和频域 ． 引发划时代 的技术 革命
体系 通过信息化的神经网络连为一体， 并通过云计算技术集中处理大量数据， 建成一个信息共享、 相互驱动， 真实的、 透明的、 可控的数字矿 山 【 关键 词】 物联 网； 感知矿 山； 字矿 山； 数 智能矿山
Ｏ 引言 ． 继计算机互 联网为代表开创 网络时代后 ． 以物联 网和云计算 为核 心的技术将会开启 以智能化为主要标志的信息时代 感受全球信息脉 动的“ 智慧地球 ” 正在形成 。基于物联 网的感知矿 山以信息化 、 自动化 为基础， 将煤矿涉及到生产 、 安全 、 运输 、 销售 、 电、 资 、 机 物 供应 、 统计 、 人力等 的所有环节集成 为一体 ， 实现各类信息 的统一管理 和共享 通 过对整 体矿 山各类 数据 的存储和分 析 最终提供 决策信 息和解决 方 案． 自动反馈给相应的系统和设备 对采 矿业 而言． 并 无人矿 山和感 知矿山的实现是进入知识经济 时代 的标 志 工离 开矿井 矿 通过信 息 操 作机械设备 自动完成采掘作业 这是知识创新的结晶． 信息革命发 展的必然产物 矿业发达 国家 的矿业将进入知识经济时代 ． 加拿大 已 制 订出一项预计在 ２ ５ ０ ０年实现 的远景计划 ． 即对 北部边远地 区一 个 矿 山． 采矿实 现机械 破碎或 切割 ， 矿 厂亦建 在地下 萨德伯 里ｆ 选 从 Ｓ ｄｕｙ 通过卫 星操纵地下所有设备 自 ｕｂｒ １ 动作业 ， 成为无人矿井 加拿 大围际镍 公司未来 ２ ５年机器人采矿计 划也是实 现智能矿 山的重要 步 骤 芬兰采矿工业 １９ ９ ２年也宣布了 自己的智 能矿山技术方 案． 涉及 实时过程控 制， 资源实时管理 ， 矿范 围信息 网， 全 新机械 及其 自动化 等 ２ 个专题 瑞典也制订 了向矿 山自动化进军的“ ｒ ｎ ｋ ｉ ２０ ” ８ Ｇｏ ｔ ｎ ０ ｕｅ ｋ０ 战略计 划 开展矿山物联网的相关研究 ， 实现重点技术 突破． 提高我 对 国煤矿企 业的竞 争能力具有重要意义
物联网在感知矿山建设中的应用研究
关键词 ： 物联网 ； 可视化管理 ； 感知矿 山
中图分类号：９６ Ｘ ３ 文 献 标识 码 ： Ａ
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基于物联网的矿山安全监测技术的研究与探讨
基于物联网的矿山安全监测技术的研究与探讨在当今社会，矿产资源的开发和利用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，存在着诸多安全隐患，如瓦斯爆炸、顶板坍塌、透水事故等，这些都严重威胁着矿工的生命安全和矿山的正常生产。
为了有效预防和减少矿山事故的发生，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。
一、物联网技术概述物联网（Internet of Things，简称 IoT）是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。
在矿山安全监测中，物联网技术的应用主要包括传感器网络、通信网络和数据处理平台三个部分。
传感器网络负责采集矿山中的各种安全相关数据，如瓦斯浓度、温度、湿度、压力、位移等；通信网络将采集到的数据传输到数据处理平台；数据处理平台对数据进行分析、处理和存储，并提供实时监测、预警和决策支持等功能。
二、基于物联网的矿山安全监测技术的特点1、实时性基于物联网的矿山安全监测技术能够实现对矿山安全参数的实时监测。
传感器可以不间断地采集数据，并通过高速通信网络将数据迅速传输到监测中心，使得管理人员能够及时了解矿山的安全状况，以便在第一时间采取相应的措施。
2、全面性该技术可以同时监测多个安全参数，包括瓦斯浓度、通风情况、顶板压力、水位等，从而能够全面、系统地反映矿山的安全状况。
相比传统的单点监测方式，物联网技术能够提供更全面、更准确的安全信息。
3、智能化通过数据分析和处理算法，物联网系统能够对采集到的数据进行智能分析和判断，自动识别潜在的安全隐患，并及时发出预警信号。
同时，系统还可以根据历史数据和趋势预测未来可能出现的安全问题，为矿山的安全管理提供前瞻性的决策支持。
科技成果——矿山物联网安全生产超前感知关键技术
科技成果——矿山物联网安全生产超前感知关键技术适用范围矿山物联网安全生产超前感知关键技术以分布式传感检测、高精度授时及网络时间同步为核心技术。
本项技术主要用于煤矿井下主要危险源的感知，可对甲烷、水害、矿震等主要矿山危险源实现超前感知。
本项技术旨在通过超前感知降低井下灾害发生的客观因素，从而达到提升煤矿井下安全生产水平的新高度。
本项技术不仅可用于煤矿井下安全生产的超前感知，也可移植用于非煤矿山相关危险源的超前检测与感知，且与现有矿山物联网等监控系统兼容，具有良好的大规模推广价值。
技术原理针对矿山井下灾害发生区域和时间的未知性以及矿山开采过程的动态特点，本项技术采用分布式传感技术、新型低功耗无线传感技术、高精度授时及网络时间同步技术，并与现有的井下网路系统相结合实现对矿井重大灾害源的超前感知。
本项技术可对甲烷浓度、矿井突水、矿山动力灾害所导致的矿震进行实时大范围监测，专家/专家系统对监测数据判读后可最终实现对灾害的超前感知。
关键技术1、分布式无线甲烷传感技术以低功耗免维护性好的甲烷敏感元件的甲烷传感技术可与矿灯相结合，随人员移动实现对井下人员所处环境中甲烷浓度的分布式检测。
2、分布式透水监测技术以分布式钻孔水压与围岩应力线传感监测，为煤矿井下透水提供超前感知的判读信息。
3、网络化同步授时、时间同步技术与分布式矿震监测技术高精度网络同步授时、时间同步技术为分布式传感、后续判读提供不可或缺的精确时间标记。
以此为基础，分布式矿震监测技术可对矿山动力灾害进行检测与定位。
主要技术指标（1）分布式甲烷无线传感技术检测甲烷浓度0-4%，功耗低于130mW，灵敏度高于10mV/%CH4，响应时间小于10s，无线传送甲烷浓度信息，可与矿灯集成。
（2）分布式透水监测水压测量范围0-10MPa，精度±2%（F.S.）；应力测量范围0-200KN，精度±2%（F.S.）。
（3）分布式矿震监测时间同步精度优于50μs，矿震定位误差控制在5m以内。
基于传感器的智能矿山监测研究
基于传感器的智能矿山监测研究在当今时代，随着科技的飞速发展，矿山行业也在不断地进行着智能化的变革。
其中，基于传感器的智能矿山监测技术正发挥着日益重要的作用，为矿山的安全生产、高效运营以及可持续发展提供了有力的保障。
矿山作业环境复杂且危险，存在着诸如瓦斯爆炸、顶板坍塌、透水等多种安全隐患。
传统的监测手段往往存在着监测范围有限、数据准确性不高、响应不及时等问题，难以满足现代矿山安全生产的需求。
而传感器技术的应用，则为解决这些问题提供了全新的思路和方法。
传感器就如同矿山的“眼睛”和“耳朵”，能够实时感知矿山各个关键部位的物理量、化学量以及环境参数等信息。
例如，通过瓦斯传感器，可以实时监测矿井中的瓦斯浓度，一旦浓度超过安全阈值，就能立即发出警报，为人员疏散和采取相应的安全措施争取宝贵的时间。
压力传感器能够监测顶板的压力变化，提前预警顶板坍塌的风险。
温度传感器则可用于监测矿井内的温度，防止火灾事故的发生。
在智能矿山监测系统中，传感器的种类繁多，包括但不限于位移传感器、加速度传感器、湿度传感器等。
这些传感器通过有线或无线的方式将采集到的数据传输到中央控制系统，实现数据的集中处理和分析。
为了确保传感器采集到的数据准确可靠，需要对传感器进行精心的选型和安装。
选型时，要充分考虑矿山的具体环境条件、监测对象的特点以及测量精度的要求等因素。
例如，在高粉尘、高湿度的环境中，就需要选择具有良好防护性能和稳定性的传感器。
安装位置也至关重要，应根据监测对象的分布和可能发生危险的区域进行合理布局，以确保能够全面、准确地监测到关键信息。
传感器采集到的数据犹如一座宝藏，但如何挖掘其中的价值则需要依靠强大的数据处理和分析技术。
通过数据融合、数据挖掘等手段，可以从海量的数据中提取出有用的信息和规律。
例如，通过对长期监测数据的分析，可以发现瓦斯浓度的变化规律与采掘进度、通风系统运行状况之间的关系，从而为优化通风系统、预防瓦斯事故提供依据。
物联网中的位置精度优化研究
物联网中的位置精度优化研究一、引言随着物联网技术的发展，越来越多的设备通过互联网互相通信交互，完成智能化、自动化的控制和管理。
其中，物联网中的位置精度是很关键的一项参数，能够直接影响到定位和导航等领域的应用效果。
因此，如何优化物联网中的位置精度成为了一个热门研究课题。
二、物联网中位置精度的问题及影响因素物联网中的位置精度是指设备根据接收到的信号推算自身位置时的误差值大小。
目前，物联网中的位置精度存在以下几个主要问题：1.信号传输过程中的多径效应和噪声干扰等因素会导致信号失真，进而影响对位置的推算。
2.物联网中的设备种类繁多，不同设备对位置精度要求有所不同。
3.不同的场景环境和天气条件也会对位置精度产生影响。
为了优化物联网中的位置精度，需要对影响因素进行分析和处理。
三、优化物联网中的位置精度的方法为了提高物联网中的位置精度，可以采用以下一些方法：1.增加定位设备的数量：通过增加定位设备的数量，可以提高位置信息的精度。
2.使用更高灵敏度的信号接收器：现有的GPS接收器在信号处理方面存在局限性，采用更高灵敏度的接收器可以提高接收信号的质量和可靠性，从而提高位置精度。
3.采用更多的卫星：通过增加卫星数量，可以提高信号接收器的精度，从而提高定位的准确性。
4.使用更精细的定位算法：通过改进定位算法，可以减少噪声干扰对定位精度的影响，并提高定位精度。
5.优化设备的部署和布局：在设备部署和布局时，应该考虑到不同环境下对信号传输的影响，采用合理的设置方案。
四、已有研究和发展趋势目前，针对物联网中的位置精度优化，国内外专家学者已经展开了广泛的研究。
例如，在信号传输方面，已经研究出了一些有效的噪声抑制技术；在设备布局方面，已经提出了一些有效的方案，如采用均匀分布，避免设备之间的相互影响等。
未来，随着物联网技术的进一步发展，越来越多的设备将加入到连接网络中，物联网中的位置精度的优化仍将是一个重要课题。
我们可以预计，未来的研究方向将会更加注重针对不同场景下的定位精度优化，以及更高灵敏度、更强鲁棒性的设备设计和性能优化等方向。
基于物联网多源协同感知井下精准定位算法研究
基于物联网多源协同感知井下精准定位算法研究作者：王钰宁周绍军刘晓霞来源：《软件工程》2021年第01期摘要：针对单一感知技术对矿井井下人员或设备定位存在的不足，本文提出一种基于物联网多源协同感知的矿井井下精准定位算法。
首先对物联网井下感知定位系统框架进行设计;然后从多源多视角定位原理出发，提出基于物联网多源协同感知的矿井井下精准定位算法;最后将本文算法与参考文献算法进行实验和对比分析，得到各算法的定位置信概率与误差的比较曲线。
通过实验和对比分析可知，本文算法具有一定的实用性和先进性。
关键词：精准定位;井下;协同感知;多源;物联网中图分类号：TP76 文献标识码：A文章编号：2096-1472（2021）-01-35-04Abstract： This paper proposes a mine precise positioning algorithm based on multi-source collaborative sensing of the Internet of Things （IoT）， aiming to improve single sensing technology for locating personnel or equipment in underground mines. First， a framework of IoT mine sensing and a positioning system are designed. Then， a mine precise positioning algorithm based on the multi-source collaborative sensing of the IoT is proposed from the principle of multi-source and multi-view positioning. Finally， experiments and comparative analysis are carried out between the proposed algorithm and the reference algorithm， and the comparison curve of probability and error of each algorithm at a fixed position is obtained. The proposed algorithm proves to be practical and advanced.Keywords： precise positioning; mine; collaborative sensing; multi-source; Internet of Things1 引言（Introduction）矿井井下安全是矿井生产的生命线，而井下安全最为重要的部分就是井下作业人员的安全。
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感知矿山物联 网定位 系统精度的研究
潘 涛， 高兰德， 刘晓荣，２ 鲁小勇
（ １ ．兰州资源环境职业技术学院，甘 肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ２ １ ； ２ ．西北师范大学，甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ）
［ 内容提要］ 随着无线技 术的高速发展 ，Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ 无线射频识别 技术在感知矿 山物联 网中也得到越来越广泛 的 应 用 。本文在介 绍基 于 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ 感知矿 山物联 网的基础上 ，分析 了感知矿 山物联 网中定位 系统的定位精度缺 陷，提 出 了改进基于 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ无 线射频识别技术 的感知矿 山物联 网定位 系统精度 的方法 ，对矿 业生产具有一定 的意义 。 ［ 关键 词］ 感 知矿 山物联 网；Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ；定位 系统；精度 ［ 中图分类号］ Ｔ Ｐ ２ １ ２ ［ 文 献标 识码］ Ａ ［ 文章编 号］ １ ０ ０ ８ ． ７ ４ ２ ７（ ２ ０ １ ３ ）１ ０ ． ０ １ ５ ７ ． ０ ２
又 出现 在其他读卡器 的信 号辐射 范围之 内， 则可判 断出该人 员 的移 动轨 迹 ，如 图 ２所示 。
Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ（ Ｒａ ｄ ｉ ｏ Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｉ Ｄｅ ｎ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ） 即射频 识别技术 ， 是一 种 自动识别技术 。Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ 利用射频 方式进行非接触双 向 通信 ， 从而 实现 对物体的识别 并将 采集 到的相关信 息数据 通 过无 线技术远程进行传 输 。 又称 电子标签 识别 、 无线射 频识 别。和 目前广泛采 用的条型码技术相 比，Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ 通过 射频信 号使 用户可 以 自动 识别 目标对象 ， 无 需可 见光源 ， 读 写器在 定距 离范 围内可 以从任意 方 向实现 卡片 的操作 【 ２ ｌ 。Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ
基于 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ的感知矿 山物联 网井下 定位系 统极大地满足 了矿井人员 定位 的实时性需求 ， 对煤矿 的安全 生产 具有重要 的意义 。但是 由于井 下环 境 比较特殊、信号容易反射 ，并且 在巷道 的岔 口、 弯 曲巷道等处信 号的非视距传 播引起的误差 也是不 能忽 视的， 再加上定位算 法本 身以及 系统软硬件本身 有局 限等 因素，基于 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ 的定位 系统的精确性仍存在许多
原理
位入井作业 员工分发唯一 的与之对应 的射频 电子标签卡 （ 此 电子标 签含 有员工身份码信息 ） ， 并要求 员工必须随身佩带 ， 电子标签卡 随着员工 的移动不 断地 发射 电磁 波信 号 ， 而矿井 则根据 需要 在井下入 口、 巷 道、作业面的交叉道 口等需要监 控 的主 要位 置安装一定数量 的读卡器检 测站点 。 当矿井人员 进入井 下某 个通道时 ， 读 卡器监 测站点就会感应到矿井人员 安全 帽上的 电子标签 ，从中获取矿井人员的信息 。 之后读卡 器将 电子标 签 的标号 以及 自身 的读 卡器编 号通过数 据总线 发送至 地面上位机 ，上位机对信息进行 定位 、汇 总，然后参 照预 先绘制 的开 采面地 图 以及读 卡器安装 位置 图就 可 以确 定 该人 员所 处的位置 。 当员工离开读卡器信号所覆盖 的区域 时 ，员工携带 的电子标签信 号将 不再被读卡器检测到 ， 上位 机 也就 不再 收到 电子标签信 号， 此时说明此人员 已经离开该 区域只 是暂时还没有进入其他读 卡器基 于 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ技术 的矿井 物联 网系统的信号辐射范 围［ 。一段时间之后 ，如果该人 员
感知矿 山物联 网及井下定位系统 煤矿 企业 自身 的特 点决定 了工人经常 需要井下作业 。 然 而 由于煤 矿井下环境安全 生产要素 的特殊性和 复杂性 ， 井 下 作业 的危 险系数较大 ， 因此在煤矿井下 极端恶劣 的开采环 境 下， 准 确掌握井下作 业人员的位置信 息显 得很是重要 ， 尤 其 是 当煤矿 事故发生 时，第 一时间准确确定 受困人员的位置 ， 实施 及时Ｉ 哈当 的救援 ， 就成 了 目前煤矿 生产行业迫切 需要 解 决 的问题 。 所 以， 感 知矿 山物联 网及井 下定位系统也就应运
第３ ３卷
第１ ０期
湖 北 广 播 电视 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｕ Ｂｅ ｉ ＴＶ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｖ ｏ １ ． ３ ３ ， Ｎｏ ． １ ０ Ｏｃ ｔ ｏ ｂ ｅ ￣２ ０ １ ３ ．１ ５ ７ ～１ ５ ８
２ ０ １ ３年 １ ０月
一
、
而 生了。
作为物联 网应 用的一个重要领域 ，“ 感 知矿 山”是通 过 各种 感知 、 信息 传输 与处理技术 ，实现 对真实矿 山整 体及 相 关现象 的可视化 、数字化及智能化【 ” 。 目前 ，矿井定位 系统 的实现主 要采用 以下几种技 术： 基 于 ＷＩ Ｆ Ｉ 技术 的定位 系统 ， 基于 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ射频识别技 术的定位系统 ，Ｇ Ｉ Ｓ结合 的定位 系统 以及 ＭＥ Ｓ Ｈ技术 结合 的定位系统 。 其 中以 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ为核心 的煤 矿井 下人员定位系统 是现在的主流 。 二 、基 于 Ｒ Ｆ ｌ Ｄ 的感 知矿 山物联 无线 系统 ， 通常只有两个 基本器 件 组 成 ，一个 询 问器 （ 或 读卡 器 ）和 很 多应 答器 （ 或 标 签 ）ｔ ３ ］ ，如 图 １所示。
囱 …… 圈
图 ２ 基于 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ的 感知 矿 山物联 网 实时 定位 系统 原理 图
固１ Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ射 频识 别 系统 的基 本组 成 图
不足之处 。
在基 于 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ 的感知矿 山物 联网实时定位 系统中，为每