物联网与感知矿山专题讲座之一_物联网基本概念及典型应用
物联网时代建设全面感知矿山
3、物联网时代的全面感知矿山系统结构
通过我们到国外的考察，以及与德国贝克公司、 通过我们到国外的考察，以及与德国贝克公司、德国 鲁尔集团（RAG）和德国PSI公司的合作过程中，我们发现， 鲁尔集团（RAG）和德国PSI公司的合作过程中，我们发现， PSI公司的合作过程中 发达国家矿井之所以达到很高的自动化程度， 发达国家矿井之所以达到很高的自动化程度，根本原因是 现场采用了大量的传感器、可靠的控制元件， 现场采用了大量的传感器、可靠的控制元件，使控制系统 能够采集基础设备完备的状态信息以及现场工作人员的相 关信息， 关信息，能够对设备的运行状况以及人员相关信息进行全 方位检测，从而大幅提高了现场设备的可靠性， 方位检测，从而大幅提高了现场设备的可靠性，保障了人 员安全，增加了效率和效益。 员安全，增加了效率和效益。
1、公司在高瓦斯和煤与瓦斯突出的井工条件下成功建成的被中 央媒体誉为“中国第一对数字化矿井”的刘庄煤矿， 央媒体誉为“中国第一对数字化矿井”的刘庄煤矿，是我公司 建设全面感知矿山的初次实践
刘庄煤矿综合自动化控制系统的建设是公司进行全面感 知矿山建设的初次尝试，在很多方面取得了重大突破。 知矿山建设的初次尝试，在很多方面取得了重大突破。刘庄 煤矿自动化建设通过工业以太网、 现场总线、OPC以及其它 煤矿自动化建设通过工业以太网 、 现场总线 、 OPC 以及其它 开放性通讯技术的应用，在统一的监控平台上实现了对矿井 开放性通讯技术的应用， 供电、提升、通风、排水、运输、采煤工作面、选煤厂监控 供电、提升、 通风、 排水、 运输、采煤工作面、 人员定位、 环境监测、GIS系统等 24类60余个子系统的信 系统等24 、 人员定位 、 环境监测 、 GIS 系统等 24 类 60 余个子系统的信 息集成。 息集成。
2024年物联网技术及其应用课件
物联网技术及其应用课件一、引言物联网（InternetofThings，简称IoT）是指通过信息传感设备，将物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络。
物联网技术是新一代信息技术的重要组成部分，具有广泛的应用前景。
本课件旨在介绍物联网技术的基本概念、关键技术和应用领域，帮助读者了解物联网的发展现状和未来趋势。
二、物联网技术的基本概念1.物联网的定义：物联网是指通过信息传感设备，将物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络。
2.物联网的架构：物联网的架构可以分为三层，分别是感知层、网络层和应用层。
感知层负责采集物品的信息，网络层负责将信息传输到云端或其他设备，应用层负责对信息进行处理和应用。
3.物联网的关键技术：物联网的关键技术包括传感器技术、嵌入式计算技术、通信技术、云计算和大数据技术等。
三、物联网技术的关键技术1.传感器技术：传感器技术是物联网的基础，负责采集物品的信息。
传感器可以感知各种物理量，如温度、湿度、光照等，并将其转换为电信号输出。
2.嵌入式计算技术：嵌入式计算技术是指将计算机技术嵌入到物品中，使其具有计算和通信能力。
嵌入式系统通常由微处理器、存储器、输入输出接口和通信接口等组成。
3.通信技术：通信技术是物联网中信息传输的关键技术。
物联网中的通信技术包括无线通信技术和有线通信技术，其中无线通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
4.云计算和大数据技术：云计算和大数据技术是物联网数据处理和应用的关键技术。
云计算提供了强大的计算能力和存储能力，可以处理大量的数据。
大数据技术可以从海量数据中提取有价值的信息，为物联网应用提供支持。
四、物联网技术的应用领域1.智能家居：智能家居是指通过物联网技术，将家庭中的各种设备连接起来，实现智能化管理和控制。
例如，可以通过方式APP 控制家中的灯光、空调、电视等设备。
物联网技术及其典型应用ppt课件
带来新的安全和隐私问题
随着物联网的普及，需要更加重视网 络和信息安全，保护用户隐私。
THANKS
感谢观看
技术组成
包括农业传感器、无线通信技术、农业专家系统等。
应用场景
温室大棚、水产养殖等环境的智能化管理，为农业生产提供科学决 策支持。
医疗健康领域物联网解决方案
方案内容
通过物联网技术实现医疗资源的共享和优化配置，提高医疗服务 水平。
技术应用
涉及医疗传感器、远程医疗、移动医疗等技术领域。
实例分析
智能医疗手环、远程心电监测等物联网应用，为医疗健康领域带来 新的发展机遇。
03
CATALOGU通信协议
物联网设备间进行信息交换和通信所 遵循的规则和约定，如MQTT、CoAP 等。
标准化组织
常见的物联网通信标准
包括LoRaWAN、NB-IoT、Sigfox等， 它们各自具有不同的特点和适用场景。
制定和推广物联网通信协议和标准的 国际组织，如IEEE、ETSI、3GPP等。
物联网技术及其 典型应用ppt课 件
目录
• 物联网技术概述 • 感知层技术介绍 • 网络层技术介绍 • 应用层技术介绍 • 典型应用场景案例分析 • 物联网技术挑战与发展趋势
01
CATALOGUE
物联网技术概述
物联网定义与发展历程
物联网定义
物联网是通过射频识别、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，将任何物品与互联网相 连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、 监控和管理的一种网络。
采用无线电磁波进行数据 传输，具有灵活性和可扩 展性，适用于大规模传感 器网络。
采矿业中的物联网技术与应用
采矿业中的物联网技术与应用物联网（Internet of Things，简称IoT）作为一项新兴的技术，已经在各个领域得到广泛应用。
在采矿业中，物联网技术也开始发挥重要作用。
本文将探讨采矿业中的物联网技术及其应用。
一、物联网技术概述物联网技术是一种通过互联网将各种物理设备连接起来的技术。
它可以使物体之间互相通信、共享信息，实现智能化的互动。
物联网技术主要包括感知层、传输层和应用层。
感知层通过各种传感器收集环境信息；传输层将收集到的信息进行传输和处理；应用层将传输层的数据进行应用和管理。
二、物联网在采矿业中的应用1. 矿山智能监控物联网技术可以通过传感器实时监测矿山环境，包括气体、温度、湿度等参数。
同时，物联网可以对地质结构进行实时监测，及时预警地质灾害。
这些数据可以通过传输层传输到应用层，提供重要参考和决策依据。
2. 设备远程监控采矿业中的重要设备，如钻机、矿用车辆等，可以安装传感器和远程控制装置，实现远程监控和操作。
通过物联网技术，管理人员可以随时了解设备的运行状态，并进行远程操作和维修，提高设备的利用率和减少故障的发生。
3. 资源管理与调度物联网技术可以对矿产资源进行实时监测和管理，包括矿石的储存量、成分等信息。
通过建立智能化的调度系统，可以根据物联网传输的数据，进行合理的资源调度和生产安排，提高采矿效率和减少资源浪费。
4. 工艺流程优化利用物联网技术，可以对采矿工艺流程进行实时监控和优化。
通过感知层的传感器，可以实时获取各个工艺环节的数据参数，通过传输层传输到应用层并进行分析。
管理人员可以根据分析的结果，及时调整工艺参数，优化生产流程，提高生产效率和降低生产成本。
5. 安全管理采矿业存在一定程度的安全风险，如事故发生、自然灾害等。
物联网技术可以通过各种传感器实时监测矿井环境的变化，及时预警并采取措施。
同时，通过对采矿区域进行实时监控，可以有效防范非法侵入，保障安全生产。
三、物联网技术带来的优势与挑战采矿业中应用物联网技术可以带来诸多优势，如实现数字化管理、提高生产效率、降低成本等。
《感知物联网》课件
实时监测网络流量，发现异常行为和入侵尝试，及时报警并采取防御 措施。
终端安全与防护
终端加固
对物联网终端设备进行安全加固，包括操作系统、应用程序和网 络服务的安全配置和管理。
访问控制
实施严格的访问控制策略，限制对终端设备的非法访问和操作，保 护终端设备的安全和稳定运行。
升级与打补丁
及时对终端设备进行软件升级和打补丁，修复已知的安全漏洞和隐 患，提高设备安全性。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
05
感知物联网的未来展望
技术创新与突破
物联网感知技术的升级
随着传感器技术的不断进步，物联网的感知能力将得到进一步提升，实现更精准、实时的 数据采集。
云计算与边缘计算的融合
未来，云计算与边缘计算将进一步融合，为物联网数据处理和分析提供更高效、低延迟的 计算能力。
01
泛在化
随着技术的发展，物联网的应用 将越来越广泛，逐渐渗透到各个 领域。
智能化
02
03
融合化
随着人工智能技术的发展，物联 网将逐渐实现智能化管理和服务 。
随着物联网与其他技术的融合， 将形成新的应用模式和服务模式 。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
02
感知物联网技术
数据处理与分析技术
数据处理与分析技术概述
01
对海量数据进行高效处理和分析，挖掘数据价值，为
决策提供支持。
数据处理与分析技术方法
02 包括数据挖掘、机器学习、深度学习等技术，对数据
进行分类、聚类、预测等操作，提取有用信息。
物联网与感知矿山专题讲座之一_物联网基本概念及典型应用
第10期 2010年10月工矿自动化Industr y and M ine A utomationNo.10 Oct.2010专题讲座文章编号:1671-251X(2010)10-0104-05物联网与感知矿山专题讲座之一物联网基本概念及典型应用张申, 丁恩杰, 徐钊, 华钢(中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心,江苏徐州221008)摘要:介绍了物联网的发展、基本概念、体系结构、标准及典型应用,同时指出了目前物联网应用中存在的问题,提出在感知矿山物联网建设中不能照搬地面应用模式,以避免出现新的信息孤岛和子系统问题孤岛。
该文讨论的内容是理解将在本刊连续发表的 物联网与感知矿山!系列文章的基础。
关键词:物联网;感知矿山;体系结构;核心技术;标准体系;典型应用 中图分类号:TD655 文献标识码:APart ∀of Lecture of Internet of Things and Sensor M ineBasic Concept of Internet of T hings and Its Ty pical ApplicationZH ANG Shen, DING En jie, XU Zhao, H UA Gang(Internet o f Thing s (Sensor M ine)Research Center of CUM T.,Xuzhou 221008,China)Abstract :The paper introduced development,basic concept,hierarchy str ucture,standards and typical application abo ut Internet o f thing s and indicated main problems ex isting in applicatio n of Inter net of thing.Meanw hile,it proposed that the application mo del o f surface Internet of thing s could not be copied in construction o f Internet o f thing of sensor mine,so as to av oid pro blems of new info rmation island and subsystem island.The co ntent of the paper is fo r understanding series papers o f Inter net of T hings and Senso r M ine w hich w ill be contiuously published in journal Industr y and Mine Auto matio n.Key words :Inter net of thing s,sensor mine,hierarchy str ucture,key technolog y,standard hierarchy,ty pical application 收稿日期:2010-09-13作者简介:张申(1957-),男,江苏兴化人,教授,博士,现主要从事煤矿通信方面的研究工作。
学习物联网技术的基本概念和应用
学习物联网技术的基本概念和应用物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过互联网将日常用品、设备、传感器等与互联网相连接，并实现相互通信和数据交换的技术体系。
它是信息技术、通信技术和互联网技术的深度融合，能够实现人与物、物与物之间的智能互动和智能控制。
本文将介绍物联网技术的基本概念和应用。
一、物联网的基本概念物联网技术以“物”为中心，通过连接智能设备和传感器，将现实世界中的各种物体纳入互联网的范畴。
它利用无线传感器网络、智能终端设备和云计算等技术，实现物体之间的信息交换和协同工作。
物联网的基本概念包括以下几个方面：1.1 感知与识别物联网通过传感器感知和识别感兴趣的现实世界事物，如温度、湿度、光照等，为后续的数据处理与分析提供基础。
1.2 通信与连接物联网基于互联网技术，通过各种通信协议和网络连接技术，实现物体之间的通信与连接。
无线传感器网络、蓝牙、Wi-Fi、RFID等技术为物联网的通信与连接提供了多样化的方案。
1.3 数据处理与应用物联网通过采集和处理传感器获取的数据，并应用于各个领域，如工业生产、智能家居、健康医疗等。
数据处理包括数据存储、数据分析、数据挖掘等技术，用于提取有价值的信息和知识。
1.4 安全与隐私物联网涉及大量的个人和机密信息，对安全和隐私保护提出了更高要求。
物联网技术需要确保数据的保密性、完整性和可用性，采取相应的加密、认证和访问控制机制。
二、物联网的应用物联网技术在各个领域都有广泛的应用，为人们提供了更加便捷和智能的生活方式。
以下列举了一些典型的应用场景：2.1 智能家居物联网技术使得家居设备能够相互联动，实现自动化控制。
通过智能手机APP或语音助手，可以随时随地远程操控家中的灯光、空调、电视等设备，实现智能化的居住体验。
2.2 智慧城市物联网技术可以实现城市基础设施的智能化管理和优化。
例如，智能交通系统可以通过传感器感知和控制车流量，实现交通拥堵的预测和调度；智能环境监测可以实时监测空气质量、噪声等环境指标，提供更好的城市居住环境。
物联网概论：学习物联网的基本概念和应用
物联网概论：学习物联网的基本概念和应用物联网（Internet of Things, IoT）是指通过互联网技术将各种物理设备相互连接，并能实时获取、交换和处理数据的网络系统。
在物联网中，传感器、数据收集设备和云计算等技术被广泛应用，使得各种设备能够互相通信和互相协作，为人们的生活和工作带来了诸多便利。
本文将介绍物联网的基本概念和应用，并分为以下几个部分：一、物联网的基本概念1. 物联网的定义：物联网是指通过互联网技术将各种物理设备连接起来，实现设备之间的信息交互和数据共享。
2. 物联网的核心技术：物联网依赖于一系列技术的支持，包括传感器技术、无线通信技术、云计算技术、大数据分析技术等。
3. 物联网的特点：物联网具有智能化、实时性、自主性、连通性等特点，能够实现设备的远程监控、智能控制和自动化管理。
二、物联网的应用领域1. 工业领域：物联网在工业生产中的应用称为工业物联网（Industrial IoT, IIoT），通过实时监测和远程控制设备，实现生产流程的智能化和自动化。
2. 农业领域：物联网可以应用于农业生产中，通过传感器监测土壤湿度、气温等指标，实现精准浇灌和智能化管理，提高农作物产量和品质。
3. 城市管理：物联网可以应用于城市管理中，通过监测设备和传感器，实现对交通、环境、能源等资源的智能监测和管理。
4. 医疗保健：物联网在医疗保健领域的应用称为医疗物联网（Medical IoT, MIoT），通过传感器监测患者的生命体征，实现远程诊断和健康管理。
5. 智能家居：物联网可以应用于智能家居中，通过连接各种家居设备，实现智能控制和远程监控，提高居民生活的便利性和舒适性。
三、物联网的发展趋势1. 人工智能与物联网的结合：人工智能技术的发展为物联网提供了更多的应用场景，通过将人工智能算法应用于物联网数据分析，可以实现更智能化的决策和控制。
2. 5G技术的应用：5G技术的广泛应用将极大提高物联网的通信速度和稳定性，进一步推动物联网技术的发展和应用。
物联网在矿山的应用
物联网在矿山的应用在当今的科技时代，物联网技术正以前所未有的速度渗透到各个行业，矿山领域也不例外。
物联网技术的应用为矿山行业带来了显著的变革，不仅提高了生产效率和安全性，还优化了资源管理和环境保护。
矿山生产是一个复杂且危险的过程，涉及到众多环节和设备。
过去，矿山运营主要依赖人工监测和管理，这种方式效率低下且容易出现误差和安全隐患。
而物联网技术的引入，实现了设备和环境的实时监测与智能化控制。
首先，物联网技术在矿山设备管理方面发挥着重要作用。
通过在各类设备上安装传感器，如采掘设备、运输设备、通风设备等，可以实时收集设备的运行状态、工作参数和故障信息。
这些数据被传输到中央控制系统，管理人员能够及时了解设备的运行情况，提前发现潜在故障，进行预防性维护。
这不仅减少了设备停机时间，提高了设备的利用率，还降低了维修成本。
例如，某矿山企业通过物联网技术对大型采掘设备进行监测，提前发现了设备关键部件的磨损问题，及时进行了更换，避免了因设备故障导致的长时间停产。
其次，物联网在矿山安全管理方面的应用至关重要。
在矿山环境中，瓦斯泄漏、塌方、透水等事故时有发生，对工人的生命安全构成严重威胁。
利用物联网技术，可以构建一个全面的安全监测系统。
在矿井内部署瓦斯传感器、压力传感器、水位传感器等，实时监测各种危险因素。
一旦监测到异常情况，系统会立即发出警报，并自动采取相应的应急措施，如停止作业、启动通风设备、关闭危险区域等。
同时，为矿工配备具有定位功能的设备，能够实时掌握矿工的位置信息，在发生紧急情况时可以迅速组织救援，提高救援效率，最大程度保障矿工的生命安全。
再者，物联网技术有助于优化矿山的资源管理。
通过在矿山开采区域安装地质传感器和测量设备，可以精确获取矿石的分布、品位等信息。
这些数据为开采方案的制定提供了科学依据，有助于提高矿石的回采率，减少资源浪费。
同时，对矿石运输和存储过程的实时监测，可以确保资源的合理调配和有效利用。
此外，物联网技术在矿山环境监测和保护方面也具有重要意义。
物联网技术在智慧矿山中的创新应用
物联网技术在智慧矿山中的创新应用随着信息技术的不断发展，物联网技术作为其中的重要组成部分，正逐渐渗透到各行各业中，为传统行业带来了全新的发展机遇。
在矿山行业，物联网技术的应用也日益广泛，为矿山的生产管理和安全生产提供了更加智能化、高效化的解决方案。
本文将探讨物联网技术在智慧矿山中的创新应用，以及对矿山行业发展的积极影响。
一、智慧矿山的概念及特点智慧矿山是指利用先进的信息技术，如物联网、大数据、人工智能等，对矿山生产过程进行全面感知、智能分析和智能决策，实现矿山生产的智能化、自动化管理。
智慧矿山具有以下几个特点：1. 数据化：智慧矿山通过各类传感器和设备采集大量数据，实现对矿山生产环节的全面监测和数据化管理。
2. 智能化：通过人工智能技术，对采集的数据进行智能分析和处理，实现对矿山生产过程的智能监控和决策。
3. 自动化：智慧矿山借助自动化设备和系统，实现矿山生产过程的自动化操作和控制，提高生产效率和安全性。
4. 互联网化：智慧矿山通过互联网技术实现设备之间、设备与人员之间的信息互通和协同，实现矿山生产的信息化管理。
二、物联网技术在智慧矿山中的应用1. 智能传感器应用智慧矿山中广泛应用各类智能传感器，如温湿度传感器、气体传感器、振动传感器等，用于监测矿山生产环境的各项参数。
这些传感器可以实时采集数据，并通过物联网技术将数据传输至监控中心，为生产管理人员提供准确的环境数据，帮助他们及时做出决策，保障生产安全。
2. 无线通信技术应用物联网技术中的无线通信技术在智慧矿山中得到广泛应用，如Wi-Fi、蓝牙、NB-IoT等。
这些无线通信技术可以实现设备之间的互联互通，实现设备之间的数据传输和信息共享，提高生产效率和管理水平。
3. 大数据分析应用智慧矿山通过物联网技术采集的海量数据需要进行有效的分析和处理，以发现数据之间的关联性和规律性。
大数据分析技术可以帮助矿山企业从数据中挖掘有用信息，为生产决策提供科学依据，优化生产流程，提高生产效率。
什么是物联网介绍物联网的概念和应用案例
什么是物联网介绍物联网的概念和应用案例物联网（Internet of Things，简称IoT）是指各种不同类型的物理设备、传感器和其他物体通过互联网相互连接和通信的网络系统。
在物联网中，这些设备可以收集、传输和交换数据，实现智能化的互动和控制。
物联网的发展已经深刻影响了人们的生活和工作方式，并且有广泛的应用案例。
物联网的概念首次出现于1999年，由麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）的Kevin Ashton提出。
他将物联网描述为“万物互联”的概念，意味着通过互联网连接的物体可以相互通信，共享信息和实现自动化的操作。
物联网的核心基础是传感器技术、无线通信技术和云计算技术的结合，使得物体能够实时、准确地感知和响应外部环境。
物联网的应用案例丰富多样。
以下是几个典型的物联网应用案例：1. 智能家居：通过连接各种家居设备和传感器，实现智能化的家居控制和管理。
例如，智能插座可以通过手机APP远程控制电器的开关，智能门锁可以通过面部识别或指纹识别实现安全出入。
2. 智慧城市：利用物联网技术来实现城市基础设施的智能化管理和服务优化。
例如，智能交通系统可以通过路况传感器和实时数据分析，提供交通拥堵状况和导航建议；智能垃圾桶可以通过传感器自动感知垃圾满溢程度，提醒清洁工进行及时清理。
3. 工业自动化：物联网在工业领域的应用越来越广泛，被称为“工业物联网”（Industrial Internet of Things，简称IIoT）。
通过连接设备、机器和工厂系统，实现生产和制造过程的精细化、智能化管理。
例如，在智能工厂中，各种传感器和机器可以相互通信，实时监测生产状态，进行远程控制和故障排除。
4. 农业智能化：物联网技术为农业生产带来了新的机遇。
通过连接土壤传感器、气象站和灌溉系统，实现农作物的精准浇水和施肥，提高农业生产效率和资源利用率。
同时，物联网还可以监测农作物的生长环境和病虫害情况，帮助农民及时采取措施。
《物联网传感器技术与应用》第1章物联网与传感器概述
转换 元件
它是直接感受被测量，并输出 与被测量构成有确定关系、更易 于转换的某一物理量的元件。
被测量 敏感元件
转换元件
电量 测量电路
将敏感元 件感受或响应 的被测量转换 成适于传输或 测量的电信号
把转换元 件输出的电信 号变换为便于 处理、显示、 记录、控制和 传输的可用电 信号
电源
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物联网传感器技术与应用
1.3.3传感器微型化、多功能、集成化的发展趋势
1.传感器微型化 例如，敏感元件的尺寸为微米级。
2.传感器多功能 例如，将检测Na、K、H的敏感元件集成在2.5×0.5mm芯片
上，用导管送到心脏内，可检测血液中钠、钾、氢离子的浓度。 3.传感器集成化
例如，传感器与集成电路（IC）的集成制造技术。
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物联网传感器技术与应用
中华人民共和国国家标准GB/T 7665-2005对传感器的定义是： 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器 件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 （1）传感器的作用：体现在测量上。获取被测量，是应用传感 器的目的。 （2）传感器的工作机理：体现在敏感元件上。敏感元件能感受 或响应被测量，是传感器技术的核心。 （3）传感器的输出信号形式：体现在电信号上。输出信号需要 解决非电量向电信号转换，微弱电信号向可用电信号转换的问题。
2002年，美国国家重点实验室橡树岭实验室提出“网络就 是传感器”。2009年，我国开始倡导物联网，无线传感器网络成 为物联网感知的最主要技术。
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物联网传感器技术与应用
1.4.4物联网中的无线传感器网络
举例1：军事通信 无线传感器网络具有密集型、随机分布等特点，非常适合
物联网在矿山的应用
物联网在矿山的应用0 引言徐州铁矿集团吴庄铁矿是江苏省首家物联网试点单位。
“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。
其定义是：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相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。
1 感知矿山基本概念与特征“感知矿山”通过全面感知，对井下人员（人员定位、无线通讯）、设备（综合自动化）、环境（安全监控）等全面感知，并通过网络实现全面覆盖，同时还具有直观形象的应用，通过3dgis矿区全息展示，来全面感知矿山。
矿山物联网是指构成矿山中人与人、人与物和物与物互联的网络。
具体来说是包括矿工、矿井设备以及矿井环境等信息在内的可感知互联网络。
自动化矿井、信息化矿山、智能矿山、数字矿山、矿山综合自动化、矿山管控一体化等都是矿山信息化的概念，而矿山物联网提出“感知矿山”，是对矿山信息化所有概念提法的综合与升华。
2 感知矿山的系统结构感知矿山的系统主要由硬件系统和软件系统组成，硬件系统是物联系统的躯干，是支撑系统运行的基础，完成数据采集、传输、存储和显示等功能；软件系统是物联系统的中枢神经，完成数据的综合集成、控制、处理、决策参考以及辅助的人员定位、三维gis、设备控制、生产报表等功能。
1）数据采集设备层数据采集设备层主要用于采集各类物理量、标识、音频、视频数据。
该层设备主要包括各种形式的传感器、语音、视频设备。
2）网络层实现更加广泛的互联功能，能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送。
3）应用层应用层利用综合视频显示平台、调度电话、广播系统等实现对各类数据的综合显示、存储和处理；3 感知矿山硬件建设1）工业以太环网为提高矿山生产能力和安全生产管理水平，多数矿山已安装或即将建设多种自动化系统，如：提升自动化系统、排水自动化系统、皮带运输自动化系统、通风自动化系统、供电自动化系统、工业电视系统等。
《物联网：感知、传输与应用》教学课件—01物联网基本概念
01 物联网起源
传感器网络
虚拟无线传感器网络
虚拟化无线传感器网络（Virtual Sensor Network，VSN）根据用户的不同需求创建VSN，多个VSN共享相同的 物理资源，使得底层的物理传感器网络资源能够被多个用户共同使用，从而提高资源利用率。
虚拟化WSN改变了原有的服务模式，将传统的WSN网络服务提供者解耦为基础设施提供者和网络服务提供者， 提出设施提供者负责创建、管理和维护底层物理传感网资源，而服务提供者根据用户的不同需求创建VSN，从而为 用户提供相应的服务。
物联网、传感网、泛在网之间的关系
02 物联网内涵
信息物理系统
➢ 物理信息系统概念
信息物理系统(CPS, Cyber Physical Systems)是在环境感知的基础上，深度融 合计算、通信和控制能力的可控、可信、可扩展的网络化物理设备系统，它通 过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环实现深度融合和实时交互来增加或 扩展新的功能，以安全、可靠、高效和实时的方式检测或者控制一个物理实体。
软件定义无线传感器网络
软件定义无线传感器网络（Software-defined Wireless Sensor Networks，SDWSN）是软件定义网络和无线传感器 网络的融合，是指运用了软件定义技术进行感知、路由、测量等任务的新型无线传感器网络。
01 物联网起源
无线射频识别发展
1940-1950年
其最初的含义是指把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。
物联网概念
03
物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行
信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。
物联网讲座报告
物联网讲座报告一、引言物联网（Internet of Things，简称IoT）是一种通过互联网连接和交互的物理设备网络。
随着科技的不断发展和进步，物联网已经成为一个热门领域。
物联网的出现对我们的日常生活和工作产生了巨大的影响。
本次物联网讲座旨在介绍物联网的基本概念、应用场景以及未来发展前景。
二、物联网的基本概念物联网是指通过互联网将物理设备连接起来，实现对这些设备的远程监测、控制和数据交互。
物联网的核心技术包括传感器技术、通信技术和云计算技术。
2.1 传感器技术传感器是物联网的重要组成部分，它可以将物理量转化为电信号，并将这些信号传输到云端。
常见的传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
通过传感器，物联网可以实时感知环境的变化。
2.2 通信技术物联网中的设备需要能够互相通信，传输数据。
常用的物联网通信技术包括无线技术（如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等）和有线技术（如以太网）。
通信技术的发展使得物联网设备之间的数据传输更加便捷和可靠。
2.3 云计算技术物联网中海量的数据需要进行存储和处理，传统的存储和计算能力已经不足以应对物联网的需求。
云计算技术能够提供强大的存储和计算能力，使得物联网设备可以通过云端实现数据的存储、处理和分析。
三、物联网的应用场景物联网的应用场景非常广泛，涵盖了各个行业和领域。
以下是几个典型的物联网应用场景的介绍。
3.1 智能家居智能家居是物联网应用的热门领域之一。
通过将家庭中的各种设备连接到互联网，实现家庭设备的远程监测和控制。
例如，可以通过智能手机控制家庭的照明、温度、安防系统等。
3.2 智能城市物联网可以将城市中的各种设施和设备连接起来，实现城市的智能化管理。
例如，智能交通系统可以通过传感器感知交通状况，并通过云端的智能算法对交通流量进行优化调度，提高城市交通的效率和安全性。
3.3 工业物联网工业物联网可以实现设备的智能化监测和维护。
通过将工业设备连接到互联网，监测设备的工作状态和运行数据，实现设备的智能远程控制和维修。
矿山开采的物联网技术
例
某大型矿山的物联网技术实践
实现自动化监测
通过物联网技术，该大型矿山实现了对矿体 、设备、环境等关键参数的实时监测，有效 预防了安全事故的发生。
提高生产效率
通过物联网技术，该大型矿山实现了对采矿、选矿 、运输等环节的智能化管理，提高了生产效率。
降低运营成本
通过物联网技术，该大型矿山实现了对设备 维护、能源消耗等成本的精细化管理，降低 了运营成本。
优化调度
通过物联网技术，可以实时获取 矿山资源分布、矿床厚度、矿石 品位等信息，优化采矿计划和调 度，提高开采效率。
自动化控制
物联网技术可以实现矿山开采设 备的自动化控制，减少人工干预 ，降低操作误差，提高生产效率 。
提升安全保障
实时监测
物联网技术可以对矿山环境进行 实时监测，包括空气质量、温湿 度、噪音等，及时发现并预警安
物联网技术在矿山开采中的应用前景
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提高生产效率
通过物联网技术对矿山设 备和人员进行实时监控和 调度，可以提高生产效率 ，降低能耗和资源浪费。
保障安全
物联网技术可以实时监测 矿山环境和设备状态，及 时发现安全隐患，减少事 故发生。
促进智能化发展
物联网技术是矿山智能化 发展的重要支撑，能够推 动矿山产业的升级和转型 。
国际先进矿山的物联网技术应用
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实现全面数字化
国际先进矿山已经全面应用物联网技术，实现了 从采矿、选矿、运输到安全监管、设备维护等环 节的数字化管理。
提高决策效率
国际先进矿山通过物联网技术实时采集和分析数 据，为决策者提供了更加科学和准确的决策依据 ，提高了决策效率。
促进可持续发展
国际先进矿山应用物联网技术，实现了对资源的 高效利用和环境的保护，促进了可持续发展。
物联网应用
物联网应用——感知矿山为解决煤矿井下各监控系统各自为政，信息孤岛的问题，煤矿安全生产综合监控系统利用先进的网络技术、通信技术、计算机技术、视频技术，将煤矿安全生产信息的处理与煤矿生产过程中自动化过程的控制结合起来，以现有设备为基础，将数据集成技术应用于到各种控制系统和安监系统，通过综合平台层，实现皮带运输、工作面、排水系统、供电系统、通风系统、安全监控系统、地面生产系统等监控、信、集、闭系统的统一，集中监控，形成一个完整的“管控一体化”综合应用系统。
中国是世界上的煤炭生产大国，但频发的安全事故让提高安全、准确预警、减灾消灾等工作已经成为急需解决的工作。
如何加强煤矿生产安全管理，加速煤矿行业信息化建设，在矿难事故发生之前作出准确及时的预警提示与技术防范，已经越来越引起社会的重视与关注。
煤矿安全生产关系到人民群众的生命和财产安全，各级政府一贯重视煤矿安全生产问题，并采取一系列措施不断加强安全生产工作。
由于煤炭生产系统复杂，工作场所黑暗狭窄，人员集中，采掘工作面随时移动，地质条件的变化会使移动的采掘工作面不断出现新情况和新问题，如不及时采取相应的有效措施，可能会导致重大灾害事故，这就给安全工作带来了困难。
如何加强煤矿安全生产管理模式，实现管理的现代化、信息化成为煤矿企业关心的问题。
基于矿区信息化和智能化的“感知矿山”就是物联网技术成功应用在煤炭行业很好的例证。
“感知矿山”通过全面感知，对矿区的人(人员定位、无线通信)、设备(综合自动化)、环境(安全监控、矿压监控等)全面感知，并通过高速网络实现全面覆盖，同时还具有直观形象的应用，通过3D GIS矿区全息展示，来全面感知矿山。
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。
其目标是将矿山地理、地质、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，构成矿山人与人、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。
浅谈物联网技术在矿山中的应用
浅谈物联网技术在矿山中的应用物联网技术在矿山中的应用自从物联网技术的兴起以来，它在各个领域中的广泛应用已经变得不可忽视。
其中，矿山行业也不例外。
物联网技术在矿山中的应用不仅可以提高运营效率，改善工作环境，还可以提供更多的安全保障。
本文将浅谈物联网技术在矿山中的应用。
一、智能传感器在矿山中的应用智能传感器是物联网技术的基础。
它可以通过收集和传输数据，帮助监测和管理矿山中的各种设备和环境。
比如，智能传感器可以监测矿山中的温度、湿度、气体浓度等参数，及时发现异常情况并触发警报。
通过实时监测，可以减少事故的发生，提高工作人员的安全。
二、远程监控系统的建立物联网技术可以实现对矿山设备的远程监控。
通过远程监控系统，可以实时了解矿山设备的状态和工作情况，及时进行故障排查和维修。
同时，远程监控系统还可以对设备进行远程控制，提高矿山设备的效率和生产力。
三、智能矿山安全系统的应用矿山是一个高风险的工作环境，安全问题一直备受关注。
物联网技术可以应用于智能矿山安全系统中，提供更多的安全保障。
比如，可以通过物联网技术实现对矿工的身份识别和定位，确保只有经过授权的人员才能进入危险区域。
同时，可以通过智能传感器监测矿工的生理指标，如心率、呼吸等，及时发现矿工的身体异常情况，并做出相应的处理。
四、智能矿山设备管理物联网技术可以应用于智能矿山设备管理中，提高设备的运营效率和管理水平。
通过传感器的数据收集和分析，可以提前发现设备的故障，并进行维护和修复，避免设备停机造成的生产损失。
同时，可以建立设备的运行记录和维修档案，为设备的管理和决策提供依据。
五、矿山环境监测系统的建立物联网技术可以实现对矿山环境的实时监测。
通过传感器的布置，可以监测矿山中的噪音、空气质量、水质等环境参数，及时发现环境问题并采取相应的措施。
同时，可以通过传感器和网络的连接，将监测数据实时传输至中控室，方便工作人员进行监测和分析。
综上所述，物联网技术的应用在矿山行业中具有重要的意义。
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第10期 2010年10月工矿自动化Industr y and M ine A utomationNo.10 Oct.2010专题讲座文章编号:1671-251X(2010)10-0104-05物联网与感知矿山专题讲座之一物联网基本概念及典型应用张申, 丁恩杰, 徐钊, 华钢(中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心,江苏徐州221008)摘要:介绍了物联网的发展、基本概念、体系结构、标准及典型应用,同时指出了目前物联网应用中存在的问题,提出在感知矿山物联网建设中不能照搬地面应用模式,以避免出现新的信息孤岛和子系统问题孤岛。
该文讨论的内容是理解将在本刊连续发表的 物联网与感知矿山!系列文章的基础。
关键词:物联网;感知矿山;体系结构;核心技术;标准体系;典型应用 中图分类号:TD655 文献标识码:APart ∀of Lecture of Internet of Things and Sensor M ineBasic Concept of Internet of T hings and Its Ty pical ApplicationZH ANG Shen, DING En jie, XU Zhao, H UA Gang(Internet o f Thing s (Sensor M ine)Research Center of CUM T.,Xuzhou 221008,China)Abstract :The paper introduced development,basic concept,hierarchy str ucture,standards and typical application abo ut Internet o f thing s and indicated main problems ex isting in applicatio n of Inter net of thing.Meanw hile,it proposed that the application mo del o f surface Internet of thing s could not be copied in construction o f Internet o f thing of sensor mine,so as to av oid pro blems of new info rmation island and subsystem island.The co ntent of the paper is fo r understanding series papers o f Inter net of T hings and Senso r M ine w hich w ill be contiuously published in journal Industr y and Mine Auto matio n.Key words :Inter net of thing s,sensor mine,hierarchy str ucture,key technolog y,standard hierarchy,ty pical application 收稿日期:2010-09-13作者简介:张申(1957-),男,江苏兴化人,教授,博士,现主要从事煤矿通信方面的研究工作。
0 引言2009年8月7日,温家宝总理在无锡视察时指出,要在激烈的竞争中在无锡迅速建立中国传感信息中心,或者叫做感知中国中心。
2009年11月3日,温家宝总理在#让科技引领中国可持续发展∃讲话中,将物联网定位于国家战略性新兴产业之一。
2010年3月5日,温家宝总理在作#政府工作报告∃时指出,要 加快物联网的研发应用!,抢占经济科技制高点,这标志着物联网已正式进入我国国家战略层面。
2010年6月5日,胡锦涛总书记在两院院士大会上讲话中指出,当前要 加快发展物联网技术!,争取尽快取得突破性进展。
2010年6月29日在中国物联网大会上,中国物联网专家委员会主任委员邬贺铨院士表示,物联网是互联网应用拓展重点,物联网是泛在网的起点,物联网是信息化与工业化融合的切入点,物联网应用推广中突破行业进入壁垒是难点,物联网是低碳经济的支撑点,是战略性新兴产业的增长点,是民生服务的新亮点,是国际竞争的新热点[1]。
1 物联网是互联网发展的必然趋势互联网的发展过程[2]:互联网从一个简单的联系平台演变成一个浏览平台,再演变成交互平台,进一步演变成为工作平台。
在该过程中,互联网从传输普通数据发展到传输语音和视频,从有线接入发展到随处可用的无线接入,从研究性网络发展成商业性网络,从一个本质上不可靠的网络发展成可用于实时监测监控的网络,从一个单一传输功能的网络发展成具有计算功能的网络,从固定的专用计算发展成移动性的普适计算,从一个纯物理网络发展成了一个Cyber空间,从仅提供信息查询服务发展成为提供各种服务。
而这种提供各种服务的网络空间正呈现出与人类的实际生活空间水乳交融的发展趋势。
这种发展趋势就是物联网,就是智慧地球。
关于这一点,比尔%盖茨1995年在他撰写的新书#未来之路∃中就提出了这种物联网的概念,它写道:当袖珍个人计算机普及之后,困扰着机场终端、剧院以及其它需要排队出示身份证或票据等地方的瓶颈路段就可以被废除了。
比如,当你走进机场大门时,你的袖珍个人计算机与机场的计算机相联,就会证实你已经买了机票。
开门时你也无需用钥匙或磁卡,你的袖珍个人计算机会向控制锁的计算机证实你的身份。
!2010年上海世博会上就实现了比尔%盖茨所说的物联网应用。
因此,物联网是互联网逐步发展的必然结果,是互联网深入人类生活与生产空间的必然结果。
而著名的迈特卡夫(Metcalfe)定律也早预测了这种网络的扩张应用。
迈特卡夫定律认为,网络的价值是随用户数的平方而增加的,每一个新的用户将给接入这个网络上的其他用户带来附加价值,它反映了影响市场的社会需求因素,体现为信息网络的扩张效应。
互联网的发展正在往下延伸,使用更为泛在化的传感单元和网络,实现更全面的互联互通,提供普适性的数据分析与服务,更深入的服务智能化,这正是信息网络的扩张效应。
显然,物联网不是要推翻互联网另搞一套,而是互联网应用的延伸和扩张。
正如邬贺铨院士所说:物联网是互联网应用拓展重点。
明白这一点对于理解后面要谈到的感知矿山物联网!与矿山综合自动化!之间的关系是非常重要的。
2 物联网的定义及其特点然而,到底什么是物联网,可能大多数人的理解是含糊和有偏颇的。
人们经常会看到物联网又称作传感网!、物联网就是RFID的应用!等论断。
其实这些说法都带有片面性。
1998年,M IT Auto-ID中心的ASH TON K 首次提出物联网(Internet of Thing s)概念,他指出将RFID或其它传感器加到日常物体上将产生物联网,为机器感知的新时代打下基础。
![2]2004年,日本总务省提出u-Japan构想,希望在2010年将日本建设成一个Anytime、Anyw her e、A ny thing、Anyone!都可以上网的环境。
2005年11月,国际电联IT U在突尼斯举行的信息社会世界峰会上发布了物联网的一个报告。
报告称:信息技术和通信技术(ICT)的世界加入了新的维度:过去由任何人(Anyone)之间在任何时间(Anytime)任何地点(Any place)的信息交换,现在加入了任何物体(Any thing)[3]。
物联网是利用无所不在的网络技术整合起传感技术和射频技术而建立起来的物品之间的互联网,世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。
!2008年11月,IBM提出智慧的地球!概念,即互联网+物联网=智慧地球!,以此作为经济振兴战略。
如果在基础建设的执行中植入智慧!的理念,不仅仅能够在短期内有力的刺激经济、促进就业,而且能够在短时间内为中国打造一个成熟的智慧基础设施平台。
这些都是对物联网发展比较有影响的一些定义。
还有一些学者从不同角度提出了他们对物联网的理解。
例如李德仁院士提出,在物联网!时代要完成从4A!到4R!的转变,即从Anybody、Anytime、Anyplace、Anything!转变为Rightbody、Rig httime、Rig htplace、Rig htthing!。
姚建铨院士认为,物联网就是凡是有传感器和传感技术而感知物体的特性来按照固定的协议实现任何时候物与物之间、人和物之间、人与人之间互联互通,实现智能化识别定位跟踪管理的网络。
!2010年国家政府工作报告附录中对物联网的定义:物联网是指通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪监控和管理的一种网络,它是在互联网基础上的延伸和扩展的网络。
据说网络上能查到的有关物联网的概念或定义有70余种,并且还在不断增加,这在科技发展史上是前所未有的。
这反映了物联网的特点,即4A: Anybody:物联网的发展将会涉及到每个人,大家从自己的角度与专业来理解物联网,就形成了百花齐放的局面;Anytime:在不同时刻,人们对物联网的需求与理解也是不同的,并且随着理解的逐步深入,内涵会不断得到补充和完善;Anyplace:这实际就包含了Anyapplicatio n,不%105%2010年第10期张申等:物联网与感知矿山专题讲座之一 物联网基本概念及典型应用同的应用领域对物联网有不同的需求,感知与应用平台也会不尽相同;Any thing:对任一物体进行监测与控制,这就带来了针对不同对象实现不同传感与执行不同动作的问题。
正是由于物联网有这样泛在的应用,因此,几句话的概念或定义很难将其全部概括。
根据物联网的实质及其行业应用,完全可以定义自己应用范围内的物联网。
4A 当然就包括了物联网在矿山的应用,称之为 感知矿山!。
以后将给出 感知矿山物联网!的概念。
矿山物联网有其特殊的地方,不能套用现在地面物联网的发展模式,后续文章将对 感知矿山物联网!与地面物联网应用的异同进行详细的分析。
3 物联网的体系架构尽管物联网有许多定义,但其3层(感知层、网络层、应用层)体系架构却是公认的,如图1所示[4]。
也有一些研究机构将其扩展成更多层的架构,例如IBM 将其细化成了8层结构。
图1 物联网3层体系架构感知层是物联网发展和应用的基础,实现的是对真实世界中物体的感知与监控。
RFID 技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术(如WSN 、WiFi 、蓝牙、红外)、通用分组无线业务GPRS 技术等是感知层涉及的主要技术。
当需要定位应用时,GPS 和GIS 也将成为感知层的核心技术。