基于物聯(lián)網的礦山安全生產監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現.pdf

1、伴隨著采礦工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，受生產環(huán)境、技術裝備、管理水平等諸多因素的限制，各種安全問題及事故不斷涌現出來。提升礦山安全生產技術水平是保障礦企健康發(fā)展的有效手段。方興未艾的物聯(lián)網為采礦技術的信息化、生產安全化提供了新的契機。
　　本課題是在物聯(lián)網蓬勃發(fā)展的背景下，依據礦山安全六大系統(tǒng)的相關要求，針對礦山安全生產的需求和礦山開采生產現狀，通過將物聯(lián)網應用在礦山安全生產領域中，對需要監(jiān)控的對象安裝各種傳感器，并利用監(jiān)測技術，將監(jiān)控對象信

2、息（如地下環(huán)境信息、人員行蹤信息及設備狀態(tài)信息）及時的通過有線或無線網絡發(fā)送到地面監(jiān)控中心，從而可以有效監(jiān)測礦區(qū)的實際生產環(huán)境、設備運行狀態(tài)，定位人員行蹤，并根據現場狀態(tài)采取相應控制措施，預警作業(yè)人員的不安全行為，提高礦山安全生產中的監(jiān)控管理和事故預防水平。
　　本文分析了國內外礦山安全生產系統(tǒng)的現狀和不足，對系統(tǒng)相關技術如傳感技術、短距離無線傳輸技術、人員定位技術進行了深入研究。通過對遼寧金鳳黃金礦業(yè)的現場調研，參照六大系統(tǒng)建設

3、的相關規(guī)定，明確了監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)和人員定位系統(tǒng)的功能需求。
　　針對金風黃金礦業(yè)的實際情況，本文參考物聯(lián)網框架及技術特點，設計并實現了基于物聯(lián)網礦山安全生產系統(tǒng)，主要工作有:設計系統(tǒng)總體方案及網絡拓撲結構;設計并實現監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中的前端節(jié)點，主要包括信息匯聚器和溫/濕度無線傳感節(jié)點;設計并實現人員定位系統(tǒng)中的定位節(jié)點;設計系統(tǒng)通信協(xié)議。
　　系統(tǒng)通信平臺采用無線結合有線方式:無線傳感節(jié)點、人員定位節(jié)點與信息匯聚器之間通過無線方

4、式進行傳輸，無需布線，安裝、移動方便;主干傳輸網采用傳輸容量大、速率快、可靠性高的有線網絡。設計的信息匯聚器功能強大，既能以無線方式收發(fā)傳感節(jié)點、人員定位節(jié)點的信息，還能以有線方式上傳或下發(fā)數據，處理執(zhí)行來自地面監(jiān)控中心的控制命令。根據井下巷道走向及實際工作環(huán)境，使用了基于RSSI測距的三邊定位技術來定位人員行蹤。制定的通信協(xié)議實現了數據包類型、設備種類區(qū)分，支持可變長度數據包傳輸，具有實用性、擴展性、高效性特點。
　　系統(tǒng)實現了