物联网技术在矿山数字化、信息化建设中的应用研究

【摘要】所谓的“物联网技术”，是使用网络技术去联系万物，进行物体之间、人与物体的信息互换和通信。将物联网技术应用到矿山数字化、信息化建设中，对矿山的人、机、环境等进行信息的互换和通信，可改善采矿业的工作条件，加速了矿山的数字化和信息化建设。

【关键词】物联网技术；矿山；数字化；信息化；应用

科学技术水平的提高促进网络技术的发展，其应用范围的普及。物联网技术在该环境下发展成型的一种新型网络技术，在物品与物品之间进行信息沟通和互换。因此，该技术应用到矿山数字化、信息化建设中，可大大改善采矿业的工作条件，为采矿业的安全生产提供技术保障，能有效的处理在生产过程出现的应急情况，使得采矿这项工作可沿着一个更健康、安全的方向发展，改变人对传统采矿业的职业观念。

1、物联网技术在采矿业的应用现状

物联网技术即是通过射频识别（RFID）等一系列的信息传感设备，按系统编辑的约定条例，用互联网与需要可感应的物品进行连接，实现信息的互换和沟通，该项技术具备智能化的去识别信息、定位导航等功能的应用。因此，物联网技术在矿山的数字化和信息化的应用领域主要体现在于四个方面：

（1）利用射频标签进行管理设备。

射频识别系统的组成是射频标签和阅读器的相互结合。该项技术应用原理是，在设备上安装能传感的射频标签，通信系统使用接收天线去接收，附体在射频标签的载波信号，然后再由系统的调节器，进一步传送到阅读器。阅读器的作用就是对所接收的信号进行调解、解码，解码成功后，处理过的信号被送到后台主系统进行相关的操作，就可以知道设备是否处于一个安全的状态。

（2）定位导航的应用。

在矿山的具体区域分别设置一个点站，点站的接收设备可接收到定位卡发来的信号，员工使用该技术的定位卡经过一个中转站时，信号经点站主设备接收处理后，提取出有用的信息，穿送到地面监控系上，监控人员就可以根据这些接收信息，对工作人员进行识别、定位、追踪、监控和管理，当其接触到危险区域，监控人员可以及时与该人员进行通话，保障员工的生命安全，提高采矿业的安全性、可靠性。

（3）在矿井进行无线通信的应用。

数字信号的传送，具备稳定性好，可靠性高的好处。因此，布置一个矿用的无线基站，员工在矿井下，使用通讯器，就可以传送无线基地站传感器所收集的数字信号，该信号进行调制，然后再传达到地面基地，两者之间构成一个无线链路，信号的稳定性好、可靠性高，较少出现中断的情况，这样就可以实现矿井下的无线通信。

（4）可对采矿物品进行智能信息收集。

在采矿井下各采矿物品的安置点处装上射频标签卡，检查物品的人员利用手持记录仪，在安装射频标签的位置收集所需要的信息，上井后，可将收集的数据自动输送到计算机中，再进行一个采矿物品调查。

2、物联网技术的主要经验做法

（1）控制信息的传输。

在设备上安装好各类传感器和增加RFlD射频标签，这样就可获取矿井下的一切信息，例如人员的定位问题，矿井内是否分布着大面积的易燃气体，设备的管理与点检，物品的识别数据等等。

（2）向应用程序提供服务。

在矿山的地面或是井下，布局一个工业以太环网，以及用来实现无线覆盖的3G网络、WiFi网络，共同建设覆盖整个矿区物联网的传输层，实现向应用程序系统提供服务数据的交换。

（3）应用层。

应用层是使用物联网技术开放系统的最高层，直接为应用程序提供服务的，可进行对采矿业的远程监测和控制，实现数据的上报和信息的共享性，将物联网取得的信息数据，相结合系统的信息化，实现信息化与工业化这两者的融合。

3、物联网技术目前存在的主要问题

物联网技术在采矿业上数字化和信息化建设的应用有一定基础，但由于物联网技术连接和处理的对象主要是机器或物以及相关的数据，信息传播编码易混乱，物联网信息安全要求高，“隐私权”保护的要求也更高，整体技术集成创新能力弱，应用单一，整体创新实力有待提升。

（1）技术的标准与统一

物联网技术的发展，其进程中会有大量的技术出现，涉及技术所需的感知、传输、应用等各个方面，没有统一的技术标准，易造成信息的传输、编译错误，各种小的物联网应用独立存在，但难以实现信息的交互，造成一程度上的信息混乱。

（2）信息的安全隐私

在员工使用装置有射频标签的卡，在其不知情的情况下，信息被读取；在一个通讯通道的中间，信息可以被中途截取；他人伪造设备中的数据信息，冒名输入到系统，导致设备系统混乱、不可用等等。以上一些的情况出现，表明了信息的安全隐私很有问题。

（3）网络传输的带宽

WiFi和3G无线技术都会受带宽的影响，带宽的大小，影响着信息的速率、质量，制约着无线视频的进行，使得物联网传输的数据带宽的应用存在传输等瓶颈问题。

（4）系统设备的成本

没有大规模去应用物联网技术，那么系统设备需要的射频标签和读写器等装备，成本会很高，这样就会牵约着推广应用物联网技术。该技术没有大规模的应用，就会更难以解决设备成本高的问题，增加矿山使用该技术的难度。

4、物联网技术发展的重点

物联网技术在矿山数字化和信息化建设中的应用处于一个初步起点状态，不够成熟，有待完善和规划，需要借鉴国内外物联网的技术标准，结合矿山的采矿业的实际晴况，制定一个发展的重点，加强物联网技术在矿山数字化和信息化建设中的应用。

（1）无线监测监控应用

将无线网络覆盖到矿井下的每个工作面，对井下气体、温度等环境因素进行监测，再将采集的数据传输到井下无线基站，同时，上传到系统的监控平台。由于煤矿井下有甲烷等可燃性气体和煤尘，因此，物联网系统和设备必须是防爆型电气设备，并宜采用安全性能好的本质安全型防爆措施，输入输出信号必须是本质安全信号。

（2）无线视频监控应用

特殊工作的地点，监控画面会随着采矿的进度发生变化，使用有线摄像头会带来诸多的不便，加重采矿人员的工作负担，因此，可以采取无线视频来解决工作场所移动带来的设备搬运问题。在采矿区覆盖无线网络信号，进行无线摄像，将视频、图像等信息通过无线传到地面视频监控平台，让监控管理人员可及时、正确的知道采矿的进度，人员的安全问题。

5、物联网技术的应用建议

（1）建立一个统一的采矿物联网信息编码、传输、处理等标准，减少信息混乱、隐私曝光问题。

（2）采矿业安全性问题的存在，要求物联网系统和设备必须是防爆型电气设备，信号的传输必须是安全的信号。

（3）结合物联网技术，实现矿山系统设备的自动化，设备的无人值守，减少下井人员。

（4）结合物联网技术，建立一个安全生产工作应急平台体系，保障其员工的安全生产，有效进行处理特殊晴况下的救援工作。

总结词：物联网技术在矿山数字化、信息化建设中的应用，存在一定的不完善，本文进行了相关的讨论，提出解决问题的建议，希望得到有关部门的重视，使得采矿业的发展沿着一个健康、安全、高效的方向发展。