基于物聯(lián)網(wǎng)的礦山安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、伴隨著采礦工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，受生產(chǎn)環(huán)境、技術(shù)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(xiàn)出來。提升礦山安全生產(chǎn)技術(shù)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(wǎng)為采礦技術(shù)的信息化、生產(chǎn)安全化提供了新的契機。
　　本課題是在物聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的背景下，依據(jù)礦山安全六大系統(tǒng)的相關(guān)要求，針對礦山安全生產(chǎn)的需求和礦山開采生產(chǎn)現(xiàn)狀，通過將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在礦山安全生產(chǎn)領(lǐng)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(shù)，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(shè)備狀態(tài)信息）及時的通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)環(huán)境、設(shè)備運行狀態(tài)，定位人員行蹤，并根據(jù)現(xiàn)場狀態(tài)采取相應(yīng)控制措施，預(yù)警作業(yè)人員的不安全行為，提高礦山安全生產(chǎn)中的監(jiān)控管理和事故預(yù)防水平。
　　本文分析了國內(nèi)外礦山安全生產(chǎn)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和不足，對系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)如傳感技術(shù)、短距離無線傳輸技術(shù)、人員定位技術(shù)進行了深入研究。通過對遼寧金鳳黃金礦業(yè)的現(xiàn)場調(diào)研，參照六大系統(tǒng)建設(shè)

3、的相關(guān)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(wǎng)框架及技術(shù)特點，設(shè)計并實現(xiàn)了基于物聯(lián)網(wǎng)礦山安全生產(chǎn)系統(tǒng)，主要工作有:設(shè)計系統(tǒng)總體方案及網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu);設(shè)計并實現(xiàn)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(shè)計并實現(xiàn)人員定位系統(tǒng)中的定位節(jié)點;設(shè)計系統(tǒng)通信協(xié)議。
　　系統(tǒng)通信平臺采用無線結(jié)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(wǎng)采用傳輸容量大、速率快、可靠性高的有線網(wǎng)絡(luò)。設(shè)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(shù)據(jù)，處理執(zhí)行來自地面監(jiān)控中心的控制命令。根據(jù)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(shù)來定位人員行蹤。制定的通信協(xié)議實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包類型、設(shè)備種類區(qū)分，支持可變長度數(shù)據(jù)包傳輸，具有實用性、擴展性、高效性特點。
　　系統(tǒng)實現(xiàn)了