词条释义：

　　物联网：物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：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，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

　　特征及作用：和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。

　　首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。

　　其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。

　　还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。
正文：

　　物联网让矿井“安全”起来：

　　目前我国在安全生产方面存在着很大的隐忧，就拿煤矿安全生产来说，由于是地下作业，环境十分复杂及危险，这就需要一系列先过的能够有效的监控地下的环境，做到及时预警、精确感知人员定位和管理的，并且适合井下环境的设备来辅助这些高危行业进行工作。但目前我们的设备还存在很多问题，例如设备电源供电问题、传感器灵敏度的问题等等。

　　矿业一直是我国工业的重要组成部分，矿产的生产与消耗对经理发展具有重要意义。但矿业事故的频发，造成生命和财政的巨大损失。据统计，2010年1-9月。仅煤矿就发生重特大事故21起，死亡457人。 —国家安监总局信息中心副主任张瑞新谈到的煤矿安全问题值得关注。

　　利用物联网技术可以有效的监控、预防、预测事故、实现积极及时的救援，将事故的损失降到最低，保障每一条宝贵的生命，真正实现安全矿业。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。

　　“感知矿山”可用于煤矿(地面、井下)安全生产、煤炭行业综合信息化、税务局、煤炭局、县区煤炭产量监控，也可用于林业系统监控、电力系统高压开关监视和控制等多个场景，目前在全国有很多成功案例。“感知矿山”实施的重点是，所有与矿区安全、生产相关的感知层网络的接入。因为在矿区建设过程中，不同传感器的生产厂商不同，协议接口不统一，有些是早期建设项目，没有智能接口。全面接入传感网络，是全面“感知”矿山的基础。

　　“感知矿山”不仅提高矿山的安全管理水平，更多的是涉及到生产，如利用信息技术、网络技术以及传感网络对矿区煤运皮带、煤仓、洗煤厂、水仓、变电站等各个生产相关设备系统的感知和控制，在很大程度上提升了矿区的自动化生产能力，是“两化”融合的典范。

　　矿井人员定位管理系统

　　矿井人员定位管理系统是北京天一众合科技发展有限责任公司面向现代矿井生产企业迫切的安全管理与人员管理需求，应用最先进的射频识别与无线监控技术研制开发的。系统具有井下各种巷道条件下的信号“全覆盖”的特点，实现对井下人员、车辆、设备等目标的“全程的、实时的、连续的、精确的定位跟踪”，富丽对井下人员的“实时无线寻呼。”

　　系统的应用，可极大提高矿井生产企业安全生产管理水平。该系统已成功应用于神华集团、铁法煤业集团、龙煤集团等国有大型煤矿企业，为煤矿企业的日常生产调度、安全监管与应急救援等信息化管理工作提供了重要的有力保障。

　　矿井人员定位安全管理系统的工作原理是应用射频识别技术及计算机能讯技术，在井上调度室设置中心控制计算机系统，在井下相关位置布置矿用人员定位分站，同时在需要精确定位的区域布置矿用射频定位器。定位分站和中心控制计算机系统之间车辆、设备等目标分别携带矿用人员定位射频卡之间的无线通讯，实现对被识别对象的目标定位和无线寻呼。煤矿矿区综合信息化系统是将先进的自动控制、通信、计算机、信息和现代管理等技术相结合，将企业生产过程的控制、运行与管理作为一个整体，提供整体解决方案，以实现企业的优化运行、控制与管理，从而提高企业核心竞争力。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。

　　本方案就是针对目前煤矿的实际需求，推出高效、可靠、安全的自动化网络系统。本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。

　　感知层设备由大量感知环境、机电、人员等的传感器构成，例如，风速、风量、温度、转速、振动、电压、电流、功率等传感器，甲烷、CO、CO2 、O2、锚杆压力、钻孔应力、顶板离层环境等传感器，跑偏、堆煤、烟雾、皮带打滑等传感器，煤仓料位计、水位计等传感器以及摄像机、RFID人员定位等。这些传感器在矿区地面、井下构建了一个庞大的传感网络层。

　　网络层设备主要有铺设在地面、井下的吉比特光环网及网络交换机设备、光电转换设备、路由器、防火墙、服务器等，以及用来实现无线覆盖的PHS网络或Wi-Fi网络，共同构建了覆盖整个矿区的数据网络。

　　应用层是矿区综合信息化系统，包含矿区3D GIS系统、综合自动化系统、人员管理系统、视频监控系统、短信管理平台、矿区应急指挥系统、调度系统等。应用层软件提供各种通用的数据接口，在此之上，可以方便地将提升机监控系统、安全监控系统、矿井通信系统、应急救援通信系统、视频监控系统、井下调度无线通信系统、大巷运输系统、选煤厂计算机控制系统、主通风机监控系统、压风机监控系统、中央泵房监控系统、工业电视系统等进行无缝链接，最后经过工业以太网平台统一传输到应用层上进行统一的管理，真正实现矿井“采、掘、运、风、水、电、安全”等生产环节的信息化和自动化，从而优化生产和管理。

　　系统由井上中心控制计算机系统、KJJ52型数据通信接口、井下KJF82型矿用人员定位分站、KGE41型矿用射频定位器等部分构成。具有全矿井信号覆盖，包括弯道、岔道等复杂地形条件；分站的信号覆盖范围大；精确定位±25m，可达±10 m之内；实时的人员跟踪管理，无线寻呼；无线双向数据通讯；大容量数据传输等功能。

　　在矿井巷道的进出口、交叉道口、工作面、重要峒室、危险场合（如盲巷等）、地面主要出入口等位置安装监测分站。当携带有射频标签的人员进入监测分站检测范围，或从监测分站附近通过时，监测可以将相关人员的身份信息读出并传送回控制中心。控制中心计算机将收到的信息显示在屏幕上，同时保存到数据库，以备随时查阅。结合井下电子地图，可以显示某个区域内人员的数量和分布；可以显示指定人员的移动路线；可以对指定人员进行定位和跟踪；可以查询某一历史时刻的定位信息。移动目标定位、跟踪技术，可以使地面管理人员全面、及时掌握井下整个矿区人员的数量和分布情况，做到收中有数。提高了管理效率，做到矿井人员实时全面的定位、跟踪，保证井下资源的合理高度和安全生产的顺利进行。

　　射频标签上可以加装高亮度报警灯，当标签接收到读卡器发出的呼叫信号，报警灯闪烁提示相关人员。在需要紧急撤离，或寻找失踪人员时，人员无线寻呼系统将发挥重要作用。可以呼叫单独一个人员，也可以成组呼叫，可以呼叫某个区域的人员，也可以多个区域或全矿区呼叫。呼叫信息由计算机控制，通过指定的检测分站发出。呼叫信息有一般呼叫、紧急呼叫、紧急撤离呼叫等多种类型，通过报警灯的不同颜色来区别。

　　在井下的一些重要峒室、危险场所（如盲巷等）等禁止进入区域设置检测分站，当有非受权人员进入时，系统会立即给出提示和警告，阻止人员进入，防止危险情况发生，同时将相关信息记录保存。跟踪安全监测人员在井下的运动轨迹，记录他们在各区域及各监测点的停留时间，从而保证安全监测工作的严格

　　执行。在每一班末，对当班人员进行清点，如发现有人员丢失则报警，以便值班人员核查；如果发现人员在井下工作超过规定时间，系统自动报警并给出相关人员的名单等信息，同时通过射频标签报警以便通知相关人员。

　　在检修、报警或事故需撤离时，及时统计人员分布情况，及时发现丢失人员并采取相应措施。当矿井发生紧急事件时，可以及时对丢失人员进行统计，查询事故现场附近的人员信息，查询相关人员的定位信息，快速确定人员的准确位置，以便及时有效地开展搜救工作。发生紧急情况时，可以在几秒钟内通过紧急告警信号通知井下所有人员紧急撤离危险区域。发生紧急情况时为指挥人员提供井下各区域人员的实时分布信息。当系统通讯不能恢复时，为指挥人员提供井下各区域人员的最近历史分布信息，帮助指挥人员制定应急方案。　依托矿井工业以太环网的高速控制网络，通过推进煤矿矿井生产过程控制，促进企业综合信息化。即实现数据采集自动化、业务信息集成化、信息管理网络化，最终实现煤矿管理决策科学化、现代化和智能化。系统建设特点如下：

　　●各生产过程全面实现自动化，并在信息中心对各生产环节分别进行监控，达到高产、高效的目的；

　　●遵循先进、可靠、实用的原则，尽量减少投资，节约成本；

　　●加强自动化系统、信息管理系统在煤炭行业的通用性；

　　●实现生产控制的实时数据库和信息管理的关系数据库的接口，能够实现信息系统对生产数据的无障碍存取；

　　●上位监控系统软件、网络管理软件等均基于Web浏览器模式开发，支持远程监测和维护；

　　●提供有效的网络管理和系统监控、调试、诊断技术，保证系统维护管理的简明、方便、有效，在设备发生故障时能够方便、及时地发现、排除故障。

　　同时通过网络化可实现矿井目标定位安全管理信息的充分共享，为矿井各部门及上级各层领导及时提供实时监测信息与历史信息，为监督指挥决策提供重要依据。

 
　　结语

　　生命是脆弱宝贵的，面对事故灾难，往往显得非常弱小。 但科技的力量是强大的，无论科技如何进步发展，其最终的目的还是为人类提供更有力的生命保障，创造更美好的生活，物联网技术也是如此。在物联网高速发展的今天，要让物联网技术更多的用于生产、生活的方方面面，包括一些细小部分。让物联网更贴近人们的生活，让物联网为人类建造更坚固、更完善的“生命防护墙”。

 

作者：刘景文

编 辑：刘勋