物联网技术在煤矿安全中的应用.docx

物联网技术在煤矿安全中的应用摘要：煤矿是我国主要能源，它是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间，通常包括巷道、井峒和采掘面等等。然而在煤矿作业中的安全问题却不断出现，例如2010年云南泸西煤矿爆炸事件，2005年大兴煤矿透水事故等。这些充分说明了煤矿安全是十分值得重视的。物联网是实现物与物之间相互交流的无处不在的泛在网络，是继计算机、互联网、移动通信网络后的新的一次信息产业浪潮。通过物联网，我们能够实现智能化识别和管理。本文主要介绍了物联网的概念，物联网研究中的关键技术以及它在煤矿安全中的应用，通过结合一些实际的情况来说明。物联网能够实现煤矿物与物之间的相互通讯，实现煤矿的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，充分体现了物联网是维护煤矿企业安全的重要手段。关键词：物联网技术煤矿安全生产光纤工业以太环网煤矿安全监测物联网简介1.1概念物联网的概念是在1999年提出的，它是继计算机、互联网和移动通信网之后的新一次信息产业浪潮，是一个基于互联网<http://baike.so.com/doc/2011565.html>、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。美国政府提出的“智慧地球”概念就是基于物联网概念之上的。物联网是这些智慧型基础设施之中的一个概念。它又可以被称为是传感网，就是将任何物品与互联网连接起来进行相互间的信息交换和通讯。物联网技术已经成为推进我国经济发展的又一个驱动器，为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。1.2技术架构从技术架构层面来看，物联网可以分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层位于物联网三层结构中的第三层，是物联网的皮肤和五官，主要用于识别物体，采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、M2M终端、传感器网关等，其主要功能是识别物体、采集信息，大致与人体结构中皮肤和五官的作用类似，主要解决的是人类世界和物理世界的数据获取问题。它首先通过传感器、数码相机等设备，采集外部物理世界的数据，然后通过RFID、条码、工业现场总线、蓝牙、红外等短距离传输技术传递数据。感知层所需要的关键技术包括检测技术、短距离无线通信技术等。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成,相当于人的神经中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。1.3物联网的关键技术1.3.1传感器技术传感器技术是计算机应用中的关键技术。它是能够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。传感器有很多类型，如果按照用途、材料、输出信号类型、制造工艺等方式进行分类，有速度传感器、热敏传感器、液面传感器、射线辐射传感器、震动传感器、位置传感器、能耗传感器、气敏传感器、加速度传感器等。随着技术的发展。新的传感器类型也不断产生。特别是纳米技术和微机电系统技术的应用，传感器尺寸的减小和精度的提高，大大拓展了传感器的应用领域。物联网中的传感器节点由数据采集、数据处理、数据传输和电源构成。节点具有感知能力、计算能力和通信能力，它是在传统传感器的基础上，增加了协同、计算、通信功能，构成了传感器节点。上一页12下一页1.3.2射频识别技术射频识别技术就是RFID技术，它是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，又称电子标签、无线射频识别。它主要通过射频信号等一些先进手段自动识别目标对象并获取相关数据，帮助人们在不同状态下对各类物体进行识别和管理。射频技术系统一般由电子标签和阅读器组成。电子标签内存有一定格式的标识物体信息的电子数据，是代替条形码的物联网关键技术之一。它具有一些特点：能够轻易嵌入或附着于物体，实现对物体的追踪定位；读取距离远，存储数据时间短；电子标签的数据存取有密码保护，安全度高。它目前有很多频段，主要集中在13.56MHz频段和900MHz频段的无源射频识别标签应用最为常见。短距离应用方面通常采用13.56MHz频段；900MHz频段主要用于远距离识别，比如车辆管理、产品防伪等领域。阅读器与电子标签可按通信协议互传信息，既阅读器向电子标签发送命令，电子标签根据命令将内存的标识性数据回传给阅读器。RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，能够实现全球范围内的物品跟踪与信息共享。1.3.3网络通信技术传感器依托网络通信技术实现感知信息的传递和协同，传感器的网络技术分为两大类：广域网络通信和近距离通信。在广域网络通信方面，IP互联网、2G/3G移动通信、卫星通信技术等实现了信息的远程传输，特别是以IPv6为核心的下一代互联网的发展，IPv6的存在使为每个传感器都分配IP地址成为可能，也为传感网的发展创造了良好的基础网条件。以