黃成玉 鄧永紅 張全柱

(華北科技學(xué)院信息與控制技術(shù)研究所，北京東燕郊 101601)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在采煤機(jī)設(shè)備上的應(yīng)用研究①

黃成玉②鄧永紅 張全柱

(華北科技學(xué)院信息與控制技術(shù)研究所，北京東燕郊 101601)

研究探討了煤礦物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)，針對(duì)采煤機(jī)設(shè)備監(jiān)控方面存在的不足，為準(zhǔn)確獲取采煤機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，提出了一種采煤機(jī)物聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)層次，設(shè)計(jì)了相關(guān)模塊。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了采煤工作面的智能化識(shí)別、遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，為數(shù)字化礦井建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

物聯(lián)網(wǎng);傳感器網(wǎng)絡(luò);采煤機(jī);AP

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things)概念于1999年提出，物聯(lián)網(wǎng)也叫傳感網(wǎng)，是將物品通過(guò)各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別(RFID)裝置、基于光聲電磁的傳感器、3S技術(shù)、激光掃描器等各類(lèi)裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)，按規(guī)定的協(xié)議，通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換和通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、融合、處理，并通過(guò)操作終端，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、監(jiān)控和管理。從“智慧地球”到“感知中國(guó)”，物聯(lián)網(wǎng)概念的提出引發(fā)了繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的又一次浪潮。隨著煤礦行業(yè)的發(fā)展，急需提高煤礦的安全生產(chǎn)、監(jiān)控的自動(dòng)化程度，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在很多領(lǐng)域及煤礦行業(yè)已經(jīng)有一定的使用［3］，但在工作面采煤機(jī)設(shè)備上至今還未使用。針對(duì)目前采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)較難的現(xiàn)狀，根據(jù)無(wú)線監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)了采煤機(jī)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)物聯(lián)系統(tǒng)。

1 物聯(lián)網(wǎng)三大關(guān)鍵技術(shù)

1.1 射頻技術(shù)—智能感知技術(shù)

射頻技術(shù)(RFID)是Radio Frequency Identification的縮寫(xiě)，即射頻識(shí)別。它是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合(電感或電磁耦合)或雷達(dá)反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。

RFID系統(tǒng)由RFID電子標(biāo)簽、RFID閱讀器、RFID數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)組成。電子標(biāo)簽是射頻識(shí)別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，電子標(biāo)簽由標(biāo)簽天線和標(biāo)簽專(zhuān)用芯片組成。依據(jù)電子標(biāo)簽供電方式的不同，電子標(biāo)簽可以分為有源電子標(biāo)簽(Active tag)、無(wú)源電子標(biāo)簽(Passive tag)和半無(wú)源電子標(biāo)簽(Semi—passive tag)。有源電子標(biāo)簽內(nèi)裝有電池，無(wú)源射頻標(biāo)簽沒(méi)有內(nèi)裝電池，半無(wú)源電子標(biāo)簽(Semi—passive tag)部分依靠電池工作。RFID閱讀器(讀寫(xiě)器)通過(guò)天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)線通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鳌５湫偷拈喿x器包含有高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以及閱讀器天線。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，電子標(biāo)簽用來(lái)存儲(chǔ)規(guī)范而具有互用性的數(shù)據(jù)信息，通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)采集這些數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)叫畔⒅行?，?shí)現(xiàn)對(duì)物品的識(shí)別，同時(shí)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的感知。

1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)路—通信傳輸技術(shù)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的靜止或移動(dòng)的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)，它的英文是Wireless Sensor Network，簡(jiǎn)稱(chēng)WSN。傳感器網(wǎng)絡(luò)中的所有傳感器節(jié)點(diǎn)均具有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、融合、轉(zhuǎn)發(fā)和存儲(chǔ)的功能。能協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)感知對(duì)象的監(jiān)測(cè)信息，并將這些信息通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)經(jīng)其它網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給了用戶(hù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)指定范圍內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)與跟蹤。傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸?shù)娜N功能，而這正對(duì)應(yīng)著現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)技術(shù)，即傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)：大規(guī)模性、自組織性、動(dòng)態(tài)可重構(gòu)性、軟硬件的魯棒性和容錯(cuò)性。

1.3 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普遍應(yīng)用，是進(jìn)入信息社會(huì)的標(biāo)志。傳感技術(shù)是人的感覺(jué)器官的延伸與拓展;通信技術(shù)人的神經(jīng)系統(tǒng)的延伸與拓展，承擔(dān)傳遞信息的功能;計(jì)算機(jī)技術(shù)人的大腦功能延伸與拓展，承擔(dān)對(duì)信息進(jìn)行處理的功能。傳感器通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)所感知信息的傳遞和協(xié)同。傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括廣域網(wǎng)絡(luò)通信和近距離通信兩類(lèi)。廣域網(wǎng)路通信是利用IP互聯(lián)網(wǎng)、2G/3G移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信技術(shù)等實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)程傳輸。近距離通信典型的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有藍(lán)牙、ZigBee、Wi－Fi等。其中以IEEE 802.15.4為代表的通信技術(shù)是目前近距離通信的主流技術(shù)，具有低功耗、低速率、短距離傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，應(yīng)用于支持計(jì)算和存儲(chǔ)能力有限的簡(jiǎn)單器件。

2 煤礦物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展打破了之前的傳統(tǒng)思維，全面感知、可靠傳送和智能處理是物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)基本特征。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在煤礦上同礦井下的具體工作環(huán)境相結(jié)合即煤礦物聯(lián)網(wǎng)。

2.1 煤礦物聯(lián)系統(tǒng)的特點(diǎn)

因?yàn)槊旱V生產(chǎn)是井下作業(yè)，針對(duì)不同的地址構(gòu)造和煤層的賦存條件，必須要采用不同開(kāi)采方法。開(kāi)采過(guò)程中還常伴有很多自然災(zāi)害，如瓦斯、煤塵、火災(zāi)、透水等。煤礦物聯(lián)網(wǎng)不同于應(yīng)用在地面的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備，有其獨(dú)特的地方。煤礦物聯(lián)網(wǎng)具有的特點(diǎn)是：電氣防爆、無(wú)線傳輸衰減大、GPS信號(hào)不能覆蓋煤礦井下、無(wú)線發(fā)射功率小、抗干擾能力強(qiáng)、抗故障能力強(qiáng)、宜采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)、傳輸距離遠(yuǎn)、設(shè)備體積小、電網(wǎng)電壓波動(dòng)適應(yīng)能力強(qiáng)、不宜采用中繼器、防護(hù)性能好等。

2.2 煤礦物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

因?yàn)槊旱V井下工作環(huán)境的特殊性，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)順利應(yīng)用在煤礦井下亟切解決的關(guān)鍵性技術(shù)是：礦用重大關(guān)鍵設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、使用、維護(hù)等全過(guò)程管控;瓦斯檢查員、安全檢查員、電鉗工、放炮工、絞車(chē)司機(jī)、采煤機(jī)司機(jī)、水泵操作工等及其操作設(shè)備、作業(yè)環(huán)境人機(jī)環(huán)閉鎖控制;煤礦井下人員精確定位、自動(dòng)識(shí)別與培訓(xùn)監(jiān)管;煤炭產(chǎn)、運(yùn)、銷(xiāo)、用全程管控;無(wú)人工作面地面遙控;礦用安全標(biāo)志準(zhǔn)用產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、使用、維護(hù)等全過(guò)程管控;應(yīng)急救援裝備與救護(hù)隊(duì)等管理;礦用安全炸藥生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、領(lǐng)退、使用等全過(guò)程管控;煤礦物聯(lián)網(wǎng)信息編碼、傳輸、處理等標(biāo)準(zhǔn);煤炭地質(zhì)勘探、設(shè)計(jì)、建井施工、安全生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理等。

3 采煤機(jī)物聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 采煤機(jī)狀態(tài)參數(shù)

采煤機(jī)是煤礦井下的重要設(shè)備之一，運(yùn)行在礦井最深處的綜采面上，是采煤系統(tǒng)的機(jī)頭部分，它的運(yùn)行狀況正常與否直接影響著整個(gè)煤礦的安全、經(jīng)濟(jì)效益。因此要求采煤機(jī)不但要有很好的工作性能，使其高效運(yùn)行，還要具有很高的可靠性和較長(zhǎng)的使用壽命。這就需使用先進(jìn)的測(cè)控手段和管理方法，使采煤機(jī)經(jīng)常處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)如表1所示，及時(shí)準(zhǔn)確的采集這些參數(shù)才能實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)自動(dòng)控制。

表1 采煤機(jī)物聯(lián)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)參數(shù)

3.2 采煤機(jī)物聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)

結(jié)合目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和采煤機(jī)設(shè)備工況監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)的采煤機(jī)物聯(lián)系統(tǒng)，在采煤機(jī)各個(gè)部分部署無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，采用信息融合技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理，改變由單一傳感器受信息量局限引起的誤報(bào)錯(cuò)報(bào)的現(xiàn)狀，降低了冗余信息，節(jié)約大量的通信帶寬和寶貴的能量資源，實(shí)現(xiàn)信息互補(bǔ)和協(xié)同感知，提高信息的收集效率和系統(tǒng)的容錯(cuò)能力。

本文所設(shè)計(jì)的采煤機(jī)物聯(lián)系統(tǒng)為一個(gè)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成的3層體系，如圖1所示。感知層由大量可感知采煤機(jī)狀態(tài)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、人員等信息的傳感器構(gòu)成，這些傳感器組成一個(gè)龐大的傳感網(wǎng)，為全面感知工作面信息提供了保障。網(wǎng)絡(luò)層由地面和井下的光纖環(huán)網(wǎng)、路由器、防火墻、服務(wù)器和無(wú)線局域網(wǎng)等組成，這些也構(gòu)成了整個(gè)礦區(qū)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，用于數(shù)據(jù)傳輸。應(yīng)用層是礦區(qū)綜合信息平臺(tái)，它包括煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、人員管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)等，能對(duì)煤礦工作面的安全信息、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析，并可對(duì)采煤機(jī)設(shè)備進(jìn)行智能化監(jiān)控與管理。該系統(tǒng)能與工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)作，在地面信息中心可對(duì)采煤機(jī)設(shè)備信息及工作狀態(tài)、生產(chǎn)環(huán)境、井下人員分布等全面感知，同時(shí)可將信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給煤礦領(lǐng)導(dǎo)，使礦領(lǐng)導(dǎo)在辦公室計(jì)算機(jī)上就可隨時(shí)了解工作面設(shè)備、人員等各種信息，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度和管理。

圖1 采煤機(jī)物聯(lián)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

3.3 采煤機(jī)物聯(lián)系統(tǒng)工作原理

在采煤機(jī)設(shè)備的指定位置安裝具有特定功能的傳感器節(jié)點(diǎn)，用于采集采煤機(jī)的工作狀態(tài)信號(hào)及環(huán)境參數(shù)，采集的信號(hào)經(jīng)調(diào)理電路處理后，送給A/ D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過(guò)微處理器對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，并存入輸出數(shù)據(jù)緩存區(qū)。輸出數(shù)據(jù)緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊傳至AP，再通過(guò)有線光纖傳送到信息控制中心，信息控制中心對(duì)接收到的數(shù)據(jù)保存并進(jìn)行分析，分析結(jié)果以數(shù)據(jù)表格或函數(shù)曲線的形式在屏幕上顯示。如果數(shù)據(jù)異?；蛘叱^(guò)預(yù)設(shè)的門(mén)限值就進(jìn)行報(bào)警和應(yīng)急處理。采煤機(jī)工作狀態(tài)信號(hào)傳遞流程如圖2所示。

圖2 采煤機(jī)工作狀態(tài)信號(hào)傳遞流程

感知層由大量能對(duì)采煤機(jī)設(shè)備、工作面環(huán)境和人員感知的傳感器構(gòu)成。如電流、電壓、溫度、風(fēng)速、壓力、CO、甲烷、采煤機(jī)切割速度、行走位移和視頻傳感器、RFID標(biāo)簽等，這些傳感器部署到工作面和所有采煤機(jī)設(shè)備上，每一個(gè)傳感器為一無(wú)線收發(fā)節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成規(guī)模龐大的傳感網(wǎng)，全面感知采煤機(jī)設(shè)備和工作面環(huán)境。各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)以自組織的形式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)多跳中繼方式將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳到ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的匯聚節(jié)點(diǎn)，最終借助有線網(wǎng)絡(luò)將整個(gè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到地面信息控制中心進(jìn)行集中控制。網(wǎng)絡(luò)層包括數(shù)據(jù)從網(wǎng)關(guān)到應(yīng)用服務(wù)器的整個(gè)過(guò)程，其主要設(shè)備由無(wú)線覆蓋網(wǎng)絡(luò)、路由器、交換機(jī)和光纖環(huán)網(wǎng)等組成。網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)可靠傳輸。應(yīng)用層主要完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、智能處理和保存，并通過(guò)綜合信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)的智能化控制、健康診斷、預(yù)警預(yù)報(bào)和應(yīng)急處理。該系統(tǒng)的工作過(guò)程是首先通過(guò)傳感器節(jié)點(diǎn)等前端設(shè)備采集工作面現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)超限或異常，系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)，并啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制裝置進(jìn)行處理，同時(shí)報(bào)警信號(hào)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送給網(wǎng)關(guān)，并逐級(jí)上傳送至信息控制中心，并在工業(yè)大屏幕上顯示。與此同時(shí)，向遠(yuǎn)程無(wú)線終端發(fā)布告警信息，向上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，啟動(dòng)遠(yuǎn)程指揮模塊，進(jìn)行應(yīng)急救援，其工作原理如圖3所示。

圖3 采煤機(jī)物聯(lián)系統(tǒng)工作原理框圖

3.4 采煤機(jī)物聯(lián)系統(tǒng)工作模塊設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)根據(jù)采煤工作面實(shí)際管理需要設(shè)計(jì)了有毒可燃?xì)怏w檢測(cè)、采煤機(jī)行走速度檢測(cè)、人員監(jiān)控模塊等。

1)采煤機(jī)溫度檢測(cè)模塊采煤機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行及電纜觸頭的接觸不良等因素使得采煤機(jī)溫度升高，影響礦井安全生產(chǎn)。將測(cè)溫節(jié)點(diǎn)固定在采煤機(jī)上，由DS18B20采集溫度后利用低功耗單片機(jī)ATMEGA88讀取數(shù)據(jù)，在利用nRF24L01的多對(duì)一的通信技術(shù)和匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，鄰近節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由協(xié)議通過(guò)多跳方式將信息送至匯聚節(jié)點(diǎn)，最終通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)將溫度數(shù)據(jù)送至地面信息控制中心。

2)CO檢測(cè)模塊本模塊傳感器節(jié)點(diǎn)采用ZigBee組網(wǎng)方式，網(wǎng)關(guān)通過(guò)Wi－Fi與服務(wù)器通信。采用CO傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)CO濃度，并通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)和有線光纖環(huán)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送給信息控制中心。當(dāng)CO超標(biāo)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)CO傳感器及其監(jiān)控設(shè)備發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒工作面的人員撤離現(xiàn)場(chǎng)，起動(dòng)排風(fēng)機(jī)，當(dāng)CO的濃度降到安全值的時(shí)，排風(fēng)機(jī)自動(dòng)關(guān)閉。信息控制中心接到報(bào)警信號(hào)后，立即啟動(dòng)應(yīng)急救援方案，礦區(qū)領(lǐng)導(dǎo)通過(guò)移動(dòng)終端發(fā)送指令指揮救援。

3)瓦斯檢測(cè)模塊采用瓦斯傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)瓦斯?jié)舛龋⑼ㄟ^(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)和光纖環(huán)網(wǎng)將信息上傳至信息控制中心。當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到預(yù)設(shè)值的時(shí)候，報(bào)警裝置立即發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，風(fēng)機(jī)自動(dòng)開(kāi)啟。地面信息控制中心收到報(bào)警信息后，大屏幕自動(dòng)切換顯示報(bào)警點(diǎn)監(jiān)控畫(huà)面，礦區(qū)領(lǐng)導(dǎo)通過(guò)移動(dòng)終端收到報(bào)警信號(hào)后，立即指揮救援。

4)人員監(jiān)控模塊給在工作面值守的工作人員每人都攜帶上RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽里記錄著姓名、年齡、工作部門(mén)、下井時(shí)間等信息。在礦井出入口、主要巷道等位置設(shè)置的讀卡器可讀取相關(guān)信息，經(jīng)處理后將數(shù)據(jù)傳送到信息控制中心，實(shí)時(shí)監(jiān)控井下人員的狀態(tài)、位置等。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合目前采煤機(jī)設(shè)備工況監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀［4］［5］，借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入采煤機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，提出了采煤機(jī)物聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該采煤機(jī)物聯(lián)系統(tǒng)通過(guò)部署在采煤機(jī)機(jī)身上的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)來(lái)采集狀態(tài)信號(hào)，所采集信號(hào)用單片機(jī)等處理后通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)紸P，再通過(guò)光纖環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)叫畔⒖刂浦行模缓蟾鶕?jù)預(yù)先設(shè)定的門(mén)限值進(jìn)行報(bào)警或其它處理。同時(shí)，向遠(yuǎn)程無(wú)線終端發(fā)布告警信息，向上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，啟動(dòng)遠(yuǎn)程指揮模塊，進(jìn)行應(yīng)急救援。該系統(tǒng)能真正實(shí)現(xiàn)工作面生產(chǎn)和管理過(guò)程的自動(dòng)化、智能化和信息化，應(yīng)用前景廣闊。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展該系統(tǒng)功能將進(jìn)一步完善，更好的為煤礦安全生產(chǎn)服務(wù)。

［1］王軍號(hào)，孟祥瑞.物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)在煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.煤炭科學(xué)技術(shù).2011，39(7)：64－68

［2］趙文濤，董軍.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用［J］.微計(jì)算機(jī)信息.2011，27(2)：121－122

［3］林曙光等.物聯(lián)網(wǎng)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.移動(dòng)通信.2010，7(24)：46－50

［4］宋宏志等.開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)牽引采煤機(jī)控制系統(tǒng)［J］.煤礦機(jī)械.2009，30(10)：120－122

［5］譚超等.基于有限狀態(tài)機(jī)的采煤機(jī)變頻牽引控制系統(tǒng)的研究［J］.煤礦機(jī)械.2009，30 (12)：224－226

Application study of the Internet of Things technologies in coal mining machine equipment

HUANG Chengyu，DENG Yonghong，ZHANG Quanzhu

(North China Institute of Science and Technology Information and Control Technology Research Institute，Yanjiao Beijing－East101601)

This article introduces the concept of the Internet of things and the related basic knowledge.Aiming at the shortages of coal－mine machine equipment monitoring，put forward design scheme of the coal mine machine EPC System to gain the operation state parameter.The design of this system is divided into three levels：the perception layer，the network layer and the application layer.The system realize the intelligent recognition of coal－mining working surface and the remote monitoring and management，as a consequence of that，it lay a foundation for the digital mine construction.

The Internet of things;Sensor network;coal－mining machine;AP

TP391

A

1672－7169(2012)01－0074－04

2012－01－11。項(xiàng)目基金：本論文獲中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)資助，編號(hào)：DX1201B

黃成玉(1977－)，男，內(nèi)蒙古通遼人，碩士，華北科技學(xué)院電子信息工程學(xué)院副教授，研究方向：電子信息技術(shù)、智能信息處理、計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)等。