物联网技术在煤矿可视化管理的应用研究

1、物联网技术在煤矿可视化管理的应用研究120软件 2013 年第 34 卷 第 10 期物联网专题1 物联网技术概述物联网是由传感器和互联网相互配合组成的一个信息联系网络。物联网既是一个新的突破，但由于中国网络化管理的落后，导致中国的物联网技术，尤其在煤矿上的管理更具有滞后性。因此，中国物联网发展的前景仍有许多难题待突破。1.1 物联网的结构及特点物联网技术是一种可以快速建立网络体系、搜寻信息，并对已拾取的信息进行反馈的一种信息技术。物联网由若干传感节点组成，可以静态、动态传送信息，是一种快捷、先进、高效的网络信息体系。大体上说，物联网具有以下几个显著特点。（1）高速性。这是因为物联网运用信息化

2、网络技术，再加上光纤的急速传输技术，使得其在信息传送、反馈上具有明显的速度优势。而且，物联网是由多个传感器和网络中端服务器组成的，因而在信息拾取上能分摊任务，从而更加快了它的效率。（2）不稳定性。这是因为物联网技术需要多个传感器进行配合支撑网络信息的选取工作，而一个物联网体系中的传感器数量大，设计的结构简单，一旦一个传感器出现问题就会引起连带不良反应，从而造成物联网的失效和不稳定性。这种问题在较复杂的多级物联网体系中表现最为明显。（3）适用性低。物联网体系的节点传感器，由于他是一种没有固定中心的网络服务端实体，再加上传感器的传感距离较小，一般其通信距离仅仅在几米到几十米左右。因而，这都导致了他

3、的适用性范围较小，只能适用于以传感器为中心的几米范围圈之内。（4）信息采集效率偏低。物联网技术中，传感器是信息的采集设备，然而，由于他只是一个采集端，在定时、定量的数据采集之后需要向互联网中端服务器进行信息的运送。这一点与互联网的工作情况有很大的差距。（5） 数据安全性要求较高。这是因为物联网技术本身就是一个智能化操作体系，它是非人化操控，具有自动采集、传输信息的特点，因而如果期间出现互联网被黑客攻破等就会造成信息的被窃取，造成信息的外泄。因而，这就决定了物联网对信息源的数据安全性的高要求，以免出现企业的重大损失。（6） 管理的复杂性。就传感器而言，它具有地址的专属性，每个传感器都对应唯一的

4、ip 地址，否则就会造成工作的混乱。所以现如今，营运商一般都采取 ipv6 式部署，但它的地址具有浮动性，因而就大大增加了物联网管理技术的复杂性。1.2 物联网管理的内容和管理模型物联网管理系统的大致有五个功能领域物联网故障管理、物联网配置管理、物联网计费管理、物联网性能管理、物联网安全管理。一般上说，这五个大体涵盖了网络管理的内容，但是，就传感器网络对物联网的接入要求来说，由于传感器的数量纵多，接入点太多，节点的失效性可能大，从而导致这五个功能已然不能完全兼顾网络管理的实际要求了。因而我们需要从物联网和传感器网络之间的配合特点加以分析，找到其不足的部分，进而弥补原有物联网管理的漏洞。根据现有

5、物联网网络管理技术的实际需要，我们对其进行整改从而得到以下新的物联网管理模型，具体如图 1：图 1 煤矿可视化管理系统结构2 煤矿可视化具体技术及设计与实现2.1 煤矿可视化具体技术分析 “物联网”作为世界信息技术的第三次革命，是现代信息技术的集成创新，更是工业化与信息化的深度融合。笔者认为可视化技术的目标是帮助人们增强认知能力 1。煤矿可视化技术是以寻找煤矿数据进而建立一个煤矿数据库，并通过图形软件把他描绘出来，进而模拟煤矿的藏煤点、藏煤量、安全性等各种信息，从而形成一个可视化的煤矿管理系统，从而给决策者提供准确有效的信息。煤矿挖掘的可视化技术主要有基于几何投影技术、图像技术、分层技术的可视

6、化方法和面向像素的可视化方法 2 等。(1) 几何投影技术，是一种通过投影技术把煤矿数据进行可视化处理，从而形成可视的几何图形，进而发现煤矿的各种信息、物联网技术在煤矿可视化管理的应用研究刘西青 (山西煤炭职业技术学院 ,太原 030031)摘 要：通过研究物联网技术，综合其在煤矿可视化管理的应用技术，进而设计出其未来发展的可能前景。通过研究物联网在煤矿管理中的运用，从而预防和应对煤矿的安全风险，并提高井下作业的效率，提高其效益。关键字：煤矿；物联网技术；可视化管理；应用中图分类号：tp391.44 文献标志码：a doi：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.10.04

7、4本文著录格式：1 刘西青 . 物联网技术在煤矿可视化管理的应用研究 j. 软件，2013,34（10）：120-121121问题。(2) 图像可视技术就是把数据投射为一个可视的图像上，从而直观的了解煤矿内各种信息的一种技术。(3) 分层技术即通过数据的空间分层分类，进而模拟其分布情况的一种技术。(4) 象素技术就是通过有色像素进行对应处理，用不同的色素进行不同的图形对应，从而清晰直观地模拟煤矿矿产分布的一种十分常用的一种技术，尤其在地理地图绘制中应用最为广泛。2.2 物联网技术在煤矿可视化管理中的设计与实现可视化煤矿管理在煤矿实际生产中的应用具体体现在信息采集、运输以及处理、数据预测等部分，

8、具体实现途径表现为以下几个方面：（1）信息采集。通过感应器的信息感应，进而通过物联网的信息识别，来对本地址的煤矿生产环境、开采条件、地质条件进行一个综合的感知，形成一个信息数据库，然后发送到人工控制端，实现整个环节信息采集的一个环节。（2）信息运输。依赖于某种通信协议，组成的一个数据传输和短时储存的一个环节 3，进行有线和无线的数据传输，实现快速、高效录入、查询数据的要求。（3）信息处理。对采集来的信息进行可视化处理，这期间需要建立一个信息处理中心，从而完整映射和对应采集的信息源，从而对其进行可靠性分析。而且，这个过程与可视化技术联系最为密切，因而信息处理的一个主要部分就是把数据转化成直观的图

9、形，从而给决策者以直观、清晰的判断标准。（4）数据预测。可视化技术一个更为重要的作用就是能对煤矿中的隐患数据进行排查和预测，从而加强煤矿的安全性。煤矿可视化系统首先能对煤矿中可能存在的隐患数据进行稽查，并进行数据清理，一旦在情理中发现可疑的隐患数据，就会立即对其进行数据的概化处理，并通过可视化的图形处理技术把其模拟塑造成形，进而彻底找到安全隐患。从这也可以发现，这个系统大大减少了隐患数据的蔓延，把其对煤矿矿产的损失影响降到最小，从而最大限度的保证了矿业企业的利益。2.3 网络结构体系把物联网技术纳入煤矿的可视化管理中，能实现煤矿矿产的从采集、加工、运输、利用整个环节的全程监控，进而保证具体的应

10、用是：（1）煤矿定位。这个部分主要的功能和作用就是开采人员的定位、矿产运输的定位，它能保证开采人员和矿产的即时定位监控，进而把这些位置信息输送到服务器中端系统，实现监控人员全程的跟踪。（2）数据扫描。该功能主要指通过对设备、矿产的信息扫描，进而识别其所包含的煤矿开采信息，如采纳点、矿产质量等等，然后把这些信息进行处理形成一个数据传到网络服务中端。（3）控制系统。即通过对煤矿信息的从接收到处理再到控制整个过程的控制，并通过网联之间的相互支持进行信息传送，从而实现全程各个感应点的控制。4 效果分析第一，提高了管理效率。可视化管理过程优化煤矿管理由传统模式转变为可视化模式，在很大程度上减少了对人的依

11、赖，实现了煤矿管理过程的优化。第二，建立了信息共享体系。煤矿管理的目标之一是实现信息同步化和信息共享。第三，建立可视化的煤矿管理体系。第四，满足了个性化的发展需求。随着市场的发展，市场个性化要求越来越多，为了满足这种需求，煤矿管理则必须加快反应速度，保证敏捷的生产和柔性加工。5 结论本文通过阐述物联网技术的概念和特点，并对其结构模式进行详细的介绍，然后又论述了当前可视化技术的发展，进而推进到物联网技术在煤矿可视化上的应用。通过分析应用原理，进而对其应用进行设计，并以一个图形来形象描述这个应用，对矿业企业的煤矿安全生产和监控具有积极地借鉴意义。当然，本文更多的是从理论层面进行可能性论述，希望后来读者予以完善和发展，推进我国煤矿的安全可视化管理向更高层次发展。参考文献1 刘龙，张运浩 . 一种新的基于纹理图像功率谱的带材速度检测方法 j. 新型工业化，2011,1（12）：22-352 史忠植 , 知识发现 m. 北京 : 清华大学出版社 , 2002(1).3 谭章禄 , 物联网技术在煤矿可视化管理的应用研究 , 煤矿机械 ,2012,(8).刘西青：物联网技术在煤矿可视化管理的