于雷
山东省田庄煤矿有限公司山东济宁272103
摘要：物联网，正如它的名字所表现的，是一种重新定义的互联网技术，它是指把物与物通过互联网的方式联系起来，是对互联网在定义上的延伸与扩展。本文主要对煤矿物联网研究现状及发展趋势进行了分析与展望，以期对我国煤矿行业的发展起到积极影响。
关键词：物联网；煤矿；生产；现状；发展趋势
一、物联网概念
物联网即“物物相连的互联网”，就是给所用物体安装传感器，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，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网本身是一个集成的技术平台，基本框架包括感知层、网络层和应用层。感知层是各种传感器组成的传感网；网络层将传感器获取的信息通过有线网络或移动通信网络传输到上层网络平台；应用层包括面向服务的中间件和具体服务系统，实现物联网的智能应用。物联网技术在煤矿运输中的发展和推进是一个长期的过程，其各项功能需要通过各种关键技术来完成实现。
二、物联网在煤矿应用中的现状分析
2.1技术标准不统一
在物联网发展过程中，由于所有组成的部分都是局部与整体之间的关系。所有物联网技术的构成当中，传感、传输、应用各个层面会有大量的技术出现，它们由于为了适应不同的井下工作环境和工作量，因此在配置过程当中，自主性较强，甚至一些企业在引进物联网技术过程当中，不是完整的构建，而是在自身原有设备的基础之上，进行选择性的引进，这样便导致物联网系统当中没有统一的技术标准，各种小的物联网应用独立存在，这样，在进行信息的转化和端口之间的连接过程当中，就会因为没有形成统一的技术表，从而难以实现信息交互。
2.2传输带宽流量制约
在井下的煤矿施工环境当中，物联网技术作用发挥的大小往往依赖于网络的好坏。网络情况相当于“木桶效应”当中的短板，而在大多数的煤矿当中，2G/和3G、4G无线技术的应用普遍不高，数据传送效率低使得物联网传输的数据带宽受到制约，不仅仅会影响物联网系统的工作效率，而且因为受到网速的影响，一些即时数据的传送也会受到制约，从而使得在影响传感数据系统的判断。另外，无线视频等应用存在传输瓶颈问题也会导致监控室不能够第一时间做出有效的指令判断，从而影响煤矿安全风险控制。
2.3成本问题
在物联网技术的引入和应用过程当中，由于一系列的运作系统和设备较多，这样便会导致在煤矿的生产当中，成本问题会得到上涨，对于以盈利为目的的一些企业而言，引进全套的物联网技术不仅需要投入大量的资本，而且在建设过程当中也会消耗工期，因此许多煤矿没有大规模的应用，另外，电子标签和读写器的成本问题制约着物联网的推广。正是在这种大环境之下，物联网技术没有从根本上得到切实有效的大规模的应用，成本高的问题难以解决，从根本上制约了物联网技术在煤矿中的应用。
三、加强物联网技术在煤矿生产中应用的有效措施
3.1统一技术标准，提高综合效率
在物联网技术当中，统一标准，是切实保证其安全生产的关键。另外，在功能方面可以看增加物联网的识别功能，电子现金一卡通对SIM卡进行开发，使职工只需要携带手机便可实现食堂消费、洗澡刷卡、无线充值等功能。不仅可以增强职工对于物联网技术的体验，也能够使得系统的作用发挥最大化，在员工生活领域和效率领域得到提升，从而在侧面降低企业生产成本。
3.2增加无线监测监控应用
将无线网络覆盖的井下的每个巷道及掘进头和工作面，对井下甲烷、氧气、二氧化碳、温度、湿度等环境参数进行监测，通过无线将采集的数据传输到井下无线基站，并通过工业以太网，上传至监控平台。电机车定位系统在电机车上安装大功率定位标签，在巷道三岔口拐弯处安置读卡器，当车辆通过岔口时，通过红绿灯指示车辆通行的先后顺序，并通过LED牌显示。
3.3加强技术应用
（1）感知层。在构建煤矿生产物联网的感知层时，通常会使用到以下几项关键性技术：电子标签（RFID）、微机电系统（MEMS）和全球定位系统（GPS）技术。扩而言之，就是指在构建物联网时，感知层就像人体的神经感受器，利用各种微型传感器对矿井中的各方面信息进行实时监测，采集到井下及井上环境和煤矿工作人员的信息，然后通过嵌入式系统将这些信息进行初步处理，随即利用无线通信网络将收集到并处理过的的信息传送到下一层的接入点，最终到达数据处理终端，对信息处理。
（2）网络层。在构建煤矿生产物联网的网络层时，工程师们通常会使用到的，也就是互联网相关技术，这些互联网包括计算机网、移动通信网和无线个人局域网等。他们会将2G/3G/4G网络、有线宽带、蓝牙、Wi-Fi等通信技术联系起来，使电信网与互联网相融合，以期达到让矿井中地形以及作业人员的信息能够实时准确地交换的目的。
（3）应用层。在构建煤矿生产物联网的应用层时，工程师们通常会用到以下关键技术：M2M（MachinetoMachine）、云计算和人工智能等。M2M旨在把通信技术、软件智能处理技术和自动控制技术相结合，从而达到自动控制机器设备的目的。云计算是现代信息技术、计算机技术、高等数学等多个学科与技术交融与互补发展的产物，具有强大的处理能力、存储能力以及非常高的性价比，这些特点，使得应用层为人们提供各项服务成为了可能。
四、煤矿物联网发展趋势分析
就煤矿企业的技术发展模式来说，煤矿物联网技术的发展呈现出多种技术聚合进行发展的模式，煤矿物联网方面主要涉及以下三种类型技术的发展：
4.1在煤矿安全中嵌入式智能信息传感技术的发展
就目前而言，应该针对在有限空间中，进行研究高效智能化环境下的感知技术研发，重点研究在嵌入式的智能信息化环境下的感知技术，使之能够达到在矿山生产作业的使用要求。通过在井下安装各种感知类和计算类信息设备，使之能够形成一个智能化条件的井下实时信息传递环境。新型嵌入到设备上的信息感知设备能够根据执行命令来实施监控感知各种工作设备的参数数据和安全性能等方面的数据，进而为在判断设备的实际运行状况提供良好的信息支撑，以提高设备工作中的安全保障能力。
4.2采集设备智能化的发展
另一个物联网技术的发展应更偏向底层，更加智能化。现在的井下物联网设备大多只起到数据收集的功能，所有的分析判断都必须经过后台的数据处理才能得出。而其中有些数据只需要做简单的分析就可直接判断出其代表的井下状况，如果直接在采集设备中处理，那么将节省大量无效数据的传输、存储以及后台处理中，加快系统运行速度，更好更快更有效的服务煤矿安全生产工作。
4.3与大数据、云计算技术的深度融合
煤矿井下情况复杂多变，瓦斯、水害、顶板、地压等每一个因素的微小变化都有可能导致一连串的变化，从而造成事故。要想找出其中的变化规律，必须要建立能存储海量数据的数据中心，有快速处理海量数据的计算中心，这就需要与现在的大数据、云计算等技术进行深度融合，从而能在海量的数据中及时找到事故发生因素的微小变化，将事故消灭于萌芽状态。
结束语
随着科学技术的不断发展，将物联网技术充分应用到煤矿建设中，将极大程度的推进煤炭企业的有效生产和安全生产。希望通过本文的论述与分析，能够为煤炭企业引入物联网技术加速综合信息化管理平台提供借鉴和参考。
参考文献
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