董东

[摘要]物联网概念出现以来在众多行业得以推广，取得了巨大的经济效益和社会效益。本文探索了在传统的矿业生产领域如何利用物联网技术提高管理水平和生产效率。

[关键词]矿山物联网；RFID

国家安全生产监督总局从“十二五”期间就已经提出矿山物联网建设的计划，在“十三五”期间又对整个矿山物联网建设方面做出了重点布局。矿山物联网已经成为矿山信息化发展必须要面对的问题，作为互联网技术发展相对滞后的工矿行业就需要摸索出一条能够迅速成果化的物联网建设道路。

一、成熟技术迁移

中国矿业大学研究中心该系统利用有源RFID标签、智能手持终端及基于WiFi的网络传输协议从现场环境获取井下物资分类信息与动态使用信息，并通过Web技术实现对井下物资信息的实时监测与管理。

在该篇文章中提出运用了目前较为成熟的有源RFID标签技术，对井下生产所用的的各种物资进行管理，从物资采购入库，经历存储管理，到分配运输，最终物资消耗全生命周期，均由该系统进行监管和记录。智能手持终端作为连接RFID标签和后台应用数据库的桥梁，实现物资状态的查询和在数据库中物资记录的相关变更。

该系统的功能实现依赖于井下wifi网关和已建成的成熟井下以太网络。对于进入稳定生产期的矿山来说，井下各个生产系统相对稳定，开拓工程量不大，这套方案无疑是非常完善和便利的。数据库服务由地面数据服务器提供，也保障了数据环境安全，井下终端通过网络可以获取和提供实时带有时间戳的相关数据，这为后期更多类型的数据融入提供了良好的基础，如矿山瓦斯监控数据，矿井通风数据，井下机电设备运行状况数据，还有矿山灾害防控系统数据。对于处于建井期或投产初期的矿山，井下巷道开拓任务量大，巷道用途变换频繁，新增井巷数量大，井下以太网布置就较为困难。该系统的适用性就受到了限制。针对井下设备物资的生命周期特点和对数据实时l生要求的强弱可以把井下数据分为两类，一种是有实时要求的高频变动数据，如井下灾害防控系统数据，另一种是无实时要求的低频变动数据。对于后者使用先储存后同步的离线方式来对数据库中的数据来进行更新和读取，就能够有效降低对井下以太网和wifi网管的依赖。

二、领域探索

《矿井物联网顶层设计》一文中有關矿山物联网的定位，曾做出这样的定义：“矿山物联网是互联网+时代的矿山安全生产公共服务平台，可为矿山安全监管与科学执法、矿山生产过程监控等提供必要的技术支撑，更好地保障矿山的生产安全、生态安全和资源安全。”基于这样的功能性要求，矿山物联网至少应当具备以下两个特征：一是统一的标准，接口定义，数据格式，通信协议都制定统一的标准，便于第三方服务的接入，第二个就是基础主干网络的互联互通，传统成熟的矿山远程监控网络已经普及，矿山物联网不能完全另起炉灶，最终的目的应当是各种数据信息的统一，在对原有网络应用兼容的基础上，对功能进行扩展，实现通信数据的集中，这样为后期的多种矿山物联网应用提供数据基础。

不同的应用对网络的要求是不相同的，将来的矿山物联网网络应当满足矿山安全监督，生产监控等多方面的矿山应用需求，同时具备升级扩展的能力，为以后的矿山信息化升级留有余地。

矿山物联网技术最直接的受益者之一应当是矿山井下工作人员，井下工作人员担任着矿山物联网信息的采集者和矿山物联网信息的接收者的双重身份。在现实应用中，一种通过内置NRF24L01无线通信模块实现井下人员定位，井下安全监测监控，物资管理等多种功能的矿灯的设计方案已经提出。在矿山物联网系统当中，人员定位信息和井下采集到的瓦斯浓度监测信息等重要数据通过wifi互联网上传至地面服务器。在功能设计上该无线通信模块具备双向通信功能，完全有能力从地面数据库获取相关的信息数据传递给井下工作人员，为井下人员的工作生产决策提供数据支持，如在井下避灾过程当中获取有关矿井灾害的相关情况，在维修调试设备中获取整个系统各个部分的运行情况等。

智能家电现在已经不是单纯的一个概念，各式各样的物联网电器已经出现在各行各业。如果能够适时出台统一的矿山物联网标准，矿山设备生产厂家就可以直接生产具备物联网接入能力的矿山设备，这样可以大大简化矿山物联网建设中矿山企业的网络建设环节和建设难度。由此增加的设备制造成本与后期的矿井安全监测监控系统以及所需额外安装的各类传感器相比是微不足道的。

国家已经把“矿山物联网关键技术与装备研发”项目列入了“十三五”重点研发计划，矿山物联网系统和产品认证制度在逐步完善和健全，矿山生产行业和矿山装备生产厂家进行一次全新的变革，由设备生产企业、矿山生产企业、国家管理部门三方共同作用，推进矿山物联网的发展。

三、结语

近几年来物联网技术的出现，对传统的矿山生产和管理产生了巨大变化。在矿山物联网发展和建设中，少走弯路，借助物联网技术彻底摆脱矿山生产管理中各部门各自为政，各自一套标准，数据封闭的局面。从业人员、生产设备、矿用物资、监管监控等多方部门实现信息共享、数据透明、实时准确的目标。标准建设、设备认证、基础网络三方面同步推进，扩展物联网技术在矿山生产行业的应用领域，助力矿山发展。