张月娟

（甘肃省定西市临洮农业学校，甘肃 定西 730500）

所谓物联网即为物与物之间互相联系的互联网，这一概念的提出收到了全球国家的关注，被称誉为一次信息时代的大改革[1]。物联网可分为网络层、感知层和应用层三个部分。其中感知层相当于人类的五官用来进行对事物的感知和识别及信息的收录。网络层相当大脑中枢神经，主要负责对“五官”识别的信息进行传递。应用层则为人们的社会分工，用于将大脑传送来的信息进行明确分工及应用。此前，这一技术已经应用到矿山安全监控管理信息系统设计中，在促进矿山安全监控管理快速发展的同时也带来了一些安全隐患。为此，加强物联网感知层信息安全传输有着十分重要的意义。文章针对物联网感知层的信息安全传输方式开展研究，通过设计一种新型基于物联网的矿山安全监控管理信息系统，建立物联网感知层的安全机制。通过基于物联网的矿山安全监控管理信息系统的框架设计，以对比实验的形式对文章设计的系统进行验证，得出结论，最终达到基于物联网实现矿山安全生产的目的。

1 基于物联网的矿山安全监控管理信息系统设计

1.1 硬件设计

为了保证矿山安全监控管理信息系统在运行的过程中，能够通过稳定可靠的MCU准确的完成相应工作任务，首先，需要对矿山安全监控管理信息进行清晰化处理，并通过相关信息判断出矿山安全监控的状态是否正常。因此，本文系统采用了一种具有嵌入式-微控制器的集成电路，且芯体尺寸为32位，速度在72MHz，程序存储器容量为256KB，RAM容量为48K的硬件平台，该平台可以更好的完成系统中对矿山安全监控管理信息采集以及处理等功能的要求。本文主要对两部分的电路进行设计，一是本系统中的最小系统电路，二是系统中信息的采集以及解析电路。

在最小系统的电路中，主要包含了微处理设备、振荡电路以及复位电路[2]。微处理设备采用一种DSP为32位的处理器，微处理设备示意图，如图1所示。

图1 微处理设备示意图

根据图1所示，其芯片上具有132字节Flash，其板载晶振可达30.72MHz，具有更加丰富的外部设施资源及接口。矿山安全监控管理信息的采集和解析电路是将由摄像头获取到的外部环境中更详尽的矿山安全监控管理信息，通过转换芯片将模拟的信号信息转换为空间上的数字化信号，采用具有HS处理技术的芯片，实现更加优质的信噪比、量子效率等，可以将获取到的矿山安全监控管理信息更加高效的转换为数据信息[3]。

1.2 软件设计

1.2.1 基于物联网提取矿山安全监控管理信息

根据上述完成的硬件设计，下述将基于物联网技术的应用现状，开展矿山安全监控管理信息提取的研究[4]。提取的矿山安全监控管理信息包括：安全综合管理信息、安全工器具管理信息、安措反措管理信息、事故调查和统计报告管理信息、安全教育培训管理信息、安全监察机构信息与安全监察人员管理信息等。若收集到的安全监控管理信息参数数值在设定的正常运行参数范围内，则对其判定无相关信息，即可进行下一个信息节点的继续监控。若显示其超出了正常的运行参数范围，则针对该点取样，将其归入异常信息集合，并基于物联网网络层以网络化视频的方式实时观看被监控点的生产信息。其次，结合矿山安全监控管理信息系统的运行状态与停机状态，对其实施边界的模糊处理，并将处于模糊边界的数据一并归入信息异常的判别过程中。根据预警方式的不同，基于物联网为其提供的大数据处理技术，便可实现对信息的综合性前期预处理。即为设定隶属函数，将A(x)表示为异常的隶属范围值，当x=0时，表明提取的信息出现异常趋势或存在一定的危险信号，当x＜0时，表明信息不存在异常，可实现故障的持续运行；当x＞0且x不等于1时，表明出现异常预警信号。最后，根据物联网技术下设备的运行范围，对其进行异常边缘化处理，即对出现异常的区域进行等价优化的正交检测，并根据划分的应力区域范围实现矿山安全监控管理异常信息的提取。

1.2.2 矿山安全监控管理信息除杂降噪处理

根据上述提取的矿山安全监控管理信息，下述将基于物联网技术，开展矿山安全监控管理信息智能分类的研究[5]。首先，将提取的矿山安全监控管理信息动态化的整合成一个特征参数数据集合，并根据参数的特征对其进行矿山安全监控管理信息特征向量的定位，记为B=[A(x1),A(x2),……,A(xn)]，其中，n表示为多种分类方式，并对不同的矿山安全监控管理信息划分对应的近似类型，严格遵循隶属接近数值原则及诊断距离最小化的沿着，对其实施故障的模糊识别。其次，由于收集到的数据受到多种检测设备阴影、监测噪声等的影响，因此，应对矿山安全监控管理信息实施除杂降噪处理。计算公式如公式（1）所示。

如上述公式（1）所示，为数据集合的降噪公式。Q表示为整理后的矿山安全监控管理信息集合；B表示为原始的矿山安全监控管理信息集合；A(Xn)表示矿山安全监控管理信息系统中任意一个节点的参数点坐标；n表示为多种分类类型；Xi表示为人工因素影响条件下收集数据中存在的噪声。采用上述计算公式，可得出新的信息集合，最后，根据模糊综合评估两者之间的关系，对矿山安全监控管理信息的隶属关系按照R矩阵的方式进行分类，可表示为R=QB。结合先进的物联网技术，极大的加强了矿山安全监控管理信息系统在工作过程中对周围复杂环境的降噪能力。

2 对比实验

2.1 实验准备

本次实验采用黑盒测试的方法，对设计的系统以及传统系统进行测试。系统测试环境，如表1所示。

表1 系统测试环境

结合表1信息，设置传统的信息系统为实验对照组。实验主要内容为测试两种信息系统的信息执行数，本文实验设计数为20个，信息执行数越接近设计数证明该信息系统执行能力越强。记录实验结果，进而判断两种信息系统对于矿山安全监控管理信息的综合执行能力。

2.2 实验结果分析与结论

根据上述设计的实验步骤，采集实验数据，将两种信息系统下的执行数进行对比。具体实验结果，如表2所示。

表2 实验结果对比表

根据表2可以看出，本文设计的信息系统执行数与设计数完全一致，而对照组存在执行失败的情况。因此，设计信息系统可以实现对矿山安全监控管理信息的成功执行。通过验证结果，证明所设计的信息系统其各项功能均可以满足设计总体要求，可以广泛应用于矿山安全信息监控管理方面。

3 结束语

文章开展了基于物联网的矿山安全监控管理信息系统设计，为矿山安全监控管理信息的优化设计提供理论支持。最后采用设计对比实验的方式，验证了本文设计的信息系统在实际的应用中可提升执行能力，降低传统信息系统存在的执行失败次数，因此，在后期的发展中，应加大该种系统在矿山安全信息监控管理中的应用。