物联网智能工业-智慧矿山整体规划设计解决方案

D智慧矿山解决方案1背景及公司简介 32矿山物联网技术应用分析 42.1安全应用分析 42.1.1我国矿山安全生产现状 42.1.2物联网在矿井安全生产中的必要性42.1.3矿井下安全生产物联网需求 52.2生产与物流应用分析 52.2.1我国矿井生产与物流现状 52.2.2物联网在矿井生产与物流中应用的技术方 62.2.3无线/有线一体化调度通信系统 72.2.4物流信息化系统平台 73系统设计架构及详细设计 8 93.2网络集中控制器 3.3中继器 3.4传感器 1背景及公司简介物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别(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相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网被视为互联网的应用扩展，应用创新是物联网的发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外感是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，而在煤矿行业中，矿井环境恶劣，各种事故常有发生，因此，在矿井下建设物联网系统，对矿井下环境进行实时精密监测，对人员安全与位置进行精确定位，对于提高煤矿生产力水平，改善工作环境，有重大意义。智慧矿山是通信网和互联网在矿山行业的拓展应用和网络延伸，它利用物联网传感技术与智能传感器对矿山物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现矿山人与物、物与物四川佳锐博科技有限公司成立于2012年4月，注册资金200万元人民币。公司自成立开始专注于物联网技术综合应用解决方案的研究，并且与各地政府、运营商、设计院、系统集成商等各方机构达成战略合作，建立了多方合作模式，在西南区域大力推动物联网技术应用发展。随着智慧城市建设及住宅智能化理社会及个人家居生活中，成为物联网技术应用领域优秀的综合服务提供商。本，以市场为导向，已发展高新技术为先导，以振兴场投入力度，力争继续保持行业领先地位，秉承学习、A、智能家居系统产品及综合解决方案；B、系统集成类项目解决方案设计及软硬件产品定制C、物联网技术在行业中的功能性应用(如酒店、小区、敬老院、通信、矿井、农业、汽车、烟草等)。2矿山物联网技术应用分析2.1安全应用分析2.1.1我国矿山安全生产现状我国矿产资源丰富，劳动力廉价，在国际市场竞争中本应占有优势，但由于我国矿产储存条件复杂，特别是煤矿的自动化水平低，井下用人多，生产安全监控系统采用的技术比较落后，功能单一，再加上管理等因素，使得生产成本高，安全形势不容乐观。全国煤矿事故死亡人数居高不下，百万吨死亡率大大高于世界主要产煤国家平均水平，严重影响了煤炭工业的2.1.2物联网在矿井安全生产中的必要性等各类传感器、电缆、电气机械设备、钢筋混凝土等等，所有这些将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，基于物联网络可以对矿井复杂环境下生产系统内的人D-2.1.3矿井下安全生产物联网需求目前多数矿井装备有安全监控系统和人员定位系统，但监测、定位范围小，精度差，无法了解井下详细信息，为此，物联网技术的发展和产品，能够在兼容以上两套系统的基础上，实现如下功能：(1)定位功能，井下人员和车辆向系统发送位置信息，系统上位机可以得知矿工和井下矿车的位置；(2)环境参数采集功能，井下甲烷、氧气、二氧化碳、温度、湿度等环境参数，会严重影响整个矿井的生产安全，工人工作环境，因此，需要对井下的每个巷道进行环境监测，并把采集的数据上传至上位机分析记(3)数据传输功能，若矿井有一处发生矿难，井下矿工需及时知道信息，并规划逃生路线，同时还可与其他矿工和井上人员发送消息，相互交流；(4)系统有良好的扩展性和兼容性，便于增添新功能，D如网络电话、网络监控摄像头等设备。根据以上功能对系统的要求，矿井下物联网系统需要在井下安装无线设备，无线信号范围覆盖井下大部分区域；每一名矿工均需携带终端，可以与无线设备进行通信，接入系统；矿车、采矿机等大型设备需要装备定位卡；还需一些环境参数采集终端，可以将采集的数据传至系统。与此同时，煤矿井下物联网还有其特殊的性能要求：在矿井下环境中，设备数量多，人员多，杂多变，地热效果明显，温度和湿度值较高，对网络2.2生产与物流应用分析2.2.1我国矿井生产与物流现状(1)矿井下空间狭窄、巷道复杂、环境恶劣，却集中了供电、运输、通风、排水、采掘、支护等大量的大型机电设备。(2)矿产开采面临的是移动的生产环境，大量的设备需要跟随采掘的进度搬迁，生产企业的设备管理与运维水平普遍较低，导致效率低下，设备、材料损耗浪费现象严重，设备的定位与管理在煤矿企业目前是个空白。(3)矿井在生产中使用大量的机车，我国开采设备定位主要以有线通信方式为主，对于有轨机车，目前采用最多的是定位继电器+有线通信的方式的实现，由于技术、成本与现场安装环境的限制，定位继电器无法高密度大量安装，所以只能在道岔、车站等少数关键位置实现定位，机车运行途中的精确定位无法实现；对于矿区井上、井下的汽车，目前还没有成熟可(4)在炸药的管理与使用方面，生产企业在日常的持续生产中需要大量使用炸药，许多恶性矿难的发生都与炸药的使用与管理的不当有关。而现有的炸药管理工作在生产企业内部还处于比较初级的登记领用状态，矿区内炸药运载车辆、火工人员下井放炮等均没2.2.2物联网在矿井生产与物流中应用的技术方案人员、设备定位与管理系统人员定位系统四川佳锐博科技有限公司SichuanJiaruiboTecco.,ItdADD:四川省成都市二环路南四段51号莱蒙广场2栋6楼TEL主要标识卡、读卡器、网络传输系统、上位机与系统软件组成，标识卡由个人佩带，目前国内的生产企业大都已经安装了人员定位系统，可以接入到物流信息化系统管理平台，设备定位与管理系统与人员定系统数据库软件，以标识卡的不同分组来区分人与设主，对于有轨机车，目前采用最多的是定位继电器+有技术进行定位的尝试，但由于这些定位技术的核心为基于对无线信号场强相对强弱的分析来实现定位，由四川佳锐博科技有限公司SichuanJiaruiboTecco.,ItdADD:四川省成都市二环路南四段51号莱蒙广场2栋6楼TEL以象地面一样通过对多基准点的无线信号场强的测量与计算获得精确的定位，被定位物体在一个地点只能探测到1～2个基准点，现场环境中的遮挡、环境中的移动物体与电磁干扰导致定位精度很差，对移动机车的定位精度非常低。炸药流向与运输监控管理系统炸药流向管理系统采用二维码识别与管理技术，二维码由于成本低廉，同样适用于企业对低值设备或材料的日常管理。炸药流向管理以煤矿企业从公安部门取得炸药为起始点，由四川佳锐博科技有限公司SichuanJiaruiboTecco.,ItdADD:四川省成都市二环路南四段51号莱蒙广场2栋6楼TEL川佳锐博科技有限公司SichuanJiaruiboTecco.,ItdADD:四川省成都市二环路南四段51号莱蒙广场2栋6楼TEL领用、运输、下井等流程的管理至炸药按规程使用炸药的流向管理与人员定位系统可以协同工作，管理炸药的出入库、领用；领用人员的身份鉴别；使用矿区内炸药运输车辆管理系统采用具备定位、Wi-Fi传输功能的车载DVR系统实现，可以实时监控与记录炸药运输车辆的位置、工况、运输物品及驾驶人通信系统是“智慧矿山”实现的重要保障手段，无线/有线一体化调度通信已经成为今后的发展趋势，本位、应急救援通信、工业环网、无线/有线一体化四川佳锐博科技有限公司SichuanJiaruiboTecco.,ItdADD:四川省成都市二环路南四段51号莱蒙广场2栋6楼TEL度通信的六网合一的系统。系统采用模块化设计方便用户对各子系统的选择与扩展，六网合一使系统的整体造价、设备线缆安装架设工程量、维护量大幅缩减，系统的扩展性大幅增强。基于VoIP通信技术的优势，系统还具备应急通信的功能，系统支持多环多路由网络冗余，系统中任意一点的分站、光缆等设备发生故障或遇灾害损坏时，系统具有即时重构自愈功能，故障不影响系统的正常工作。系统中的手机具有被中断隔离，井下的手机之间仍然可以通过脱网通信2.2.4物流信息化系统平台的整合，增加监测监控、告警、存储、分发、业务流程管理、协同作业管理、统计报表、数据分析等附加功能，实现多级、分层、实时以及任意位置的监控与管理。四川佳锐博科技有限公司SichuanJiaruiboTecco.,ItdADD:四川省成都市二环路南四段51号莱蒙广场2栋6楼TELm…23系统设计架构及详细设计根据矿山需求和应用分析，通过对矿山企业现有的通信线路和各种信息化监控管理平台数据集成，利用对井下物联网ZigBee技术组网，实现将危险源监测监控、超限预警、人员定位、井下视频监控、安全隐患管理、应急控制、生产和经营等系统的数据，上传矿山管理人员可以随时随地利用手机与矿山的安全实时监控系统进行互联，实时查询当前各监控点的瓦斯的浓度、通风情况及各类安全生产和销售统计报表；随时记录安全隐患及下达隐患处理意见；快速询安全规程及应急预案，并能实时接收矿务局(集团公司)下达的任务和通知信息，并能自动接收到监控中心发四川佳锐博科技有限公司SichuanJiaruiboTecco.,ItdADD:四川省成都市二环路南四段51号莱蒙广场2栋6楼TEL山系统矿山系统支撑平台矿方内网矿方现有各种信息化监控系统应用模块公网各种传感设备矿山系统各种传感设备2移动行业移动力业网关移动行业移动力业网关接入段备服务交火警传感器数燃库服数燃库服通风设备力传感器其他传感器监控，办会终端四川佳锐博科技有限公司SichuanJiaruiboTecco.,Itd3.1井下ZigBee物联网架构井上井上井下防爆摄像杌网络集中控制器井下骨干环网(1000M)基于zigbee技术的矿山井下传感及数据采集设备示意图物联网一个重要特征就是能够快速大规模部署并能够长期稳定运行，这样的特征就要求我们的家居产品四川佳锐博科技有限公司SichuanJiaruiboTecco.,ItdADD:四川省成都市二环路南四段51号莱蒙广场2栋6楼TELigBee最初预计的应用领域主要包括消费电子、能源管理、卫生保健、家庭自动化、ADD:四川省成都市二环路南四段51号莱蒙广场2栋6楼TEL筑自动化和工业自动化。随着物联网的兴起，ZigBee又获得了新的应用机会。物联网的网络边缘应千个微小的传感传动单元之间相互协调实现通信，并且这些单元只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点，所以它的通信效率非常高。这种技术低功耗、抗干扰、高可靠、易组网、易扩容，易使用，易维护、便于快速从技术的角度看，物联网和ZigBee技术在智能家居、健康保健、工农业监测等方面的应用有着很大的融合建设、维护、标准化(国际HA标准)等方面的优势，必将在物联网型智能家居领域获得更广泛的应用。ZigBee目前已经成为全球公认的最后100米的最佳ADD:四川省成都市二环路南四段51号莱蒙广场2栋6楼TEL:028-870720081.即插即用，傻瓜式操作，支持用户DIY,无需专业人员参与，具备初中以上学历的个人就可以完2.全无线通讯(无线安装，无线控制):不受施工影响，不用布线随时可以购买使用，没有销售时间的局限性。支持手机，电脑，控制屏多种控制方式，随时随地远程智能家居生活陪伴在你的左普通电池供电时间基本都在两年以上，真正低功4.双向通信：采用ZigBee通信技术，具备双向通信，状态实时可见，使得智能化更彻底，解决了传统智能家居远程控制抓瞎，远程控制非智能的弊端，目前只有ZigBee的产品能实现这一功能。 四川佳锐博科技有限公司SichuanJiaruiboTecco.,Itd5.大面积普及：物联网是互联网+局域网的组合方式进行运作的，佳锐博科技的物联网智能家居系统采用ZigBee局域网，传感器和网关都有独立的全球唯一ID号，绑定式工作，杜绝了传统无线智能家居大规模应用出现窜网，互相干扰的顽症。星形组网+自由组网，从而使用户越广泛稳定性6.强大的组网能力：更大的扩容空间，理论上可以外接6万5千多个节点，我们测试挂2千5百个延时仅1.2秒。到即插即用，傻瓜式操作。四川佳锐博科技有限公司SichuanJiaruiboTecco.,ItdADD:四川省成都市二环路南四段51号莱蒙广场2栋6楼TEL:028-870720088.ZigBee局域网具有自动组网功能，主动搜索，主9.安全性：安全性更强128k加密技术，目前在全球10.成熟的软件控制方式，每个指令仅需极少的流量，整个系统的运作对网络带宽没有要求，适用于流畅，方便消费者随时随地的查询，控制。真正实现“无论您身在何地，家就在您的身边!”市场规范，为合作伙伴取得长效稳定的受益提供12.强大的研发团队，确保每月不低于4款新品投放市场，用户端软件平均两周更新一次。总结：我们是目前我国唯一一家拥有ZigBee全套成品的公司(软硬件齐全，传感器种类达到60种之多),技术上已经领先了同行5年，这让我们占四川佳锐博科技有限公司SichuanJiaruiboTecco.,ItdADD:四川省成都市二环路南四段51号莱蒙广场2栋6楼TEL川佳锐博科技有限公司SichuanJiaruiboTecco.,ItdADD:四川省成都市二环路南四段51号莱蒙广场2栋6楼TEL先机。无线远程操控掌控多个传感设备网络集中控制主机是一款在