一、行业背景
煤炭是中国的主要能源,约占中国能源生产和消费的73%。据专家预测,未来50年,煤炭仍将占中国能源消费的50%以上。虽然中国煤炭资源丰富,但由于地形复杂、生产自动化水平低、安全监督技术落后,事故频发,阻碍了煤炭行业的发展。
物联网作为一种新兴的工业技术,通过信息传感设备将物品与互联网连接起来进行信息交换和通信,实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理,真正实现物与人之间的联系。
物联网概念的提出,可以将煤炭行业地下环境监测、安全生产监测、矿山灾害监测和地下人员定位监测传感设备集成到可扩展的协议网络系统中,实现数据交互,打破以往煤炭系统数据岛的障碍,使系统能够实时有效地协调管理和控制,实现矿山智能管理。
二、智能矿井系统
InforSuite IOT EdgeServer(简称IIES)是中创软件商用中间件有限公司自主研发的基础中间件平台,专门用于物联网解决方案。IIES作为基础软件设施,支撑平台可以为应用系统提供快速构建的架构支撑和工具。基于IIES智能矿井总体架构示意图如图1所示。
智能矿分为四部分:感知层、网络传输层、物联网中间件支撑平台层和应用层。
感知层:地下矿井内布线非常困难,Zigbee无线定位网络具有双向短距离传输、功耗低、网络组合灵活、网络自愈能力强等特点,非常适合矿山网络。人员标签卡、环境监测传感器、水位传感器、电压传感器、机械速度传感器等,实时传输井内感知数据Zigbee网关负责通过网络传输层统一上传。
网络传输层:主要利用:GPRS、Internet物联网中间件服务器等网络技术实现了地下各种感知层收集的数据的远程传输。
物联网中间件支撑平台层:IIES通过不同类型的感知设备适配器,提供多种设备接入技术,获取大量原始数据并进行分析。IIES为上层应用提供复杂的事件处理引擎,通过过滤、分组、关联和聚合分析数据,形成透明的感知数据。同时,IIES形成特定的业务场景服务,并为上层应用程序直接订阅提供界面服务。
应用层:根据IIES分析的感知数据,快速构建矿井环境监测系统、矿井人员管理定位系统、矿井设备控制系统和危险情况实时预警系统。系统之间的数据共享。