煤矿井下机电设备物联网监测系统
煤矿井下机电设备物联网技术中融合了相应的网络技术、通信技术以及控制技术等。它通过数据、视频等多种形式设备运行状态的实时传输，保证煤矿井下机电设备运行的稳定和安全
摘要：
从煤矿井下机电设备的种类入手，对煤矿井下机电设备的物联网监测系统开发进行研究，包括系统组成和信息组成功能。物联网监测系统的应用试验得出，通过开发运用物联网监测系统，降低了煤矿井下机电设备的故障率，提高了生产效率。
关键词：
煤矿井下机电设备;物联网监测系统;开发
引言
对于煤矿企业而言，运用人工的方式对煤矿井下机电设备的运行状态进行监控的实现难度较高，并且监控过程中煤矿井下机电设备出现问题的可能性较大，因此对煤矿井下机电设备的物联网监测系统开发进行研究具有一定的现实意义。
1煤矿井下机电设备及其物联网技术
1.1煤矿井下机电设备的种类
煤矿井下机电设备主要包括采煤机、电机车、液压支架、通风机以及变压设备等。煤矿井下机电设备种类的复杂性决定了监控工作的难度较高，物联网监控系统应该充分考虑机电设备的特点进行开发设计。
1.2煤矿井下机电设备的物联网技术
煤矿井下机电设备物联网技术中融合了相应的网络技术、通信技术以及控制技术等。它通过数据、视频等多种形式设备运行状态的实时传输，保证煤矿井下机电设备运行的稳定和安全。除此之外，物联网技术还可以运用控制中心对监测过程中监测出的机电设备运行数据进行分析，结合分析结果对设备进行有效控制。在煤矿井下机电设备物联网中，主要包含以下三部分。
1.2.1感知层
就感知层而言，它的功能主要是对煤矿井下不同的机电设备进行实时定位，通过设备实际运行状态的智能化感知和可视化监控的实现，提升煤矿井下机电设备的.安全、稳定运行，促进生产活动的顺利进行，进而为煤矿企业带来更多的经济利润。为了保证感知层相关功能的实现，应该将设备定位技术、职能传感技术以及射频识别技术等相关技术应用到感知层中。
1.2.2管理层
管理层通过煤矿井下机电设备运行显示和决策环节的智能化，促进煤矿井下机电设备运行状态管理智能化的实现。管理层可以对煤矿井下的所有机电设备的运行是否存在故障进行诊断。当诊断结果显示设备存在故障问题时，管理层可以对其进行相应的维护和维修。为了实现上述功能，需要将远程控制技术、故障诊断技术以及智能控制技术等相关技术应用到管理层中[1]。
1.2.3控制层
控制层对煤矿井下机电设备的控制功能是通过无线网络实现的，在控制层中，主要包含网络接口技术、自动控制技术以及智能计算技术等。
2煤矿井下机电设备的物联网监测系统
组成煤矿井下机电设备的物联网监测系统示意图如下页图1所示。该监测系统主要是由以下几部分组成的：
2.1主站和逻辑分站
在煤矿井下机电设备的物联网测系统中，主站的作用是对所有设备进行智能管理和安全监控。主站的控制功能需要通过控制器实现，煤矿井下机电设备的正常运行是生产活动顺利进行的基础。逻辑分站的组态需要利用主站进行配置，通过分站覆盖区域的扩大，实现信息传输成分的有效降低，进而促进煤矿井下机电设备的物联网监测系统稳定性的提升[2]。
2.2通信网络
在煤矿井下机电设备的物联网监测系统中，通信网络占据了较为重要的地位。煤矿井下机电设备可以通过无线网络和有线网络实现实时监控，通过对所有机电设备的全方位监控，保证煤矿井下机电设备的安全、稳定运行。随着通信技术发展的不断深入，人们对物联网监测系统安全性和稳定性等方面提出了更高的要求，为了满足人们的要求，通信网络应该具备一定的故障自动恢复能力。
2.3网络传感器
在物联网环境中，传感器会形成一种无线网络的特点，这种特点的产生简化了网络接入过程。在配置网络传感器的过程中，不需要考虑量程和类型的问题，缩短了配置过程所需的时间。
2.4网络控制器
网络控制器的功能是对物联网监控系统所获得的信息进行处理，当主站将控制指令传输至网络控制器中之后，网络控制器通过控制指令的合理执行，实现对煤矿井下机电设备的有效控制。
2.5网络执行器
煤矿井下机电设备通过控制接口完成设备开关的控制，因此可以将网络执行器安装在控制开关周围，进而实现对煤矿井下机电设备的相关信息的有效控制。
3煤矿井下机电设备的物联网监测系统的功能
3.1信息采集功能
在煤矿井下机电设备的物联网监测系统中，信息采集功能是实现监测的基础环节之一。在物联网监测系统的信息采集模块中，主要包含接口功能、信息配置功能、设备管理和控制功能。首先，要将DSP、单机片等相关设备与煤矿井下机电设备的智能控制设备连接起来，利用传感设备和智能芯片将机电设备的实际运行信息传输至服务器中，物联网监控系统结合服务器的信息处理结果得出煤矿井下机电设备的运行情况[3]。
3.2物联网监测系统的信息传输功能
信息传输功能的设计质量从一定程度上决定着物联网监测系统对煤矿井下机电设备运行状态的监控质量。物联网监测系统的信息传输功能是通过数据信息从多个串口传输至网络，再由网络传输至监控中心，最后由监控中心传输至远程遥控中心这个过程实现的。在煤矿井下机电设备的物联网监测系统信息传输功能的设计过程中，应该对通信管理功能、协议设计功能以及数据管理功能等相关功能的设计加以重视[4]。
3.3本地服务模块
物联网监测系统的最终目的是促进煤矿井下机电设备可视化管理的实现，并对设备的管理水平进行有效提升。对此，在系统的本地服务模块中增加了组态和列表。为了保证本地服务模块相关功能的发挥，应该对组态功能、信息配置功能、显示功能以及权限功能等方面的设计加以重视。
3.4诊断和远程监测功能
诊断功能和远程监测功能是物联网监测系统的核心功能。这两种功能使得物联网监测系统可以对煤矿井下机电设备实际运行状态进行实时监测，当设备的运行过程出现问题时，物联网监测系统可以进行预警。除此之外，物联网监测系统还可以对煤矿井下机电设备的故障进行合理预测，促进设备的稳定、安全运行。
3.5用户使用模块
物联网监测系统的用户使用模块主要是为煤矿井下机电设备专家、煤矿井下机电设备使用人员等相关人员提供服务。用户使用模块的主要功能是帮助管理人员对煤矿井下不同的机电设备运行进行有效管理。在设计物联网监测系统用户使用模块的过程中，要对信息传输功能、信息储存功能以及信息查询功能等加以重视，通过用户管理模块的合理设置，提升煤矿企业对煤矿井下机电设备的管理水平，进而帮助煤矿企业获得更多的经济利润[5]。
4物联网监测系统的应用试验
为了保证开发出的物联网监测系统具有较好的实用性能，应该对物联网监测系统的应用进行实验。将开发出的物联网监测系统应用到某煤矿的煤矿井下机电设备监控中。该煤矿井下工作环境较为恶劣，在这种工作环境中，煤矿井下机电设备的运行更容易出现问题，物联网监测系统的应用能够对煤矿井下所有机电设备的实际运行状态进行实时监控，当发现设备出现故障时，能够及时进行补救处理，将故障设备对生产效率的影响降至最低水平。为了更好地反映物联网监测系统的应用效果，需要对煤矿井下相关机电设备信息进行统计。该煤矿井下机电设备信息如表1所示。在应用物联网监测系统的一年时间内，该煤矿井下机电设备的故障变化和生产效率变化如表2所示。煤矿井下机电设备的运行得到了有效控制，该煤矿企业的煤矿井下生产效率从75%提升至82%，这一数据表明所开发的煤矿井下机电设备物联网监测系统具有较好的使用效果[6]。
5结语
为了保证煤矿企业生产活动的顺利进行，需要对煤矿井下机电设备的运行状态进行有效监控。机电设备工作环境的特殊性提升了监控工作的难度，物联网监测系统的应用可以获得较好的效果。在开发物联网监测系统的过程中，需要结合煤矿井下机电设备的运行特点，对物联网监测系统的功能和组成结构进行合理设计。
参考文献：
[1]于同亚.煤矿井下机电设备的物联网监测系统开发[J].煤矿机械，2013(12)：251-254.
[2]李强.煤矿井下开关监测系统研究与实现[D].齐齐哈尔：齐齐哈尔大学，2013.
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[5]刘东.基于物联网的煤矿安全监控系统设计[D].太原：中北大学，2014.
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