物联网技术在矿区安全中的应用

郑刚

（河南神火集团有限公司，河南 永城 476600）

物联网技术在矿区安全中的应用

郑刚

（河南神火集团有限公司，河南 永城 476600）

矿区的特殊性给矿区监控提出了更高的要求，现有的矿区监控系统主要用于事后取证，本文提出了一个综合的“感知矿区”综合信息系统，利用现有最先进的射频识别技术、计算机信息处理技术以及手机短信综合服务平台，该系统是一套针对中国矿区的特殊情况所建立的信息化综合平台。

感知矿区；物联网；信息系统

1 国内矿区安防系统发展现状

国内矿区的安防系统起源于古代的门岗卫士和哨所制度，这也是最古老的安防监控系统。随着计算机技术、信息技术与检测检视设备的发展，智能监控系统在矿区也得到了广泛的应用，但目前国内大多数矿区的安防主要采用的还是红外线对射报警，或者是基于硬盘录像的视频实时录像等简单的技术手段，防范效果不太理想，没有事前报警功能，只能用作事后取证；系统不会对进入矿区人员的身份进行验证，也不能保存来访人员的信息资料，容易给犯罪分子的犯罪造成可乘之机，不能从根本上杜绝犯罪分子的破坏行为；不同安全防护手段彼此相互独立，没有可集成的软、硬件接口，只能依靠人工进行防范，存在较多的防范漏洞。因此，要建立一个防范有效的矿区安防系统必须要做到人防与技防相结合的手段，新的安防系统要能集成目前已经安装的诸如红外防御、视频监控、围墙高压电网防范等系统，实现各系统数据的高度智能化集成、分析处理与共享，并且能够长时间不间断稳定运行，及时发现异常，及时报警；同时还要具备简单友好的操作界面，系统开放性、兼容性强，性价比高等特点。

针对传统矿区安防系统存在的不足，本文提出了一种基于物联网技术的“感知矿区”信息系统，该系统包括新一代智能防入侵系统、智能视频监控系统、重点部位防范系统、身份识别系统和来访人员信息管理系统，以及与公安部门联动的智能联网报警系统，对矿区大门、货物运输通道、围墙、主副井口、人员出入通道等多个重要环节、重点部位进行全方位监控，真正做到对危险因素的有效防范。

2 “感知矿区”系统的框架结构

图 1 矿区物联网应用平台总体架构

“感知矿区”系统采用基本的物联网分层体系结构，自下而上分别为物联网感知层、物联网平台层、物联网应用层，矿区应用层建立在物联网应用层之上，总体架构如图1所示。

物联网感知层是物联网发展和应用的基础层，它处在物联网的最底层，由传感器等数据采集设备构成，也包括数据接入到网关之前传感器网络。它的主要功能是负责信息的采集、分析融合、信息处理和向上层的网络传输，通过RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术等技术手段对矿区范围内的各类检测监控对象进行实时信息采集，把采集到的信息逐级进行分析融合。物联网平台层建立在通信网络的基础上，主要实现对网络设备的管理和由设备信息到业务信息的转换，底层设备及其网络的复杂性和多样性必须要得到有效屏蔽，建立统一的管理接口和信息模型，并基于组件化的构建方式构建多种组件，能够更灵活地支持复杂的应用场景。

物联网应用层是物联网发展的最终目的，应用层利用经过分析处理的感知数据，为用户提供丰富的特定服务，不断发展的软件开发、智能控制等技术将为用户提供丰富多彩的一个个特定的物联网应用，随着各种行业和家庭应用的开发，物联网的应用将推动物联网的普及。围绕“感知矿区”这一核心，系统根据矿区安全管理的现状，提供面向重点部位和场所监控、外来人员管理等多个应用子系统。

3 开放的技术架构

由于物联网应用的诸多特点给信息平台技术架构的设计提出了更高的要求。物联网应用平台多采用开放性的技术架构，主要表现在整体技术框架需要用分布式中间件和基础服务构成，分布式中间件是软总线的核心内容。“感知矿区”物联网应用信息平台由接入层、服务层、逻辑层和界面层构成，如图2所示。

图 2“感知矿区”技术框架结构

接入层的功能是利用分布式代理和协议适配等技术手段，将底层传感器设备、汇聚设备、辅助设备、网络传输设备的差异因素屏蔽掉，并采用面向对象原则设计。服务层以平台共享信息模型为基础，提炼和抽取出一组业务层面的公共服务。服务的设计采用面向对象、面向服务等原则，并统一透明部署在软件总线上。由于物联网应用具有多样性和复杂性的特点，这就要求物联网逻辑层能够向上支撑多样化的、差异化的业务应用。

4“感知矿区”信息化平台

为实现“平安矿区”目标，有效应用感知系统采集到的相关信息，建立基于“感知矿区”的信息管理平台至关重要。这个平台首先要能够适应矿区的管理模式，并能满足上级部门的安防要求，这个信息平台应具有以下的特点：其一，完整的报警功能。系统能够分析有物联网系统产生的异常情况，给出完整的报警信息，通知相关人员做出相应处理，并且能够与移动、联通、电信网络链接，实现短信报警。其二，数据分析、整理和统计功能。其三，完善的数据查询功能，根据多种要求向多种需求人员提供相应的查询功能。其四，数据与系统的安全管理。由于该系统与因特网连接，企业内部网络要设有相应的防火墙、网络隔离等设备，确保信息的安全传输。其五，友好的人机界面。一个友好的人机界面是各类软件应用系统的基础。通过对多种组件的合理组织，才能搭建起丰富多彩的物联网应用平台。其六，基于SQL Server的数据库和B/S架构的访问模式。SQL Server数据库可以满足大量信息的需求，B/S架构的访问模式可以使得访问更加方便和实用。

综上所述，“感知矿区”信息系统把“事前预防为主、事后取证为辅”的智能安防新理念作为设计的出发点，它包括新一代智能防入侵系统、智能视频监控系统、重点部位防范系统、身份识别系统和来访人员信息管理系统，以及与公安部门联动的智能联网报警系统，对矿区大门、货物运输通道、围墙、主副井口、人员出入通道等多个重要环节、重点部位进行全方位监控，真正做到对危险因素的有效防范。当任何一个子系统检测到有异常情况时都会自动报警，由矿区保卫人员根据报警信息及时处理，防止异常事件发生。随着物联网技术的深入应用，“感知矿区”信息系统也将得到更广泛的应用，不仅仅应用于矿区，该方案也可以广泛应用到其他类型企业、厂矿，以及党政机关、工业集聚区等有安防需求的单位，市场前景较为广阔。

[1]余立建，王茜.物联网/无线传感网实践与实验[H].北京：西南交通大学出版社.2010.

[2杨丙根，物联网在平安校园建设中的应用[J].无锡商业职业技术学院学报，2010.

[3]张飞舟，杨东凯.物联网技术导论[M].北京：电子工业出版社.2010.

TD76

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1671-0037（2014）12-93-2

郑刚，（1982-），男，硕士研究生，工程师，研究方向：企业电气信息化的规划与实施工作。