智慧矿山的照明监控系统设计

蔡旭

摘要：物联网的发展对传统矿井照明监控系统的智能化低、能耗高和矿工安全监控等问题，带来智慧矿山的思路。从智慧矿山的系统架构着手设计，该系统改变传统矿井照明监控系统，判断生物目标存在和移动，并监控LED照明，同时感知物联节点的状态信息；地面的照明监控中心可感知矿山，并控制矿山的物联节点、矿山的维护和矿山避险。

关键词：物联网 智慧矿山 监控中心

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）08-0151-01

我国地底煤矿资源丰富，而传统矿山照明监控系统的智能化低、能耗高和矿工安全监控等问题仍然存在。传统矿山照明监控采用的人为控制模式，其经常演变为“长明效应”，监控模式落伍，不仅造成能耗的无故浪费，而且影响矿工安全监控，无法有效的感知矿山和智慧矿山的建立。随着物联思想的介入，传统矿山照明监控系统已不能满足“智慧矿山”的建立，必须根据科技发展的需求，从监控中心处感知矿山，并对矿山进行智慧照明监控。

1 智慧架构

本系统采用三层系统架构：最底层采用物联原始数据感知层，中间层将底层原始数据传输的物联传输层，顶层即将原始数据处理并动态显示控制的物联应用层。基于物联网的智慧矿山照明监控系统3层架构如图1所示。

图1中的物联应用层即为本系统中的监控中心，控制矿山照明、矿山照明维护监控、和矿工安全监控等具体监控；物联原始数据感知层和原始数据传输的物联传输层主要为本系统提供感知数据。

（1）数据感知。矿山感知节点不仅获得最原始的数据，而且可根据顶层监控中心的自动感知进行控制，只要感知到下矿的矿工，就可自动完成所在区域的LED照明。同时也可通过原始数据传输的物联传输层，将原始数据发送回监控中心，提示监控中心手动完成LED照明。

（2）物联监控。顶层物联监控属于将原始数据处理并动态显示控制的物联应用层，其需要对数据感知的信息进行数据处理，并将数据处理的结果存储下来和提供最优化建议，当遇到紧急险情，及时报警和自动反馈控制。

2 智慧矿山照明监控

智慧矿山照明监控中心首先分析底层的原始数据，对原始数据进行信息分析，将数据处理的结果存储下来和提供最优化建议，其次智慧矿山照明监控中心判断节点是否正常，不正常则进行节点维护工作，若正常，则检测是否有矿工下矿。智慧矿山照明监控中心如果检测到矿工下矿，则进入无矿工智慧照明监控状态，如果检测到有矿工下矿，则进行智慧矿山照明，减少“长明效应”。如图2所示。

矿下可能出现照明险情，则需要将紧急险情迅速反馈给智慧矿山照明，LED闪烁照明，提示矿工迅速撤离矿底，即进入避险LED照明。同时也可开启无人监控模式，直接进入自动智慧LED照明。

3 结语

本文主要从智慧矿山的系统架构进行三层设计，该系统改变传统矿井照明监控系统，能够使地面的照明监控中心感知物联节点的状态信息；为智慧矿山照明监控提供常规的低功耗照明、避险LED照明和自动智慧照明等功能。

参考文献

[1]黄成玉，李学哲，张全柱.基于物联网技术的煤矿综合自动化系统[J].煤矿安全，2012，43（9）：108-110.

[2]张锋国，王宏岳，感知矿山--物联网在煤炭行业的应用[J].物联网技术，2011（5）：43-46.

[3]詹杰，吴伶锡，唐志军.基于ZigBee的智能照明控制系统设计与实现[J].电力电子技术，2007，41（10）：25-27.

[4]刘国贵.基于RF无线通信网络的建筑照明节电控制系统终端设计[D].济南：山东建筑大学，2009.

[5]张锋国，王宏岳.感知矿山--物联网在煤炭行业的应用[J].物联网技术，2011（5）：43—46.endprint

摘要：物联网的发展对传统矿井照明监控系统的智能化低、能耗高和矿工安全监控等问题，带来智慧矿山的思路。从智慧矿山的系统架构着手设计，该系统改变传统矿井照明监控系统，判断生物目标存在和移动，并监控LED照明，同时感知物联节点的状态信息；地面的照明监控中心可感知矿山，并控制矿山的物联节点、矿山的维护和矿山避险。

关键词：物联网 智慧矿山 监控中心

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）08-0151-01

我国地底煤矿资源丰富，而传统矿山照明监控系统的智能化低、能耗高和矿工安全监控等问题仍然存在。传统矿山照明监控采用的人为控制模式，其经常演变为“长明效应”，监控模式落伍，不仅造成能耗的无故浪费，而且影响矿工安全监控，无法有效的感知矿山和智慧矿山的建立。随着物联思想的介入，传统矿山照明监控系统已不能满足“智慧矿山”的建立，必须根据科技发展的需求，从监控中心处感知矿山，并对矿山进行智慧照明监控。

1 智慧架构

本系统采用三层系统架构：最底层采用物联原始数据感知层，中间层将底层原始数据传输的物联传输层，顶层即将原始数据处理并动态显示控制的物联应用层。基于物联网的智慧矿山照明监控系统3层架构如图1所示。

图1中的物联应用层即为本系统中的监控中心，控制矿山照明、矿山照明维护监控、和矿工安全监控等具体监控；物联原始数据感知层和原始数据传输的物联传输层主要为本系统提供感知数据。

（1）数据感知。矿山感知节点不仅获得最原始的数据，而且可根据顶层监控中心的自动感知进行控制，只要感知到下矿的矿工，就可自动完成所在区域的LED照明。同时也可通过原始数据传输的物联传输层，将原始数据发送回监控中心，提示监控中心手动完成LED照明。

（2）物联监控。顶层物联监控属于将原始数据处理并动态显示控制的物联应用层，其需要对数据感知的信息进行数据处理，并将数据处理的结果存储下来和提供最优化建议，当遇到紧急险情，及时报警和自动反馈控制。

2 智慧矿山照明监控

智慧矿山照明监控中心首先分析底层的原始数据，对原始数据进行信息分析，将数据处理的结果存储下来和提供最优化建议，其次智慧矿山照明监控中心判断节点是否正常，不正常则进行节点维护工作，若正常，则检测是否有矿工下矿。智慧矿山照明监控中心如果检测到矿工下矿，则进入无矿工智慧照明监控状态，如果检测到有矿工下矿，则进行智慧矿山照明，减少“长明效应”。如图2所示。

矿下可能出现照明险情，则需要将紧急险情迅速反馈给智慧矿山照明，LED闪烁照明，提示矿工迅速撤离矿底，即进入避险LED照明。同时也可开启无人监控模式，直接进入自动智慧LED照明。

3 结语

本文主要从智慧矿山的系统架构进行三层设计，该系统改变传统矿井照明监控系统，能够使地面的照明监控中心感知物联节点的状态信息；为智慧矿山照明监控提供常规的低功耗照明、避险LED照明和自动智慧照明等功能。

参考文献

[1]黄成玉，李学哲，张全柱.基于物联网技术的煤矿综合自动化系统[J].煤矿安全，2012，43（9）：108-110.

[2]张锋国，王宏岳，感知矿山--物联网在煤炭行业的应用[J].物联网技术，2011（5）：43-46.

[3]詹杰，吴伶锡，唐志军.基于ZigBee的智能照明控制系统设计与实现[J].电力电子技术，2007，41（10）：25-27.

[4]刘国贵.基于RF无线通信网络的建筑照明节电控制系统终端设计[D].济南：山东建筑大学，2009.

[5]张锋国，王宏岳.感知矿山--物联网在煤炭行业的应用[J].物联网技术，2011（5）：43—46.endprint

摘要：物联网的发展对传统矿井照明监控系统的智能化低、能耗高和矿工安全监控等问题，带来智慧矿山的思路。从智慧矿山的系统架构着手设计，该系统改变传统矿井照明监控系统，判断生物目标存在和移动，并监控LED照明，同时感知物联节点的状态信息；地面的照明监控中心可感知矿山，并控制矿山的物联节点、矿山的维护和矿山避险。

关键词：物联网 智慧矿山 监控中心

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）08-0151-01

我国地底煤矿资源丰富，而传统矿山照明监控系统的智能化低、能耗高和矿工安全监控等问题仍然存在。传统矿山照明监控采用的人为控制模式，其经常演变为“长明效应”，监控模式落伍，不仅造成能耗的无故浪费，而且影响矿工安全监控，无法有效的感知矿山和智慧矿山的建立。随着物联思想的介入，传统矿山照明监控系统已不能满足“智慧矿山”的建立，必须根据科技发展的需求，从监控中心处感知矿山，并对矿山进行智慧照明监控。

1 智慧架构

本系统采用三层系统架构：最底层采用物联原始数据感知层，中间层将底层原始数据传输的物联传输层，顶层即将原始数据处理并动态显示控制的物联应用层。基于物联网的智慧矿山照明监控系统3层架构如图1所示。

图1中的物联应用层即为本系统中的监控中心，控制矿山照明、矿山照明维护监控、和矿工安全监控等具体监控；物联原始数据感知层和原始数据传输的物联传输层主要为本系统提供感知数据。

（1）数据感知。矿山感知节点不仅获得最原始的数据，而且可根据顶层监控中心的自动感知进行控制，只要感知到下矿的矿工，就可自动完成所在区域的LED照明。同时也可通过原始数据传输的物联传输层，将原始数据发送回监控中心，提示监控中心手动完成LED照明。

（2）物联监控。顶层物联监控属于将原始数据处理并动态显示控制的物联应用层，其需要对数据感知的信息进行数据处理，并将数据处理的结果存储下来和提供最优化建议，当遇到紧急险情，及时报警和自动反馈控制。

2 智慧矿山照明监控

智慧矿山照明监控中心首先分析底层的原始数据，对原始数据进行信息分析，将数据处理的结果存储下来和提供最优化建议，其次智慧矿山照明监控中心判断节点是否正常，不正常则进行节点维护工作，若正常，则检测是否有矿工下矿。智慧矿山照明监控中心如果检测到矿工下矿，则进入无矿工智慧照明监控状态，如果检测到有矿工下矿，则进行智慧矿山照明，减少“长明效应”。如图2所示。

矿下可能出现照明险情，则需要将紧急险情迅速反馈给智慧矿山照明，LED闪烁照明，提示矿工迅速撤离矿底，即进入避险LED照明。同时也可开启无人监控模式，直接进入自动智慧LED照明。

3 结语

本文主要从智慧矿山的系统架构进行三层设计，该系统改变传统矿井照明监控系统，能够使地面的照明监控中心感知物联节点的状态信息；为智慧矿山照明监控提供常规的低功耗照明、避险LED照明和自动智慧照明等功能。

参考文献

[1]黄成玉，李学哲，张全柱.基于物联网技术的煤矿综合自动化系统[J].煤矿安全，2012，43（9）：108-110.

[2]张锋国，王宏岳，感知矿山--物联网在煤炭行业的应用[J].物联网技术，2011（5）：43-46.

[3]詹杰，吴伶锡，唐志军.基于ZigBee的智能照明控制系统设计与实现[J].电力电子技术，2007，41（10）：25-27.

[4]刘国贵.基于RF无线通信网络的建筑照明节电控制系统终端设计[D].济南：山东建筑大学，2009.

[5]张锋国，王宏岳.感知矿山--物联网在煤炭行业的应用[J].物联网技术，2011（5）：43—46.endprint