面向矿山物联网的IPv6技术应用问题的探讨

李光

摘 要：通过分析我国现有矿山物联网的基本情况，结合目前煤矿物联网和物联网应用技术发展的实际情况，对于IPv6技术在矿山物联网领域应用做了简单介绍，同时对应用中应注意的问题做了简单描述，也对IPv6技术应用产生的实际意义做了描述。目前随着自动化、信息化及物联网技术的广泛应用，各类大中型煤矿企业的生产过程已从过去简单的机械化生产向机械自动化、信息化生产迈进，尤其进入21世纪以来，我国大多数的矿山企业在应用推广新的信息技术过程中进行了较大投入，打下了一定的基础，取得了明显的应用效益，也促进了矿山安全生产，尤其是信息化与工业化深入融合以后，煤炭企业加快了自身企业的自动化发展进程，采用先进的适用的符合煤矿实际应用需求的信息科学技术，全力提升煤炭生产企业的生产效率和综合管理水平，为实现我国煤炭行业的跨越式发展的提供了历史性契机。

关键词： 煤矿物联网 IPv6技术 技术研究

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（b）-0023-01

随着科技不断进步，普遍将实用的物联网技术应用在信息化、自动化的系统上，使矿山企业中实际应用过程中的生产、安全、运输、销售、机电、物资、供应、统计、人力等相关的应用进行系统集成，通过对各类相关信息的统一管理和资源共享，实现对矿山整体数据的综合采集、存储和分析，进而提供相关决策信息和系统解决方案。完成矿山企业信息资源的精准化采集、网络化传输、规范化集成、可视化展现、自动化操作。但是我国矿山物联网还没有建成，主要原因和问题有以下几方面。

（1）矿山物联网是一个庞大的多元化的信息集成体系系统，涉及地质测量、机电设备应用、信息技术和企业管理等多种学科，在实际操作过程中有广泛涉及煤矿开采、总体规划设计、矿井施工、安全管理、生产组织协调、经营管理等诸多环节，各种环节间的沟通需要大量的信息资源但是由于所属的应用环节所列属的管理部门、通信手段、协议和数据格式不尽相同，使得大量的信息资源得到浪费，信息资源不能重复利用，信息不能广为利用现象极为严重。

（2）我国现有的煤矿物联网目前状况为各个煤炭企业根据自己的生产实际需求结合自身实际在考虑资金、技术的前提下与科研机构进行合作采取联合开发应用的技术路线，造成煤炭企业的实际应用平台千差万别。由于缺乏统一的组织管理，产品技术的个性化强，通用性差，数据通信处理能力不能满足矿山企业的需求，造成目前各类应用系统资源难以整合、信息资源无法共享，没有从根本上解决空间信息、实时信息和管理信息共享问题。

（3）煤矿企业所处的环境较为复杂、各类突发因素多、相关专业多、系统工艺复杂、技术装备的智能化水平低、采掘现场的许多工况参数尚无法获取，不能针对性地提出有效的产品技术及系统化解决方案，在矿山物联网建设标准方面更是无从着力。造成目前国内现有的煤矿系统基本上以封闭形式运行，形成了多个系统的信息孤岛，各个系统之间各自为政，相互兼容性差。不但增加了资金的投入、加大了系统的维护工作量，也极不利于矿井安全生产的需要。

物联网丰富的应用和庞大的节点规模应用在一定程度上带来了商业潜力，同时也带来了技术上的挑战，由于IPv6具有很多适合物联网大规模应用的特性，作为下一代网络协议，IPv6凭借着丰富的地址资源以及支持动态路由机制等优势，能够满足煤矿物联网对通信网络在地址、网络自组织以及扩展性等诸多方面的要求，同时还能满足物联网对节点移动性、节点冗余、基于流的服务质量保障的需求，有望成为煤矿物联网应用的基础网络技术，构筑物联网的基础。IPv6的应用还有众多的技术细节需要完善，在煤矿物联网中应用IPv6，并不能简单地“拿来就用”，不能够直接应用到传感器设备中，因此，根据现阶段IPv6技术和业务的发展情况，结合移动终端设备对IP地址的大量需求，为简化网络结构和端到端的业务管理，提出在相对封闭的矿山物联网中应用IPv6的技术研究，以实现物体的泛在互联。

将IPv6技术应用于煤矿物联网感知层需解决一些关键问题，包括以下几方面。

（1）IPv6报文过大，头部负载过重。

（2）地址转换。

（3）报文泛滥。

（4）轻量化IPv6协议。

（5）路由机制。

（6）组播支持。

（7）网络配置和管理。

通过开展矿山物联网的IPv6技术研究，不仅突破基于物联网系统关键技术，不仅能够使矿山各生产环节的生产工况信息在一个统一网络平台上运行，在异构条件下进行联通与共享，能够使不同功能的应用系统联系起来，协调有序运行，使各自独立的监控系统信息实现共享。其重要意义有以下几方面。

（1）能够实现在调度指挥中心集中监测井上、下生产安全信息，控制井上、下机电设备，做到部分机电设备无操作工，机电硐室无人值守，达到感知矿山、减人提效的目的，能够实现井上井下所有控制、监测子系统在一个统一的网络平台上运行，从而消除信息“孤岛”，同时可和企业内部局域网连接，达到信息共享。

（2）能够对故障进行诊断，预知维修。从而提高了设备使用的可靠性，保证煤矿生产的安全进行，最后起到提升企业形象的作用。企业网络是企业信息交流的神经，而企业的调度生产指挥中心是企业的窗口。建设一个基于集成平台的高标准现代化的安全生产指挥中心，可以提升企业的总体实力。可以使煤矿井下安全监测更实时，更快捷，提高煤矿安全生产效率，对构建健康的和谐社会意义重大。

参考文献

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[2] 王相林.IPv6核心技术[M].北京：科学出版社，2009.

[3] 贾灵，王薪宇，郑淑军.物联网/无线传感网原理与实践[M].北京：北京航天航空大学出版社，2011.