一、行業(yè)背景
煤炭是我國主要能源，在我國能源生產(chǎn)和消費(fèi)中，約占73%。據(jù)專家預(yù)測(cè)，未來50年內(nèi)煤炭仍然占據(jù)中國能源消費(fèi)的50%以上。我國雖然煤炭資源豐富，但是由于地形復(fù)雜，生產(chǎn)自動(dòng)化水平低，安監(jiān)技術(shù)落后，導(dǎo)致事故頻發(fā)，阻礙煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)，通過信息傳感設(shè)備，把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接以進(jìn)行信息交換和通信，從而達(dá)到智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，真正實(shí)現(xiàn)了物與物、物與人相連。
物聯(lián)網(wǎng)概念的提出，能夠?qū)⒚禾啃袠I(yè)的井下環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)、礦災(zāi)監(jiān)測(cè)和井下人員定位監(jiān)測(cè)的傳感設(shè)備融合連接到一個(gè)可擴(kuò)展的協(xié)議化的網(wǎng)絡(luò)體系中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，打破了以往煤炭系統(tǒng)中數(shù)據(jù)孤島的壁壘，使得系統(tǒng)之間可以實(shí)時(shí)有效的協(xié)同管理和控制，達(dá)到礦井智能化管理。
二、智慧礦井系統(tǒng)
InforSuite IOT EdgeServer（簡(jiǎn)稱IIES）是中創(chuàng)軟件商用中間件股份有限公司自主研發(fā)的基礎(chǔ)中間件平臺(tái)，專門適用于物聯(lián)網(wǎng)解決方案。IIES支撐平臺(tái)作為一種基礎(chǔ)軟件設(shè)施，能夠?yàn)閼?yīng)用系統(tǒng)提供快速構(gòu)建的架構(gòu)支撐與工具手段?；贗IES研發(fā)的智慧礦井總體架構(gòu)示意圖如圖一所示。
智慧礦井分為感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、物聯(lián)網(wǎng)中間件支撐平臺(tái)層和應(yīng)用層四部分。
感知層：地下礦井內(nèi)布線十分困難，Zigbee無線定位網(wǎng)絡(luò)具有雙向短距離傳輸，功耗低，組網(wǎng)靈活，網(wǎng)絡(luò)自愈能力強(qiáng)等特點(diǎn)，十分適合礦井內(nèi)布網(wǎng)。人員標(biāo)簽卡、環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器、水位傳感器、電壓傳感器、機(jī)械轉(zhuǎn)速傳感器等，將感知到的井內(nèi)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞給Zigbee網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸層統(tǒng)一上傳。
網(wǎng)絡(luò)傳輸層：主要利用GPRS、Internet等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)井下各類感知層采集到的數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸?shù)降孛娴奈锫?lián)網(wǎng)中間件服務(wù)器。
物聯(lián)網(wǎng)中間件支撐平臺(tái)層：IIES提供多種設(shè)備接入技術(shù)，通過不同類型的感知設(shè)備適配器，獲取海量原始數(shù)據(jù)并解析。IIES提供復(fù)雜事件處理引擎，將解析后的數(shù)據(jù)經(jīng)過過濾、分組、關(guān)聯(lián)和聚合，形成透明的感知數(shù)據(jù)供上層應(yīng)用使用。同時(shí)，IIES針對(duì)具體需求形成特定的業(yè)務(wù)場(chǎng)景服務(wù)，并提供接口服務(wù)供上層應(yīng)用直接訂閱。
應(yīng)用層：根據(jù)IIES解析的感知數(shù)據(jù)，快速構(gòu)建礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、礦井人員管理和定位系統(tǒng)，礦井設(shè)備控制系統(tǒng)和危情實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)。系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享。
圖一 智慧礦井系統(tǒng)總體架構(gòu)
三、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
1.物聯(lián)網(wǎng)中間件的適配器屏蔽不同接口的多電氣特性，快速獲取海量硬件感知數(shù)據(jù)。
2. 物聯(lián)網(wǎng)中間件的事件引擎依據(jù)現(xiàn)實(shí)邏輯實(shí)時(shí)處理和分析感知事件，形成有效數(shù)據(jù)。
3. 物聯(lián)網(wǎng)中間件的基礎(chǔ)服務(wù)快速構(gòu)建具體應(yīng)用模塊，供上層系統(tǒng)直接訂閱。
4. 物聯(lián)網(wǎng)中間件從感知、傳輸?shù)浇馕龇謩e采取安全策略，保障數(shù)據(jù)安全有效。
四、方案價(jià)值
以物聯(lián)網(wǎng)中間件為基礎(chǔ)的智慧礦井系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：
● 物聯(lián)網(wǎng)中間件提供快速構(gòu)建感知設(shè)備適配器的插件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)上層應(yīng)用對(duì)感知設(shè)備資源管理的零編程，縮短應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)周期。
● 采用復(fù)雜事件處理引擎，能夠?qū)崟r(shí)處理每秒百萬級(jí)別的事件，有效提高系統(tǒng)運(yùn)行速度。
● 提供可視化管理平臺(tái)，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控部署在井下的感知設(shè)備狀態(tài)。
● 智慧礦井各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交互共享，打破數(shù)據(jù)孤島的壁壘，促進(jìn)礦井管理智能化，有效提高管理效率，增強(qiáng)生產(chǎn)安全性。
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