关键词：物联网技术；煤矿；集中控制
引言：近年来，物联网技术已经被普遍应用到多个行业和领域当中，将物联网技术应用在煤矿系统中是现代正在研究的一个重要方向。目前来说，很多煤化工企业都在使用分布式控制系统，但是煤炭生产的过程比较复杂，并且设备的数量众多，想要更好的实现高效安全的生产，就需要对煤矿集中控制进行重视。
一、物联网基本架构
对于物联网来说，它的架构主要分为三个层面的内容。一是感知层，主要依靠RFID、静态传感器以及动态传感器等技术，实现信息的有效采集，通过利用这种技术可以对矿山井下所有的重要物体进行有效的感知；二是网络层，该层一般都是铺设在地表的，通过构建起能够覆盖整个作业区域的网络来对信息传达进行保证，网络传输平台是矿山物联网的主干网，凭借工业以太网的技术可以对信息数据的安全稳定性进行保证；三是应用层，该层对矿山作业环境附近的数据能够进行集中处理，通过信息化的平台就可以对矿山作业区域进行智能化的监测和管理[1]。
二、现场总线技术
现场总线技术能够对分布式控制系统中布线复杂的问题和成本高的问题进行一定的解决。系统主要可以分为现场传感器、数据采集器和控制器三个部分的内容现场传感器采用了激光粉尘仪和GS-A2气敏传感器，通过对这两个传感器进行利用，可以对煤炭生产中可能产生的矿尘和有害气体的浓度进行测量。数据采集器的模拟前端可以选用ADuC7061对信号进行处理，而控制器可以选用STM32F103RBT6来对整个系统的运行进行控制。对于现场总线技术来说，它能够实现生产过程的现场控制，能够将现场控制设备与更高控制管理层之间的联系进行强化。现场总线系统既是一个开放的数据通信系统、网络系统，又是一个可以由现场设备实现完整控制功能的全分布控制系统。将现场总线技术应用在煤矿工业当中，不仅可以提高信号的质量，还能提高控制和传输的进度，同时也能更好的丰富信息控制的内容，为实现远程传送也创造了一定的条件。
三、数据采集器
随着微电子技术、测控技术和数字通信系统的发展，国外的很多数据采集技术已经达到了很高的水平，其中比较大的特点就是功能多样性、体积减小和使用方便等。对于数据采集器来说，它的主要特点主要可以集中在以下几个方面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
首先来说，数据采集器是一台功能比较全的状态分析仪，有常用的时域分析和频域FFT分析，而且还可以做包络谱和时频域分析等功能；另外，它可以兼做其它仪器来进行用；它的存储量比较大，从低频到高频频域的测量范围都比较宽，能够适应机器从低速到高速各种监测范围需要；它还可以利用振动传感器或者是过程传感器等，输入多种物理量，继而形成多种参数的监测系统；它的元器件具有高度的集成化，能够很大程度上减轻机器的重量，能够更好的适应恶劣的天气变化，也具有更好的抗干扰能力。随着国内公司研发和技术的投入，数据采集系统已经达到了比较高的水平，因此采集的速度和精度都在增高。数据采集器可以进行煤矿井下多种信号的采集，能够更好的提高人机交互的界面的水平，继而完成数据显示、监控和记录以及发送控制命令[2]。
四、预期成果
基于ARM（AdvancedRISCMachines）平台嵌入Linux作为操作系统的主控制器。数据采集器由模拟前端和通信控制两部分构成，一般来说，模拟前端将采用可扩展的插卡式并带有温度自校准，而通信控制将对片内集成SPI通信控制器进行利用，最后的人机交互界面的硬件部分将使用触屏液晶，这样可以实现更好的文件系统支持。总体来说就是利用数据采集器的通信控制器通过总线将数据传输到主控制器当中，人机交互系统中将数据进行及时存储，进而方便后续的使用[3]。
这种设计是基于总线技术的煤矿井下数据采集系统，它的主要工作就是对数据采集器进行设计，对现场传感器进行选型，同时还要对其工作原理进行合理的解释，做好人机交互的界面。为了对生产过程中可能发生的意外进行预警，要在传感器中设计声光报警电路。数据采集的部分主要是由两个部分构成，主要为数据采集模拟前端和总线的通信控制即协议转换模块。通过对这样的结构进行设计，可以让煤矿的集中控制得以更好的实现，对提高煤炭生产工艺水平和提高煤炭生产的效率具有重要的意义。
结语：总之，我国正处在物联网技术快速发展的重要时期，各种创新技术都在不断发展，但是相关的案例经验还相对较少，在实际的应用中还存在一定的问题，毕竟煤炭生产过程比较复杂，整个系统设计还需要进一步的完善。
参考文献：
[1]付贵祥，周红军，郭继茹.基于物联网的煤矿安全综合智能预警系统［J］.工矿自动化.2014(04）：99-101.
[2]时强,王国帅.基于物联网技术的矿山安全管理系统的构建[J].甘肃科技.2015(06):14-15.
[3]付贵祥,周红军,郭继茹.基于物联网的煤矿安全综合智能预警系统[J].工矿自动化.2014(04):99-101.
论文作者:鲁明强 程阳波 欧志杰 周宇
论文发表刊物:《科学与技术》2019年16期
论文发表时间:2020/1/15
标签：数据论文; 技术论文; 传感器论文; 集中控制论文; 煤矿论文; 现场论文; 采集器论文; 《科学与技术》2019年16期论文;