一、行業(yè)背景
煤炭是我國主要能源，在我國能源生產和消費中，約占73%。據專家預測，未來50年內煤炭仍然占據中國能源消費的50%以上。我國雖然煤炭資源豐富，但是由于地形復雜，生產自動化水平低，安監(jiān)技術落后，導致事故頻發(fā)，阻礙煤炭產業(yè)發(fā)展。
物聯(lián)網作為一種新興產業(yè)技術，通過信息傳感設備，把物品與互聯(lián)網連接以進行信息交換和通信，從而達到智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，真正實現(xiàn)了物與物、物與人相連。
物聯(lián)網概念的提出，能夠將煤炭行業(yè)的井下環(huán)境監(jiān)測、安全生產監(jiān)測、礦災監(jiān)測和井下人員定位監(jiān)測的傳感設備融合連接到一個可擴展的協(xié)議化的網絡體系中，實現(xiàn)數據交互，打破了以往煤炭系統(tǒng)中數據孤島的壁壘，使得系統(tǒng)之間可以實時有效的協(xié)同管理和控制，達到礦井智能化管理。
二、智慧礦井系統(tǒng)
InforSuite IOT EdgeServer（簡稱IIES）是中創(chuàng)軟件商用中間件股份有限公司自主研發(fā)的基礎中間件平臺，專門適用于物聯(lián)網解決方案。IIES支撐平臺作為一種基礎軟件設施，能夠為應用系統(tǒng)提供快速構建的架構支撐與工具手段。基于IIES研發(fā)的智慧礦井總體架構示意圖如圖一所示。
智慧礦井分為感知層、網絡傳輸層、物聯(lián)網中間件支撐平臺層和應用層四部分。
感知層：地下礦井內布線十分困難，Zigbee無線定位網絡具有雙向短距離傳輸，功耗低，組網靈活，網絡自愈能力強等特點，十分適合礦井內布網。人員標簽卡、環(huán)境監(jiān)測傳感器、水位傳感器、電壓傳感器、機械轉速傳感器等，將感知到的井內數據實時傳遞給Zigbee網關，由網關負責經過網絡傳輸層統(tǒng)一上傳。
網絡傳輸層：主要利用GPRS、Internet等網絡技術實現(xiàn)井下各類感知層采集到的數據的遠距離傳輸到地面的物聯(lián)網中間件服務器。
物聯(lián)網中間件支撐平臺層：IIES提供多種設備接入技術，通過不同類型的感知設備適配器，獲取海量原始數據并解析。IIES提供復雜事件處理引擎，將解析后的數據經過過濾、分組、關聯(lián)和聚合，形成透明的感知數據供上層應用使用。同時，IIES針對具體需求形成特定的業(yè)務場景服務，并提供接口服務供上層應用直接訂閱。
應用層：根據IIES解析的感知數據，快速構建礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、礦井人員管理和定位系統(tǒng)，礦井設備控制系統(tǒng)和危情實時預警系統(tǒng)。系統(tǒng)之間數據共享。
圖一 智慧礦井系統(tǒng)總體架構
三、產品優(yōu)勢
1.物聯(lián)網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據。
2. 物聯(lián)網中間件的事件引擎依據現(xiàn)實邏輯實時處理和分析感知事件，形成有效數據。
3. 物聯(lián)網中間件的基礎服務快速構建具體應用模塊，供上層系統(tǒng)直接訂閱。
4. 物聯(lián)網中間件從感知、傳輸到解析分別采取安全策略，保障數據安全有效。
四、方案價值
以物聯(lián)網中間件為基礎的智慧礦井系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：
● 物聯(lián)網中間件提供快速構建感知設備適配器的插件技術，實現(xiàn)上層應用對感知設備資源管理的零編程，縮短應用系統(tǒng)的開發(fā)周期。
● 采用復雜事件處理引擎，能夠實時處理每秒百萬級別的事件，有效提高系統(tǒng)運行速度。
● 提供可視化管理平臺，遠程實時監(jiān)控部署在井下的感知設備狀態(tài)。
● 智慧礦井各系統(tǒng)之間數據交互共享，打破數據孤島的壁壘，促進礦井管理智能化，有效提高管理效率，增強生產安全性。
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