基于SaaS的矿震远程预警系统关键技术初探

现有的矿震预警系统都是以独立形式运行于各矿区,相互之间没有关联,重复投资严重,且矿震数据海量繁杂,仅依靠现场分析无法满足实时预警需求。文章基于感知矿山物联网示范工程(夹河矿),对采用云计算SaaS模式构建的矿震远程预警系统关键技术进行了相关研究:首先给出了系统整体框架,然后重点探讨了该系统所涉及的三个关键技术,包括基于SaaS的矿震预警专家分析软件架构、多源SaaS数据库构建技术以及基于MapReduce的并发数据过滤接收技术。现场应用表明,所构建的系统已基本具备全国统一远程矿震预警系统的架构,能满足多矿区远程矿震预警的基本要求。     

煤矿工作面定位WSN的部署与能耗分析

将工作面移动目标定位网络设计为二维线性无线传感器网络,提出了煤矿工作面定位无线传感器网络(PWSN)模型.分析了理想PWSN情况下的能量消耗情况和最优中继节点数目,探讨了一般PWSN的节点部署和下一跳选择方法.为了延长网络寿命,在选择下一跳时应综合考虑单跳能耗最小和能耗均衡两个因素.提出了利用定位目标的运动模式进行位置预测,结合变距节点部署方法来进一步提高PWSN的寿命.仿真实验表明:所提出的方法克服了PWSN没有锚节点和通信空间变化带来的挑战,能够显著节省网络能耗.     

基于磁耦合谐振的无线充电系统建模与分析

为了解决煤矿井下大量无线传感器节点电池更换难、维护难的问题,提出磁耦合谐振式井下无线充电理论模型.根据电路互感耦合理论,推导出谐振状态下接收功率和效率的计算方法,并依此研究传输距离、输入频率、负载大小对接收功率和效率的影响.结果表明:系统的最佳输入频率取决于4个线圈之间的距离.当输入频率为固有谐振频率,激励线圈和负载线圈之间的距离为52cm时,接收功率取得最大值2.74W,而激励线圈和负载线圈之间的距离为44cm时,效率取得最大值,可以达到81%.实验结果与理论分析、仿真结果的变化规律基本一致,可为实际应用提供参考.     

事件驱动的灾害监测传感网中的节能数据传输

为事件驱动的灾害监测传感网提出一种基于分簇和协作MIMO的节能数据传输方法C2 MIMO。首先,在网络中构造监测簇和中继簇,从簇中选出一个主簇头和若干个从簇头,它们充当协作MIMO的协作发送节点和接收节点。随后,利用协作传递的方法将数据从监测簇逐簇传递,直到交付给Sink节点。从协作MIMO的能耗模型和仿真实验的结果可知,C2 MIMO能够较好地适应长距离的中继传输,并对信道恶化具有较强的忍耐能力。     

煤矿物联网研究现状及发展趋势

阐述了国内外煤矿物联网的一些概念及发展历史,分别从系统架构、感知层、传输层、应用层及工程应用方面总结了国内外煤矿物联网研究现状;指出目前煤矿物联网研究存在的主要问题为缺乏低功耗智能传感器及装置、矿井环境能量捕获技术、数据与网络安全方法、公共服务平台以及煤矿物联网相关标准;从嵌入式智能信息传感技术、基于大数据的矿山安全生产云服务平台、安全性方面探讨了煤矿物联网可能的发展方向。     

物联网与感知矿山专题讲座之四——感知矿山物联网与煤炭行业物联网规划建设

指出感知矿山物联网M2M平台应为应用层服务提供开放的接口,适应完善安全避险"六大系统"、领导带班下井、煤矿灾害监测的需求;给出了煤炭行业物联网的四层结构,指出感知矿山物联网建设是整个煤炭行业物联网建设的重点,其它层次以煤矿安全管理和资源管理为主,并分析了矿业集团级、省级、国家级煤炭行业物联网的应用方式;提出了煤炭行业物联网建设需要注意的问题。     

无线传感器网络改进型节点定位算法的研究

无线传感器网络节点位置信息对于事件监测起到至关重要的作用,节点定位技术是无线传感器网络应用的支撑技术之一。为了提高无线传感器网络节点定位的精度,同时减少定位计算过程中的能耗,在RSSI,HCRL定位机制分析的基础上提出了一种改进型的节点定位算法:接收信号强度比定位算法(RSS-RL),通过仿真试验显示:RSS-RL定位算法不仅降低了节点定位复杂度,而且,提高了定位精度。     

物联网与感知矿山专题讲座之一——物联网基本概念及典型应用

介绍了物联网的发展、基本概念、体系结构、标准及典型应用,同时指出了目前物联网应用中存在的问题,提出在感知矿山物联网建设中不能照搬地面应用模式,以避免出现新的信息孤岛和子系统问题孤岛。该文讨论的内容是理解将在本刊连续发表的"物联网与感知矿山"系列文章的基础。     

物联网与感知矿山专题讲座之三——感知矿山物联网的特征与关键技术

指出了感知矿山物联网是在煤矿综合自动化基础上的延伸和扩展应用,因而,感知矿山物联网在很大程度上有别于综合自动化系统;由于煤矿应用的特点,感知矿山物联网与目前地面物联网应用也有一些不同之处;介绍了感知矿山物联网的特征,它主要表现在多系统综合应用、感知层开放、应用平台开放和适合构建逻辑子系统等几个方面;分析了感知层、网络层、应用层的关键技术和跨层的公共技术;给出了感知矿山物联网的开放性要求和标准建设。该文对更好地理解感知矿山物联网的建设具有一定的参考价值。