物聯網技術在礦區安全中的應用

鄭剛

（河南神火集團有限公司，河南 永城 476600）

物聯網技術在礦區安全中的應用

鄭剛

（河南神火集團有限公司，河南 永城 476600）

礦區的特殊性給礦區監控提出了更高的要求，現有的礦區監控系統主要用于事后取證，本文提出了一個綜合的“感知礦區”綜合信息系統，利用現有最先進的射頻識別技術、計算機信息處理技術以及手機短信綜合服務平臺，該系統是一套針對中國礦區的特殊情況所建立的信息化綜合平臺。

感知礦區；物聯網；信息系統

1 國內礦區安防系統發展現狀

國內礦區的安防系統起源于古代的門崗衛士和哨所制度，這也是最古老的安防監控系統。隨著計算機技術、信息技術與檢測檢視設備的發展，智能監控系統在礦區也得到了廣泛的應用，但目前國內大多數礦區的安防主要采用的還是紅外線對射報警，或者是基于硬盤錄像的視頻實時錄像等簡單的技術手段，防范效果不太理想，沒有事前報警功能，只能用作事后取證；系統不會對進入礦區人員的身份進行驗證，也不能保存來訪人員的信息資料，容易給犯罪分子的犯罪造成可乘之機，不能從根本上杜絕犯罪分子的破壞行為；不同安全防護手段彼此相互獨立，沒有可集成的軟、硬件接口，只能依靠人工進行防范，存在較多的防范漏洞。因此，要建立一個防范有效的礦區安防系統必須要做到人防與技防相結合的手段，新的安防系統要能集成目前已經安裝的諸如紅外防御、視頻監控、圍墻高壓電網防范等系統，實現各系統數據的高度智能化集成、分析處理與共享，并且能夠長時間不間斷穩定運行，及時發現異常，及時報警；同時還要具備簡單友好的操作界面，系統開放性、兼容性強，性價比高等特點。

針對傳統礦區安防系統存在的不足，本文提出了一種基于物聯網技術的“感知礦區”信息系統，該系統包括新一代智能防入侵系統、智能視頻監控系統、重點部位防范系統、身份識別系統和來訪人員信息管理系統，以及與公安部門聯動的智能聯網報警系統，對礦區大門、貨物運輸通道、圍墻、主副井口、人員出入通道等多個重要環節、重點部位進行全方位監控，真正做到對危險因素的有效防范。

2 “感知礦區”系統的框架結構

圖 1 礦區物聯網應用平臺總體架構

“感知礦區”系統采用基本的物聯網分層體系結構，自下而上分別為物聯網感知層、物聯網平臺層、物聯網應用層，礦區應用層建立在物聯網應用層之上，總體架構如圖1所示。

物聯網感知層是物聯網發展和應用的基礎層，它處在物聯網的最底層，由傳感器等數據采集設備構成，也包括數據接入到網關之前傳感器網絡。它的主要功能是負責信息的采集、分析融合、信息處理和向上層的網絡傳輸，通過RFID技術、傳感和控制技術、短距離無線通信技術等技術手段對礦區范圍內的各類檢測監控對象進行實時信息采集，把采集到的信息逐級進行分析融合。物聯網平臺層建立在通信網絡的基礎上，主要實現對網絡設備的管理和由設備信息到業務信息的轉換，底層設備及其網絡的復雜性和多樣性必須要得到有效屏蔽，建立統一的管理接口和信息模型，并基于組件化的構建方式構建多種組件，能夠更靈活地支持復雜的應用場景。

物聯網應用層是物聯網發展的最終目的，應用層利用經過分析處理的感知數據，為用戶提供豐富的特定服務，不斷發展的軟件開發、智能控制等技術將為用戶提供豐富多彩的一個個特定的物聯網應用，隨著各種行業和家庭應用的開發，物聯網的應用將推動物聯網的普及。圍繞“感知礦區”這一核心，系統根據礦區安全管理的現狀，提供面向重點部位和場所監控、外來人員管理等多個應用子系統。

3 開放的技術架構

由于物聯網應用的諸多特點給信息平臺技術架構的設計提出了更高的要求。物聯網應用平臺多采用開放性的技術架構，主要表現在整體技術框架需要用分布式中間件和基礎服務構成，分布式中間件是軟總線的核心內容。“感知礦區”物聯網應用信息平臺由接入層、服務層、邏輯層和界面層構成，如圖2所示。

圖 2“感知礦區”技術框架結構

接入層的功能是利用分布式代理和協議適配等技術手段，將底層傳感器設備、匯聚設備、輔助設備、網絡傳輸設備的差異因素屏蔽掉，并采用面向對象原則設計。服務層以平臺共享信息模型為基礎，提煉和抽取出一組業務層面的公共服務。服務的設計采用面向對象、面向服務等原則，并統一透明部署在軟件總線上。由于物聯網應用具有多樣性和復雜性的特點，這就要求物聯網邏輯層能夠向上支撐多樣化的、差異化的業務應用。

4“感知礦區”信息化平臺

為實現“平安礦區”目標，有效應用感知系統采集到的相關信息，建立基于“感知礦區”的信息管理平臺至關重要。這個平臺首先要能夠適應礦區的管理模式，并能滿足上級部門的安防要求，這個信息平臺應具有以下的特點：其一，完整的報警功能。系統能夠分析有物聯網系統產生的異常情況，給出完整的報警信息，通知相關人員做出相應處理，并且能夠與移動、聯通、電信網絡鏈接，實現短信報警。其二，數據分析、整理和統計功能。其三，完善的數據查詢功能，根據多種要求向多種需求人員提供相應的查詢功能。其四，數據與系統的安全管理。由于該系統與因特網連接，企業內部網絡要設有相應的防火墻、網絡隔離等設備，確保信息的安全傳輸。其五，友好的人機界面。一個友好的人機界面是各類軟件應用系統的基礎。通過對多種組件的合理組織，才能搭建起豐富多彩的物聯網應用平臺。其六，基于SQL Server的數據庫和B/S架構的訪問模式。SQL Server數據庫可以滿足大量信息的需求，B/S架構的訪問模式可以使得訪問更加方便和實用。

綜上所述，“感知礦區”信息系統把“事前預防為主、事后取證為輔”的智能安防新理念作為設計的出發點，它包括新一代智能防入侵系統、智能視頻監控系統、重點部位防范系統、身份識別系統和來訪人員信息管理系統，以及與公安部門聯動的智能聯網報警系統，對礦區大門、貨物運輸通道、圍墻、主副井口、人員出入通道等多個重要環節、重點部位進行全方位監控，真正做到對危險因素的有效防范。當任何一個子系統檢測到有異常情況時都會自動報警，由礦區保衛人員根據報警信息及時處理，防止異常事件發生。隨著物聯網技術的深入應用，“感知礦區”信息系統也將得到更廣泛的應用，不僅僅應用于礦區，該方案也可以廣泛應用到其他類型企業、廠礦，以及黨政機關、工業集聚區等有安防需求的單位，市場前景較為廣闊。

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TD76

A

1671-0037（2014）12-93-2

鄭剛，（1982-），男，碩士研究生，工程師，研究方向：企業電氣信息化的規劃與實施工作。