面向礦山物聯網的IPv6技術應用問題的探討

李光

摘 要：通過分析我國現有礦山物聯網的基本情況，結合目前煤礦物聯網和物聯網應用技術發展的實際情況，對于IPv6技術在礦山物聯網領域應用做了簡單介紹，同時對應用中應注意的問題做了簡單描述，也對IPv6技術應用產生的實際意義做了描述。目前隨著自動化、信息化及物聯網技術的廣泛應用，各類大中型煤礦企業的生產過程已從過去簡單的機械化生產向機械自動化、信息化生產邁進，尤其進入21世紀以來，我國大多數的礦山企業在應用推廣新的信息技術過程中進行了較大投入，打下了一定的基礎，取得了明顯的應用效益，也促進了礦山安全生產，尤其是信息化與工業化深入融合以后，煤炭企業加快了自身企業的自動化發展進程，采用先進的適用的符合煤礦實際應用需求的信息科學技術，全力提升煤炭生產企業的生產效率和綜合管理水平，為實現我國煤炭行業的跨越式發展的提供了歷史性契機。

關鍵詞： 煤礦物聯網 IPv6技術 技術研究

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（b）-0023-01

隨著科技不斷進步，普遍將實用的物聯網技術應用在信息化、自動化的系統上，使礦山企業中實際應用過程中的生產、安全、運輸、銷售、機電、物資、供應、統計、人力等相關的應用進行系統集成，通過對各類相關信息的統一管理和資源共享，實現對礦山整體數據的綜合采集、存儲和分析，進而提供相關決策信息和系統解決方案。完成礦山企業信息資源的精準化采集、網絡化傳輸、規范化集成、可視化展現、自動化操作。但是我國礦山物聯網還沒有建成，主要原因和問題有以下幾方面。

（1）礦山物聯網是一個龐大的多元化的信息集成體系系統，涉及地質測量、機電設備應用、信息技術和企業管理等多種學科，在實際操作過程中有廣泛涉及煤礦開采、總體規劃設計、礦井施工、安全管理、生產組織協調、經營管理等諸多環節，各種環節間的溝通需要大量的信息資源但是由于所屬的應用環節所列屬的管理部門、通信手段、協議和數據格式不盡相同，使得大量的信息資源得到浪費，信息資源不能重復利用，信息不能廣為利用現象極為嚴重。

（2）我國現有的煤礦物聯網目前狀況為各個煤炭企業根據自己的生產實際需求結合自身實際在考慮資金、技術的前提下與科研機構進行合作采取聯合開發應用的技術路線，造成煤炭企業的實際應用平臺千差萬別。由于缺乏統一的組織管理，產品技術的個性化強，通用性差，數據通信處理能力不能滿足礦山企業的需求，造成目前各類應用系統資源難以整合、信息資源無法共享，沒有從根本上解決空間信息、實時信息和管理信息共享問題。

（3）煤礦企業所處的環境較為復雜、各類突發因素多、相關專業多、系統工藝復雜、技術裝備的智能化水平低、采掘現場的許多工況參數尚無法獲取，不能針對性地提出有效的產品技術及系統化解決方案，在礦山物聯網建設標準方面更是無從著力。造成目前國內現有的煤礦系統基本上以封閉形式運行，形成了多個系統的信息孤島，各個系統之間各自為政，相互兼容性差。不但增加了資金的投入、加大了系統的維護工作量，也極不利于礦井安全生產的需要。

物聯網豐富的應用和龐大的節點規模應用在一定程度上帶來了商業潛力，同時也帶來了技術上的挑戰，由于IPv6具有很多適合物聯網大規模應用的特性，作為下一代網絡協議，IPv6憑借著豐富的地址資源以及支持動態路由機制等優勢，能夠滿足煤礦物聯網對通信網絡在地址、網絡自組織以及擴展性等諸多方面的要求，同時還能滿足物聯網對節點移動性、節點冗余、基于流的服務質量保障的需求，有望成為煤礦物聯網應用的基礎網絡技術，構筑物聯網的基礎。IPv6的應用還有眾多的技術細節需要完善，在煤礦物聯網中應用IPv6，并不能簡單地“拿來就用”，不能夠直接應用到傳感器設備中，因此，根據現階段IPv6技術和業務的發展情況，結合移動終端設備對IP地址的大量需求，為簡化網絡結構和端到端的業務管理，提出在相對封閉的礦山物聯網中應用IPv6的技術研究，以實現物體的泛在互聯。

將IPv6技術應用于煤礦物聯網感知層需解決一些關鍵問題，包括以下幾方面。

（1）IPv6報文過大，頭部負載過重。

（2）地址轉換。

（3）報文泛濫。

（4）輕量化IPv6協議。

（5）路由機制。

（6）組播支持。

（7）網絡配置和管理。

通過開展礦山物聯網的IPv6技術研究，不僅突破基于物聯網系統關鍵技術，不僅能夠使礦山各生產環節的生產工況信息在一個統一網絡平臺上運行，在異構條件下進行聯通與共享，能夠使不同功能的應用系統聯系起來，協調有序運行，使各自獨立的監控系統信息實現共享。其重要意義有以下幾方面。

（1）能夠實現在調度指揮中心集中監測井上、下生產安全信息，控制井上、下機電設備，做到部分機電設備無操作工，機電硐室無人值守，達到感知礦山、減人提效的目的，能夠實現井上井下所有控制、監測子系統在一個統一的網絡平臺上運行，從而消除信息“孤島”，同時可和企業內部局域網連接，達到信息共享。

（2）能夠對故障進行診斷，預知維修。從而提高了設備使用的可靠性，保證煤礦生產的安全進行，最后起到提升企業形象的作用。企業網絡是企業信息交流的神經，而企業的調度生產指揮中心是企業的窗口。建設一個基于集成平臺的高標準現代化的安全生產指揮中心，可以提升企業的總體實力。可以使煤礦井下安全監測更實時，更快捷，提高煤礦安全生產效率，對構建健康的和諧社會意義重大。

參考文獻

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