在“感知中國(guó)”的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全面發(fā)展的環(huán)境下，“感知礦山”是中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中重要的一環(huán)，本設(shè)計(jì)所構(gòu)建的系統(tǒng)主要完成對(duì)礦井下環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)井下工作人員的定位跟蹤、將收集的信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并上傳到監(jiān)控中心，為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)、管理者制定科學(xué)決策提供有效依據(jù)。該系統(tǒng)是一個(gè)集物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、傳感器等技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)，本文篇幅有限，主要闡述該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。
空氣環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)
1.1系統(tǒng)構(gòu)成及部署
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的嵌入式礦下環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是基于PC、Cortex—A8及Cortex-M0等設(shè)計(jì)，依托各項(xiàng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等技術(shù)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)礦井井下環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、人員位置跟蹤，以實(shí)現(xiàn)最大限度的礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)。
煤礦的礦區(qū)特點(diǎn)是單個(gè)礦井縱深長(zhǎng)，而范圍卻比較小，各個(gè)終端和數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行連接時(shí)必須使用級(jí)聯(lián)的方式，各個(gè)終端相互之間進(jìn)行逐級(jí)上報(bào)，M0采集模塊完成數(shù)據(jù)采集，通過(guò)ZigBee通信上報(bào)到A8前端數(shù)據(jù)處理中心，然后A8前端模塊集中將數(shù)據(jù)通過(guò)WEB方式提供給遠(yuǎn)程PC后臺(tái)。
1.2系統(tǒng)功能描述
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本功能主要包括：M0終端安裝在礦井的縱深方向，各個(gè)M0終端通過(guò)ZigBee進(jìn)行級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)礦井的分布式數(shù)據(jù)采集;M0終端實(shí)時(shí)采集礦下環(huán)境數(shù)據(jù)：溫度、濕度、瓦斯?jié)舛?、RFID刷卡數(shù)據(jù);最靠近數(shù)據(jù)處理中心的M0終端、通過(guò)ZigBee通信，將采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)及刷卡信息傳送給數(shù)據(jù)處理中心;數(shù)據(jù)處理中心(A8)接收到各個(gè)M0終端采集的數(shù)據(jù)后進(jìn)行統(tǒng)一處理(存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)、產(chǎn)生報(bào)警信息、更新到核心服務(wù)器端);數(shù)據(jù)處理中心(A8)通過(guò)GPRS模塊向綁定的手機(jī)發(fā)送報(bào)警信息;數(shù)據(jù)處理中心(A8)構(gòu)建嵌入式WEB服務(wù)器，用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和PC進(jìn)行監(jiān)控，并進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置;服務(wù)器PC端為總的數(shù)據(jù)處理后臺(tái)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到各個(gè)A8數(shù)據(jù)處理中心，下載各個(gè)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)以進(jìn)行二次數(shù)據(jù)處理。
1.3系統(tǒng)通信方式
在本系統(tǒng)中，三個(gè)模塊間使用了以下幾種通信方式。
PC后臺(tái)和A8數(shù)據(jù)處理中心之間：使用WEB服務(wù)的方式，由A8數(shù)據(jù)處理中心構(gòu)建的嵌入式WEB服務(wù)器，在模塊內(nèi)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的控制網(wǎng)頁(yè)，PC通過(guò)普通網(wǎng)頁(yè)的方式進(jìn)行模塊的訪問(wèn)和控制。
A8數(shù)據(jù)處理中心和M0數(shù)據(jù)采集模塊之間：使用ZigBee短程無(wú)線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和模塊的控制。
A8模塊和手機(jī)之間：A8模塊連接一個(gè)GPRS模塊，目前主要使用短信的方式，在緊急事件發(fā)生時(shí)，向用戶手機(jī)發(fā)出短信;同時(shí)GPRS模塊也可以提供數(shù)據(jù)連接方式，實(shí)現(xiàn)手機(jī)端的WEB訪問(wèn)。
各個(gè)M0數(shù)據(jù)采集模塊之間：使用ZigBee短程無(wú)線通信，在深井內(nèi)的M0模塊由于距離過(guò)長(zhǎng)，無(wú)法和A8進(jìn)行通信，所以必須使用級(jí)聯(lián)的方式，通過(guò)相鄰的M0模塊進(jìn)行逐級(jí)上報(bào)。
