本書將旨在探索基于礦山的物聯(lián)網應用，全面介紹礦山物聯(lián)網的發(fā)展背景、體系結構、技術標準體系、關鍵核心技術與典型應用系統(tǒng)及未來發(fā)展趨勢。首先、從全局的角度介紹了物聯(lián)網的形成與發(fā)展以及礦山物聯(lián)網的產生，給讀者以整體印象。然后，提出了礦山物聯(lián)網的整體架構，詳細介紹了對根據物聯(lián)網架構對礦山物聯(lián)網結構的細化分層，并對相應標準進行介紹。其次，根據物聯(lián)網的3個層次，對礦山傳感及其接入技術、網絡傳輸技術、礦山物聯(lián)網M2M平臺、礦山物聯(lián)網智能信息處理技術這4個方面進行描述。最后，介紹了當前礦山物聯(lián)網的具體使用實例，并針對現(xiàn)有情況進行分析和擴展�？偨Y未來的礦山物聯(lián)網的發(fā)展趨勢和需要解決的關鍵問題。
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目錄
前言
第1章 緒論1
1.1物聯(lián)網技術是互聯(lián)網與應用結合的必然1
1.1.1物聯(lián)網是互聯(lián)網發(fā)展的必然趨勢1
1.1.2第四次工業(yè)革命與物聯(lián)網2
1.2礦山物聯(lián)網是物聯(lián)網應用的重要領域5
1.3物聯(lián)網的研究現(xiàn)狀7
1.3.1國內外物聯(lián)網研究現(xiàn)狀7
1.3.2礦山物聯(lián)網研究現(xiàn)狀11
1.3.3煤礦物聯(lián)網存在的問題14
1.3.4煤礦物聯(lián)網可能的發(fā)展方向15
參考文獻16
第2章 礦山物聯(lián)網基礎18
2.1物聯(lián)網基本知識18
2.1.1物聯(lián)網基本概念18
2.1.2物聯(lián)網基礎架構19
2.1.3物聯(lián)網關鍵技術20
2.1.4物聯(lián)網應用分析21
2.2礦山生產與運營過程簡介24
2.2.1礦山生產基本過程24
2.2.2礦山運營管理基本過程29
2.3礦山綜合自動化31
2.3.1礦山自動化系統(tǒng)發(fā)展過程31
2.3.2礦山綜合自動化與數(shù)字礦山38
2.3.3礦山對物聯(lián)網應用的需求41
2.3.4礦山物聯(lián)網層次架構44
參考文獻47
第3章 礦山物聯(lián)網基本架構48
3.1礦山物聯(lián)網理論模型48
3.1.1感知礦山物聯(lián)網總體模型48
3.1.2感知與控制層48
3.1.3信息集成與MES層51
3.1.4管理決策與應用層57
3.2礦山物聯(lián)網網絡架構及平臺59
3.2.1生產安全子系統(tǒng)工業(yè)總線網絡60
3.2.2無線感知層網絡61
3.2.3主干傳輸網絡63
3.2.4生產調度指揮平臺64
3.3礦山物聯(lián)網關鍵技術框架71
3.3.1感知層關鍵技術71
3.3.2傳輸層關鍵技術72
3.3.3應用層關鍵技術73
3.3.4公共關鍵技術73
3.4礦山物聯(lián)網的三個感知73
3.4.1人員感知系統(tǒng)74
3.4.2環(huán)境感知系統(tǒng)75
3.4.3設備感知系統(tǒng)75
3.5礦山物聯(lián)網標準建設76
3.5.1標準建設的意義76
3.5.2主要標準體系77
參考文獻79
第4章 礦山傳感及其接入技術81
4.1礦山安全與生產主要傳感器81
4.1.1安全環(huán)境傳感器81
4.1.2生產工況管理傳感器90
4.1.3新型傳感器95
4.2傳感接入方式102
4.2.1子系統(tǒng)接入方式104
4.2.2分布式傳感與接入106
4.2.3接入方式舉例106
參考文獻109
第5章 傳輸網技術110
5.11000M工業(yè)以太網110
5.1.1工業(yè)以太網的關鍵技術111
5.1.2工業(yè)以太網協(xié)議115
5.1.31000M工業(yè)以太網在礦山中的應用122
5.2網絡接入技術126
5.2.1礦山接入網絡主要技術127
5.2.2礦山無線網絡接入范例133
5.3礦山網絡問題與發(fā)展方向136
5.3.1當前礦山網絡發(fā)展中存在的問題136
5.3.2礦山網絡發(fā)展趨勢137
參考文獻140
第6章 礦山物聯(lián)網M2M平臺141
6.1M2M平臺的作用141
6.2M2M平臺構成143
6.2.1M2M網關145
6.2.2M2M平臺中的一些關鍵技術145
6.3M2M平臺接口標準146
6.3.1ETSITCM2M標準146
6.3.23GPP模式的機器間通信147
6.3.3感知礦山信息集成交換平臺149
6.4M2M平臺新的發(fā)展方向151
參考文獻152
第7章 礦山物聯(lián)網智能信息處理技術153
7.1信息集成與數(shù)據倉庫153
7.1.1信息集成與數(shù)據平臺的意義153
7.1.2數(shù)據倉庫主要內容與作用154
7.2智能信息處理平臺156
7.2.1各子系統(tǒng)對平臺的應用需求156
7.2.2公共信息處理平臺技術157
7.3信息融合方法160
7.3.1信息融合的基本方法161
7.3.2礦山物聯(lián)網信息融合應用165
7.4智能決策處理技術167
7.4.1綜合信息預警平臺167
7.4.2智能輔助決策系統(tǒng)相關算法168
參考文獻181
第8章 礦山安全生產的三個感知182
8.1礦山人員信息感知182
8.1.1井下人員定位183
8.1.2雙向信息終端系統(tǒng)201
8.1.3人員跟蹤管理系統(tǒng)204
8.2礦山設備感知與預警技術211
8.2.1礦山設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷211
8.2.2礦山設備模式庫213
8.2.3礦山設備診斷方法217
8.2.4礦山設備動態(tài)管理技術224
8.2.5礦山設備遠程診斷方法229
8.2.6礦山生產主要系統(tǒng)監(jiān)控及健康狀況感知230
8.3礦山安全感知及網絡化監(jiān)控242
8.3.1煤礦安全242
8.3.2礦山災害概述243
8.3.3分布式礦震監(jiān)測系統(tǒng)248
8.3.4分布式采動裂隙場監(jiān)測系統(tǒng)研制254
8.3.5分布式通風監(jiān)控系統(tǒng)259
參考文獻260
第9章 云平臺技術及應用服務263
9.1云平臺基礎263
9.1.1云的基本概念263
9.1.2云應用的幾種常見模式267
9.2智能礦山對云平臺的需求272
9.2.1智能礦山的云應用需求272
9.2.2智能礦山云服務分析274
9.3礦山云應用舉例275
9.3.1基于SaaS的礦震遠程預警系統(tǒng)275
9.3.2煤礦風網優(yōu)化云服務280
參考文獻281
第10章 CPS信息物理系統(tǒng)283
10.1CPS基礎283
10.1.1CPS基本概念283
10.1.2CPS系統(tǒng)原型285
10.1.3CPS的特點288
10.2礦山CPS與礦山物聯(lián)網290
10.2.1礦山物聯(lián)網的發(fā)展趨勢290
10.2.2礦山CPS的優(yōu)勢291
10.3礦山CPS模型概要292
10.3.1礦山CPS系統(tǒng)模型292
10.3.2采煤工作面CPS建模297
10.3.3礦山CPS系統(tǒng)建設的要點312
10.4礦山CPS關鍵技術314
10.4.1嵌入式系統(tǒng)技術314
10.4.2發(fā)布與訂閱模式314
10.4.3下一代網絡技術315
10.4.4礦山信息的可信度研究316
10.4.5異構模型的融合316
10.5礦山CPS應用前景316
參考文獻317
索引319
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