煤矿物联网中智能终端的设计与实现

智能终端是在煤矿物联网技术下通过感知井下人员周围环境提高煤矿安全生产水平的具体实现。介绍了智能终端的软硬件设计,采用低功耗GS1011智能芯片为硬件核心,以μ-velosity嵌入式操作系统为软件平台,实现井下环境参数采集、双向通信并为地面上位机提供定位信息。测试结果表明,智能终端完成了对周围环境的主动感知。     

基于虚拟接入物联网中间件平台的设计与应用

提出一种基于虚拟接入的物联网中间件平台VAM(Virtual Access Middleware)。通过引入虚拟接入层,将异构的传感网络协议转换为中间件平台的内部协议,从而屏蔽了传感网络的异构性,为应用层访问异构无线传感网络提供统一的访问平台。详细介绍此中间件平台虚拟接入模块以及平台通信协议的设计,并通过在水质监测系统下的应用,验证了VAM中间件的可行性,降低了应用层软件开发的复杂度。     

物联网环境下的RFID技术和WSN技术的研究

物联网作为目前重要的尖端技术驱动全球经济的发展,被广泛运用在国防、医疗、精细农业、工业、智能家居等应用领域.主要研究物联网的两大核心技术RFID和WSN.物联网环境下的RFID技术存在安全隐私威胁,针对现有的安全认证技术和安全性能分析,提出了相关的解决方案和措施.WSN工作于无线通信环境中,根据实际需要,选择不同的网络结构、组网方式及其数据融合方式.     

浅谈煤矿井下无线传感网络通信关键技术

无线传感在传感上所涉及的范围较为广泛,在环境检测方面也具备了其独有的优势,因此在煤矿井下的环境检测过程中采用无线传感网络得到了世界范围内的广泛关注。     

物联网技术在智能化住宅小区中应用

物联网信息技术在不断发展,物联网技术在多个领域中的应用也逐渐拓展,尤其是在当今的智能化小区建设中物联网技术的应用得到了多方的关注,并在改善人们居住环境,维护居民安全中发挥了重要作用。因此,本研究主要从对物联网技术的认识入手,主要分析了物联网及其关键技术,及射频技术与无线传感网络技术在智能化住宅小区中的具体应用。     

基于物联网的农业信息化系统研究与设计

为提高农业自动化、信息化水平,从整体实现农业智能化、自动化,通过对国内外农业物联网研究状况的分析,应用无线传感网络、RFID等相关技术,研发了一套基于物联网关键技术的农业信息化系统.描述了该系统的硬件组成和框架结构,详细介绍了系统的软件设计以及主要功能模块的运作流程,实现了农业的智能化和自动化运作.     

物联网中移动代理的应用研究

通过对物联网网络管理技术的研究,分析了物联网网络管理中存在的问题。针对物联网无线化、移动化的发展趋势,给出了基于分布式网络代理管理模型,该模型通过引入移动代理技术,能够使之更好地适应物联网的管理需求。     

基于传感通信技术的电力物联网应用

随着能源行业的革命性发展以及新技术与电网的深度融合,电网现在呈现出多种能源,多种网络和多种实体的组合,需要建设新一代的电力系统.同时,在信息时代,用电用户在用电过程中拥有更加完整的决策信息,要求用电质量更高,服务响应速度更快基于此,以下对基于传感通信技术的电力物联网应用进行了探讨,以供参考.     

煤矿物联网统一通信平台的研究

提出了以TCP/IP协议为核心,高速工业以太网络为主干,无线局域网、无线传感网、现场总线和RS485总线为延伸,建设煤矿物联网统一通信平台的技术方案,重点阐述了煤矿物联网统一通信平台架构、关键设备、协议体系、虚拟存取及面向服务的通信平台架构的实现方法。     

物联网技术在分布式能源系统中的应用

介绍了分布式能源系统的概念及其优点,并进一步阐述了分布式能源系统能源综合梯级利用的基本形式。针对当前迅速发展的物联网,分析了其基本结构和特征。在此基础上,提出了面向分布式能源系统的物联网体系架构,剖析了该架构中各层的构成和所用到的关键技术。最后,指出了将物联网技术和分布式能源系统相结合是一种必然趋势。     

区块链技术在矿山物联网中的应用研究

针对矿山物联网中数据传输和存储过程中存在易丢失和被篡改等问题,将区块链技术应用于矿山物联网的数据传输与存储中。构建了以数据层、传输层、共识层为核心的矿山私有区块链架构;设计了基于共识模块和数据区块的矿山物联网数据传输与存储防护方案;应用实用拜占庭容错(PBFT)算法设计了数据共识过程,通过在分布式结构化P2P网络每2个节点间设置共识模块并优化P2P协议,实现了矿山数据安全性共识。测试结果表明,私有区块链的应用保证了矿山物联网数据的准确传输和可靠存储。     

无线Mesh技术在煤矿工作面通信系统中的应用

针对现有煤矿有线、无线通信系统难以在工作面应用的问题,提出了一种基于无线Mesh技术的煤矿工作面通信系统设计方案,主要介绍了该系统的结构、无线Mesh基站的设计及系统功能指标等。该系统带宽高,路由更新时间不大于10s,无线覆盖距离不小于1km,并可接入井下工业以太网,实现对矿井工作面的无线网络覆盖。     

论矿山物联网的结构性平台与服务性平台

分析了目前煤矿综合自动化存在的主要问题,提出需采用物联网技术及其平台性来实现矿山物理世界的实时控制、精确管理和科学决策;指出矿山物联网的3层架构决定了矿山物联网是一种开放式平台,且该平台体现为结构性平台和服务性平台;提出矿山物联网的结构性平台应具有开放的感知层平台、开放的主干传输平台以及开放的应用基础平台;根据目前煤矿实际需求,介绍了矿山物联网服务性平台中的分布式监测监控底层服务平台、为第三方提供公共服务的平台、多学科协同工作平台以及云服务平台;最后指出结构性平台可确保服务性平台的有效实施,服务性平台有利于矿山不同专业在同一个公共平台上协同工作,形成一种新的基于物联网的协同工作模式,同时有利于将各种不同的应用服务集成到矿山物联网中,推动矿山安全生产所需服务的专业化发展。     

一种适用于矿山设备振动监测的WSNs改进时间同步算法

结合矿山设备振动监测的实际情况,给出了矿山设备振动监测的无线传感器网络模型;针对TPSN时间同步算法能耗大、DMTS时间同步算法精度低的问题,提出一种改进的无线传感器网络时间同步算法——TPDM算法。该算法采用动态簇首选择算法选出簇首节点,簇首节点之间的同步采用TPSN算法以保证同步精度,簇内节点之间的同步采用DMTS算法以降低能耗,并采用基于最小平方线性回归方法的时钟漂移补偿技术对同步时钟进行时间补偿。仿真结果表明,与TPSN算法和DMTS算法相比,TPDM算法在能耗和精度方面得到了折中,能更好地满足矿山设备振动监测的要求。     

煤矿井下物联网时间同步信息传输延迟估计

针对煤矿井下巷道中无线传输延迟存在很大随机性,现有时间同步算法因无法确定延迟分布类型和参数而难以直接应用的问题,提出了一种基于被动测量的物联网时间同步信息传输延迟估计方法。在煤矿井下物联网感知层中增加一类评估节点,被动侦听感知节点间传输的时间同步信息包,获取传输延迟数据。评估节点基于极大似然估计法估计不同分布规律下的分布参数,根据Kullback-Leibler差异值确定最优分布规律;采用对数似然比确定同种分布规律下的参数突变,检测结果作为评估节点发送延迟分布规律和参数给汇聚节点的触发条件。仿真结果表明,该方法能够准确检测延迟分布规律的类型及分布参数突变。     

煤矿物联网中自适应FEC的丢包恢复研究

煤矿井下巷道由于长距离多跳、环境影响等因素造成了井下无线传感器网络数据传输可靠性较差。提出自适应FEC的丢包恢复策略,该策略基于指数加权移动平均法估计信道的丢包率自适应地调整冗余,以簇为单位进行编译码转发,与其他自适应FEC算法相比,该策略计算过程简单,自适应精度较高。理论分析和仿真实验表明,该策略在长距离多跳网络中能以较少的冗余数据最大限度的恢复丢包,从而减少节点重传次数,提高了煤矿物联网的可靠性和实时性。     

基于物联网的矿用危险品监控系统设计

提出了由信息采集层、数据通信与处理层、系统管理层组成的基于物联网的矿用危险品监控系统架构,重点阐述了系统的总体设计和三层结构的详细设计。该系统能够覆盖矿用危险品生产、运输、储存、领退和使用的全过程,设计合理,实用性和可靠性强。     

心电医疗监护物联网关键技术研究*

针对物联网技术的发展,进行了心电医疗监护物联网感知层传感器节点软硬件设计,完成了基于NesC语言的组件结构化软件设计。在经典聚类路由协议LEACH之上提出了一种适用于心电医疗监护物联网感知层的改进型LEACH-SC算法,将感知层内簇头的分布进行优化,平衡簇的规模,在一定程度上解决簇头分布不均匀的问题。为保证心电医疗监护物联网应用层实时准确的心电诊断,提出了一种基于小波变换、希尔伯特变换和改进包络对心电信号进行变换的检测算法,实现了对QRS波群具体形态和位置的检测和识别,在检测到QRS波的基础上采用检测准则     

基于REST架构风格的物联网服务平台研发

随着传感网、无线通信、嵌入式系统等技术的发展,推动了物联网技术在诸如仓储物流、智能家庭等领域的应用。但是,现有系统一般都是独立开发,系统间相对较为孤立,存在着系统耦合性强,设备异构等弊端,使得新应用的创建需要复杂的集成工作。提出了一个基于REST架构风格的物联网服务平台,将传感节点等嵌入式设备和感知数据看作资源,使异构系统模块采用REST架构方式组建新型应用,同时设计了物联网服务平台的系统原型,,并给出具体的实现技术和系统验证。     

基于物联网的煤炭运销智能管控系统设计

针对目前煤炭运销电子票据系统存在无法实时跟踪车速、无法统计道路行车流量、难以实现严格的监管以及合理调度等问题,采用射频识别、M2M、全球定位系统等技术设计了一种基于物联网的煤炭运销智能管控系统;详细介绍了该系统的整体结构以及车载无线通信终端、运销管理平台、计量监测站的设计方案。实际应用表明,该系统提高了管理部门的工作效率和监察力度,缓解了运输道路拥堵状况,杜绝了漏税事件的发生。