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刘庄煤矿物联网设备管理系统设计
安徽理工大学 钱 正
天地 (常州)自动化股份有限公司 徐茜亮 曹田兵 宋兴家
【摘要】针对刘庄煤矿设备管理现状，对刘庄煤矿物联网设备管理进行研究和系统设计。以100M工业环网为骨干网络，WiFi：~线网络为补充，实现了全矿井无线覆盖，
并提出了一种基于物联网的设备管理系统设计方案，介绍了煤矿设备生命周期管理流程和井下定位功能。该j眺 可实时监测设备的井下位置，方便用户查找；同时完善了
对设备的生命周期监控管理，提高了设备利用率，降低了煤矿生产成本。
【关键词】物联网；设备管理；生命周期；井下定位
引言
目前，刘庄煤矿井下采用、泄露电缆的方式
进行通信，系统比较落后，国投新集集团作为
示范工程对其进行网络升级改造，该工程以物
联网为指导思想，并借此为切入点，进一步对
该矿当前的支撑体系进行整合优化，最终达到
煤矿增产提效的效果。
笔者结合刘庄矿的实际情况，提出了一种
基于物联网的设备管理系统设计方案，本方案
不但可提高了煤矿数字化程度，而且还为煤矿
的增产提效提供了新的思路。
生产设备是煤炭企业最重要的资产，如何
通过提高设备的利用率及产能，降低设备发生
故障的机率，在目前企业面临成本逐步提高的
形势下，是帮助企业提高利润、降低成本的一
个重要途径。
刘庄矿的设备管理存在如下缺陷：对设备
从采购到报废的 “全生命周期”中所发生的各
种事件不能进行全面的跟踪、记录和统计，不
能最大化的发挥设备的使用效率，降低了了设
备的使用品质和寿命；管理人员不能实时掌握
设备每天的运行状况，遇到突发事故不能做出
快速的智能决策；设备没有实际井下定位，尤
其是设备在移动的过程中，无法准确获得其准
确的位置。
针对上述设备管理的缺点，笔者提 出了
一 种全新的物联网设备管理方案，本方案以设
备为中心，对设备从采购到报废的 “全生命周
期”中所发生的各种事传进行跟踪 “记录和统
计，对设备的物质和价值运动进行全过程科学
管理，有效提高设备生命周期效率，直接为企
业创造价值，从而进一步的提高了设备管理的
水平。
1．刘庄煤矿物联网架构设计
物联网主要有三层架构：即：感知层、网
络层和应用层⋯，刘庄煤矿基于物联网组网需
要，将数据采集、信息融合、传感网络等技术
进行融合，以先进技术、整体规划、分布实施
和以点带面的原则进行设计，将原有网络进行
如下升级改造：以i00M工业环网为骨干网络，
WiFi无线网络为补充，实现了全矿井无线覆
盖，系统设计可实现如下功能：
(1)煤矿井下各种子系统的数据信息都可
接入到骨干网络中进行传输；
(2)建立了一个基于统一网络的多子系统
监控系统 ，包括：人员定位系统、设备管理
系统、井下检测系统、有线／无线语音通信系
统、调度系统、压风系统、排水系统、通风系
统、制冷降温系统、地面供水系统、供电系统
等，子系统使用统一骨干网络传输数据到地面
的服务中心，然后由地面服务中心做相关的业
务处理j
(3)实现有效的网络流量控制，防止网络
风暴对系统造成破坏；
(4)各子系统的设备及系统管理制度体系
达到减人或无人值守的条件。
2．物联网设备管理系统概述
刘庄矿的设备种类比较多，可对设备进行
标签化管理，标签主要使用电子标签和条码标
签 J。电子标签采用RFID技术，里面包含相关
的号码信息：条码标签主要采用二维平面编码
技术，存贮特定的编码信息，可直接进行平面
打印 ，将2种标签与设备进行绑定，与设备
建立一一对应关系，在物联网中用于对设备的
惟一性标识。
设备管理系统主要采用RFID、红外等物联
网感知技术 n ，通过对设备的电子标签和条
码标签进行无线感知和红外扫描，读取标签中
存贮的信息，实现对设备的定位、感知、识别
等功能，最终实现对设备的全生命周期管理。
设备的全生命周期，即：从设备采购入库到设
备报废整个时间段，系统将跟踪和记录此时间
段内设备发生的关键事件：入库、退库、出
库、移动、归还、送修、调拨以及报废。
物联网终端主要进行数据采集，将设备生
命周期内发生的事件通过矿井WiFi网络上传到
服务中心，然后由服务中心的应用程序对数据
进行分析和处理，并输出统计报表，为管理人
员对设备的下一次分配、使用提供决策依据。
3：基于物联网的设备管理系统方案设计
本系统主要完成对生产设备的 “全生命周
期” (即：从设备开始采购入库到设备报废)
中所发生事件的跟踪和记录，以及井下定位功
能，主要包含3个方面的内容；
(1)全生命周期跟踪功能
设备对应的全生命周期主要有如下几个阶
段：
①入库
在设备入库的时候，必须将设备与电子
标签卡 以及条码标签进行对应绑定，然后将设
备的一些关键信息 (比如：设备标签号、条码
编号、设备图片、设备类型、技术参数等)录
入到数据库中，并将设备当前状态更新为 “库
存”状态。其中，电子标签的号码与条码的编
码具有惟一性。
②退库
对需要退库的设备，使用数据采集器扫描
条码，并在设备管理系统中查找其当前的状态
信息，把更新为 “待修”。
③出库
使用数据采集器扫描条码，并在设备管理
系统中查找其当前的状态信息，把更新为 “使
用”。
④借出
扫描设备的条码，从系统中获得此设备的
状态信息，将其设置为 “借出”，并将时间、
批准领导、经手人等关键信息进行录入，方便
后续调去查询历史记录。
⑤归还
对借出的设备，扫描设备的条码，查询
其是否已借出状态，如果是借出状态，则重设
置为 “库存 “，并将借出数据添加到历史记录
中，本设备的信息恢复为最初的录入的数据。
⑥送修
扫描设备的条码，将其设置为 “待修 “，
并将此设备的发放时间等信息清空，电子标签
卡 (RFID卡)回收，历史数据保存，等到其修
理完毕后，重新发放电子标签卡，数据重新录
入。
⑦检修入库
如果设备送修完毕，需要重新入库，将设
备状态更改为 “库存”，累计修理次数等历史
数据，并进行保存，根据新发放电子标签卡，
数据重新录入。
⑧报废
扫描设备的条码 ，将设备从数据库中进
使用其个人信息。网站应加强自律，在客户注
册之后如需调取使用客户信息，应第二次明确
告知，获取客户二次授权时方可使用。表面上
增加了程序、限制了网商权限，但是个人信息
保护意识渐强的今天，这也不失为获得客户好
感、提高客户忠诚度的明智之举。
4．3政府和立法部门应及时介入
由于电子商务在我国兴起较晚，针对此体
系相关的立法还存在较大空缺，而网购平台特
殊的性质，又增加了处理问题的难度。在这样
的情况之下，建立健全相关网购立法就显得刻
不容缓。比如 《网络商品交易及有关服务行为
管理暂行办法(征求意见稿)》就将消费者的个
人隐私纳为其保护的范围川，从而有效防止商
家将个人信息用于商业活动，起到进一步保护
一 14一 电早 世孵
信息安全的作用。总的来说，建全网购立法可
以有效促进网络购物良性发展，更好地对消费
者个人的信息资料进行保护，但我国在这方面
的发展仍有一段很长的路要走。
5．总结
随着网络步伐的不断加快、经济水平的
不断提高，我国网络公司以及网民素质的双重
增长，相关的服务形式也在不断提升与完善过
程当中，可以说，我国电子商务的市场潜力是
非常巨大的。与此同时，我国电子交易认证体
系、网络诚信、现代物流与在线支付也在不断
的完善与建立当中，这些因素都为我国电子商
务的发展提供了基础性的保障
因此，对于拥有如此巨大份额的电子商务
平台来说，在消费者、电子商务网站、政府及
立法部门的共同努力下，网络购物过程当中的
个人信息安全问题也必将可以得到妥善解决，
电子商务也会更加健康地继续发展。
参考文献
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网络发展状况统计报告[R]．北京：中国互联网络信息中
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[2】艾瑞咨询．2013年中国网络购物交易额达1．85万亿
元．增速渐趋平稳’2014-4_6．
【3】中国互联网络信息中心(CNNIC)．2013年中国网民
信息安全状况研究报告[R】．北京：中国互联网络信息中
心．2013．
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浅 谈 电 子 信 息 技 术 的 应 用 特 点
青海油田新闻中心 李树涛
【摘要】随着经济社会的发展，电子信患技术已经越来越广泛的渗透各个领域行业。如何有效运用电子信息技术，为经济社会发展服务，成为当前业内普遍关注的课题。
笔者结合自身工作实践，在本文中阐述了电子信息技术的主要内涵，指出了电子信息技术的主要应用方向，分析了当前我国电子信息技术存在的问题，并在此基础上展望
了未来电子信息技术的发展趋势，供业内同行借鉴参考。
【关键词】电子信息技术；应用特点；研究探讨
当前经济社会高速发展，电子信息技术已
经越来越广泛的渗透各个领域行业。如何有效
运用电子信息技术，为经济社会发展服务，成
为当前业内普遍关注的课题。笔者结合自身工
作实践，在本文中阐述了电子信息技术的主要
内涵，指出了电子信息技术的主要应用方向，
分析了当前我国电子信息技术存在的问题，展
望了未来电子信息技术的发展趋势，以期对当
前和今后一个时期的电子信息技术运用有所借
鉴帮助。
一
、 电子信息技术的主要内涵
所谓电子信息技术，是指运用电子技术来
获取、传递、处理和利用信息。电子信息技术
主要包括传感技术、通信技术、计算机技术、
信号处理技术。目前，电子信息技术已经涉及
到了通信设备制造业、计算机设备制造业、微
电子器件制造业、视频音频产品、信息应用设
备制造业、软件业、信息服务业、网络建设等
多个产业，逐渐得到了各领域行业的重视。
二 、电子信息技术的主要应用方向
电子信息技术作为计算机的主要发展特
征，已经在计算机网络上得到多方面应用，主
要应用方向有以下几点：
一 是智能集约化。可以说，智能化是计算
机发展道路上的一个重要方向。计算机智能是
通过科学研究而建立的。运用现代网络信息技
术对人的思维活动、感觉行为进行适当模拟，
并对相关信息开展集约化逻辑分析和综合处
理。
二是网络数字化。在计算机在现代社会
中的不断深入运用中，网络逐渐成为计算机技
术和信息技术结合的产物。计算机以其高清晰
的数字处理技术，通过网络化运行，对信息资
源进行互动交流共享，使网络数字化得到了实
现。
三是高效快捷化。可以说，现代计算机网
络技术最大的特点就是高效快捷。在整合存储
各种信息资源的基础上，通过运用计算机电子
信息处理技术，使各种管理都能实现高效快捷
化。
三、当前我国电子信息技术存在的问题
1．技术力量比较缺乏
当前，技术人才缺乏、技术力量不足，成
为制约我国电子信息技术发展的最主要问题。
虽然我国高校在电子信息技术方面的人才培养
力度不断加大，也取得了一定的实效，但这些
技术人才多是单一型 从事的计算机信息技术
领域比较单一，复合型的技术人才在我国十分
少见。与此同时，这些电子信息技术人才相对
低端，高端的电子信息技术人才严重欠缺。这
都在很大程度上制约了我国电子信息技术的高
速发展。
2．发展环境资源紧缺
制约我国电子信息技术发展的又一难题
是发展环境资源的严重紧缺。造成这一局面的
主要原因是我国电子信息产品的假冒伪劣、知
识产权侵权行为、盗版产品的走私贩卖以及企
业间不良竞争等多个方面。这些现象的存在，
使我国电子信息技术在国际市场的竞争力持续
下降，同时降低了我国电子信息技术的发展潜
力。所以，要着力为电子信息技术营造良好发
展环境，充分发挥电子信息技术人才的能力水
平，全面推动我国电子信息技术市场的发展进
步。
3．产业机构不够合理
目前我国的电子信息技术产业机构不够
合理，这在一定程度上导致我国电子信息技术
产品，与其他发达国家相比，各方面都比较落
后。我国的电子信息技术产业虽然具有 良好的
发展前景，但正是因为产业机构不合理，制约
了我国电子信息技术的发展快速升级。只有着
力打破传统的产业机构设置，按照我国电子信
息技术实际情况和发展特点，构建起完备科学
的电子信息技术产业机构，才能真正推进电子
信息技术科学、健康发展。
四、未来电子信息技术的发展趋势
L系统集成发展
在电子信息技术发展过程中，系统集成
电路制造技术是重要的组成部分。作为电子信
息硬件产品核心，集成电路在应用范围上十分
广阔，包括计算机的CPU、各种Ic卡，都要运
用集成电路。可以说，集成电路技术是我国高
科技成果的代表，在世界经济发展上具有举足
轻重的作用。而且，系统集成电路产品的芯片
面积变大，集成度也逐渐变高，但尺寸越来越
小，系统日益完善。估计在未来十几年的时间
里，系统集成电路主要发展趋势就是加工细微
化、硅片大直径化。
2．光电子技术发展
电子信息技术经历了光电子学和电子学两
个发展阶段，已经逐步进入光电子技术发展时
期，这是电子信息技术的飞跃性发展。光电子
技术正逐渐衍生出两门学科，分别是能量光子
学、信息光子学，根据市场发展的需求和自身
特有的规律，能量光子学和信息光子学两个学
科不断进步发展，正在逐步推动建立现代光电
子信息产业与光电子交叉学科的形成，这在规
模和扩大速度上，都是前所未有的。
3．个性化业务发展
未来计算机网络发展的主要趋势和方向就
是高性能、大容量、多业务，逐步满足用户个
性化的发展需求。同时，随着IP业务的持续增
长，未来网络技术必将以超高速因特网为发展
重点。我国的第一代因特网数据比较单一，第
二代因特网了将融合语音、影响及数据等，正
逐渐取代第一代英特网。可以说，由于DWDM的
广泛采用，网络传输的成本大幅降低，用户实
现了无线宽带与多媒体的实时通信。
总而言之，随着我国科学技术水平的不断
提升，电子信息技术正逐步发展壮大。实践证
明，电子信息技术容易受到科技水平的制约，
所以必须要牢牢把握其技术应用特点和发展趋
势。笔者认为，只要我们充分认清电子信息技
术的主要内涵，把握好智能集约化、网络数字
化、高效快捷化等电子信息技术的主要应用方
向，进一步正视当前我国电子信息技术存在技
术力量比较缺乏、发展环境资源紧缺、产业机
构不够合理等诸多问题，真正明晰未来电子信
息技术系统集成发展、光电子技术发展、个性
化业务发展的趋势，就一定能够促进电子信息
行清除，并将报废当作历史记录保存到历史库
中。
⑨调拨
本矿根据设备的状态情况，可以灵活的进
行调拨分配，最大程度上提高设备的利用率。
(2)井下定位功能
针对设备在井下移动、转移的过程，本
系统能够根实时获得设备电子标签卡发送的数
据，并准确的定位其在井下的位置，然后通过
系统的井下地图显示其位置，便于用户方便直
观的进行查看。另外，系统还可提供以下的关
键功能：
①实时监测当前井下设备总数。
②实时监测当前井下各区域设备数。
③实时监测当前某些特殊设备情况和所处
位置。
另外，本系统提供丰富、多样的查询报
表，可对设备的信息、状态、操作维护记录进
行查询，主要达到如下目的：
④获得当前矿方生产设备的数量和状态，
为进一步采购进行决策。
⑤通过汇总报表分析，对异常数据进行统
计，管理层可以随时了解导致效率损失的主
要因素，从而进行相应的改善。
⑥完成对维护作业人员的工作量化考核，
防止人为的更改考核数据。
4．结语
刘庄矿在基于物联网技术的基础上提出了
一 套设备管理系统智能解决方案，其己超越传
统设备管理的理念与方法，不但提高设备的利
用率，减少设备停机、待料时间，还延长了设
备的使用品质和寿命，全面实现设备效率、异
常信息反馈及维护保养的电子化、网络化、智
能化，进一步为煤企提高利润、降低成本提供
了的一个重要途径。
参考文献
【1】沈苏彬，范曲立．物联网的体系结构与相关技术研究
Ⅱ]．南京邮电大学学报,2009(12)．
【2]曹丽娜，钱军浩．从传统条形码看物联网时代的电子
标签(RFID)田．广东印刷，2012(2)．
【3]王爽二维码在物联网中的应用Ⅱ】_中国流通经济，2013
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嗍马海晶．物联网感知技术探讨Ⅱ】．制造业自动化,2011，(6)．
【司蒲红梅．浅谈物联网技术Ⅱ】．科技咨询，2010(2)．
作者简介：
钱正 (1982～)，男，安徽蚌埠人，自动化工程师，
主要从事煤矿自动化、井下制冷系统等方面的研究工
作。
茜亮 (1979一)，男，山东临沂人，硕士，主要从事
煤炭通信、分布式计算等方面的研究工作。
唯早世界 一15—
