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第 ４３ 卷 第 ５ 期
２０１２ 年 ９ 月
太 原 理 工 大 学 学 报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＡＩＹＵＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ ．４３ Ｎｏ ．５ ｕ
Ｓｅｐ ．２０１２
文章编号 ：１００７‐９４３２（２０１２）０５‐０５６４‐０５
基 于 Ｓ Ｄ Ｈ ／ Ｍ Ｓ Ｔ Ｐ 的 煤 矿 物 联 网 设 计
张生益
１
，陈俊杰
２
，张军朝
２
（１ ．煤炭工业太原设计研究院 ，太原 ０３０００１ ；２ 太原理工大学 计算机科学与技术学院 ，太原 ０３００２４）
摘 要 ：在分析总结了目前我国普通工业物联网及煤矿物联网技术和原理的前提下 ，提出了应
用矿用本安型多信道工业环网 ＳＤＨ ／ＭＳＴＰ 技术 ，实现煤矿物联网的新型架构体系 。 阐述了新型
煤矿物联网的基本原理及设计思想 ；论述了系统的构架及要求 ，研究了系统的功能特点 、建设条件
及基本内容 ，以及系统的主要技术问题 。 同时 ，基于笔者设计的新型煤矿物联网架构体系 ，设计了
音频 、视频 、数据三网合一的传输模式 ，解决了实时数据运行中的技术难题 。 经过多个特大型煤矿
的应用实践 ，实现了井下少人及无人工作面的监控 ，取得了良好效果 。
关键词 ：物联网 ；煤矿物联网 ；矿用本安型多信道工业环网 ；三网合一
中图分类号 ：ＴＰ３９３畅０２ 文献标识码 ：Ｂ
综合自动化信息系统是煤矿调度中心的核心 。
将物联网技术引入综合自动化信息系统建设 ，建立
煤矿物联网 ，是目前各矿业集团煤矿信息化建设的
重要工程之一 。 近几年来 ，煤矿综合自动化信息系
统 ，在我国发展十分迅猛 。 国内外不少相关企业也
十分关注和参与了我国煤矿综合自动化信息系统的
建设 ，多种网络平台已在一些矿井得到成功应用 。
但是 ，目前国内尚没有一个矿井建成基于煤矿物联
网的综合自动化信息系统 。 随着无线通信技术 、无
线网络技术 、分布式计算技术与传感器技术的迅速
发展 ，构建统一网络平台的煤矿物联网络系统成为
可能 。 以煤矿物联网为核心的数字化矿山是煤矿未
来的发展方向 ，它的应用必将在今后建设安全高效 、
环境友好 、资源节约的煤矿中 ，发挥更大的和不可
替代的作用 。 因此 ，笔者提出应用矿用本安型多信
道工业环网 ＳＤＨ／ＭＳＴＰ 技术 ，实现煤矿物联网的
新型架构体系 。 本设计经过我国大同 、晋煤 、开滦等
多个特大型煤矿的应用实践 ，实现了井下少人及无
人工作面的监控 ，取得了良好社会效益和生产效益 ，
获得了 ２０１１ 年度国家科学技术“神华杯”二等奖 。
１ 新型煤矿物联网的基本原理及特点
物联网就是物物相联的网络 ，通过感知层 、网络
层和应用层这三层体系的有机统一 ，进而组成物联
网 ，其拓扑结构图如图 １ 所示 。 物联网技术与煤矿
管理的结合就是数字化矿山 。 煤矿物联网是数字化
矿山建设的核心 ，其技术是一门融合通信技术 、网
络技术 、控制技术以及计算机技术为一体的综合性
很强的学科 。 它可以实现三网 （音频网 、视频网 、数
据网）合一传输 ，实现安全 、生产及管理各系统的若
图 １ 物联网拓扑结构图
干个子系统的信息交互传输 。 它们全都包含在“监
控”二字范畴之内 。 “监”是指煤矿安全 、生产及管理
三方面目标参数的自动监测 ，“控”是指控制中心对
煤矿安全 、生产及管理三方面监测到的相关信息进
行处理 、分析 、决策后反馈回以上三个环节中进行自
动控制
［１］
。
煤矿物联网是目前各矿业集团煤矿信息化建设
的重要工程之一 。 笔者根据煤矿安全规程及相关设
计规范和要求 ，以提高整体网络的安全性 、可靠性 、
倡
收稿日期 ：２０１１‐１２‐０５
基金项目 ：国家自然科学基金资助项目 （６０９７００５９）
作者简介 ：张生益（１９５４ － ） ，男 ，山西孝义人 ，高级工程师 ，主要从事煤矿电气自动化及信息系统设计研究 ，（Ｔｅｌ）０３５１ － ４１１６８２８
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