摘要：煤炭开采属于危险性较大的一个行业。在煤矿透水、瓦斯爆炸、塌方等事故中，井下人员精确定位的意义非同寻常．通过物联网技术实现井下人员定位系统．可以实现煤矿巷道内远距离移动目标智能化识别与定位．对煤矿企业的安全生产有着重大的现实意义。现阶段，我国煤矿物联网应用领域已经延伸到各个方面，煤矿物联网信息处理；矿用安全生产过程管控；灾害预警；煤炭生产过程全程管控；煤炭地质状况勘探、设计、建井施工、安全生产、经营管理。目前，物联网已在煤矿安全生产、经营管理等方面初步应用，当前已在安全生产、事故救援、事故调查等工作中发挥相当重要的作用。
关键词：物联网；数字化；人员定位；监控；
介绍了物联网技术的发展现状,数字煤矿的概念和技术架构的基本情况,物联网技术应用于地下煤矿人员定位系统,包括无线射频识别技术的应用、计算机通信技术在煤矿生产。
一、物联网对矿井环境的实时安全监控
实时监控系统里的封闭墙在线监测系统是以物联网技术为支撑。随着各个煤矿高强度的采掘作业，越来越多的采场不断的被打开，采空区也随之逐渐增多，再加上很多矿井为前进式开采，所开采的煤层均具有自然发火性，所以矿井采空区防火灭火工作显得格外重要。为综合治理好采空区内自然发火现象，矿井在封闭墙上均留有观察孔，装有U型压差计。通过人工观察压差变化，以及取样化验，来测定采空区内部气体状况，从而制定与之相配套的采空区防灭火措施。人工现场观测封闭墙的时候，采空区内气体涌出一直是一个重大的危险源，封闭墙若有破损就会在四周积聚大量高浓瓦斯、CO以及其他有毒有害气体，稍有不慎就会危及职工的生命安全，造成重大人身财产损失。采用封闭墙在线监测系统，实时监测封闭墙内外温度、压力、CO与CH4浓度变化等情况，这是矿井瓦斯综合治理的一部分。井下各种设备采集各种有效数据传送到地面中心站，地面机房中心站接收从井下传来的数据，然后对各种数据进行分析处理。井下人员携带安装有人员定位无线射频识别卡的设备进行作业，利用物联网技术，可以实现对携带矿用设备下井的人员进行实时目标定位和无线通讯，做到对井下人员的全面跟踪、定位，做到对井下工作人员的安全监控，保证安全生产的顺利进行和井下资源的合理利用。
二、物联网在煤矿人员定位系统中的应用
目前，煤矿的安全生产已经受到前所未有的关注和重视，煤矿的安全生产是煤矿企业发展的重要保障条件，如何实现人员安全管理以及安全管理是煤矿生产的重要研究方向。建立可靠的井下人员定位系统，对煤矿实现高效安全的生产环境有着重要意义。
1.系统各部分简述。人员定位系统分站：分站能实现与动态目标识别器的通讯，能够实时的获取到井下人员的相关存储数据，并且可以与监控主机通讯。双向读卡器用于与标识卡实现无线通信，接收标识卡发出的人员编码数据，并且将地面主机发出的信息进行转发。双向人员定位标识卡：为在井下工作的人员提供识别身份的编码(识别卡号)，做到对井下人员的实时监控。KJJ46接口：采用RS485通信协议，适合远距离通信，对井口上下远距离高效通信质量能够保证。监控中心站：能实现对系统整体设备及井下人员的数据监控管理、分站实时数据通讯、对相关数据的解析分析、网络通讯实时处理。以下是四星航空插头（蓝、黑），作用是在分站和主机以及分站和分站之间的通讯线路的连接、主通讯电缆和接口之间的连接。如图1、2所示。
图1图2
.png)
灰色串口的作用是用于连接接口和监控主机。如图3所示。
图3
2.系统组成及工作原理。井下人员定位系统的基本组成部分有：读卡器和无线射频识别卡、监测分站、传输接口、监控主机、服务器、系统软件、远程终端、网络接口、以及其他输出设备、UPS电源等组成，如图4所示。
.png)
图4井下人员定位系统基本构成
（1）井下人员位置监控功能，显示当前和历史时刻井下工作总人员；某指定区域的人员，对指定人员进行标示和跟踪。（2）入井人员考勤功能，全被动考勤最大限度地避免考勤作弊和因考勤造成的人员拥挤。自动生成入井人员的每次的出入井时间和井下停留时间，指定时间段生成考勤统计报表，提供工资软件考勤数据接口。并与贵矿使用的矿灯信息管理系统兼容，实现考勤数据资源共享。（3）双向通讯功能，通过上层管理软件可以对井下员工卡进行点名呼叫（向指定的员工卡发送警告信号：KJ81A系统可以声音、数码管显示的方式向井下人员发出寻呼、提示、告警与紧急撤离等10种信号）和广播呼叫（向所有的员工卡发送警告信号），同时矿工可以使用员工卡主动向井上监控中心发送报警信息，信息通过上层管理软件显示和报警。此功能使得地上与地下的联系更加的直接和方便。对井下人员进行分级别的呼叫和警示功能。系统提供对指定个人或群组进行不同级别的紧急呼叫和警示操作，并受到严格的权限和安全控制。10种信号内容自由设定，例如：（a）全体人员撤离；（b）人员向大巷撤离；（c）请向调度室回电话。（4）井下移动车厢和电机车的定位监控，方便对机车和车厢进行调度。（5）设置井下限制区域，对井下基站覆盖区域设置限制区域。（6）图形设置功能，系统提供井下巷道和设备分布管理绘制和修改功能，可以对井下巷道和设备进行各种修改操作。（7）强大的图形显示功能，采用MapX技术，系统支持二维矢量巷道图，可以对系统绘制电子地图可以进行无损放大，并在图形上直观显示人员的分布和运动情况。可以导入CAD图形。（8）设备自诊断功能，当系统中的设备发生故障时，系统报警并记录故障时间和故障设备，提供查询、打印功能；（9）自监视功能，容错功能，实时多任务功能，对数据采集、处理、存储和显示等能周期地循环运行而不中断。对系统运行软件自监视，并提供可选声音提示报警功能。（10）门禁和报警功能，对进入限制区域的员工，可以同时在员工卡和上位机进行声光警示。可以对指定人员指定路线和时间，对指定人员的到达的位置和停留时间进行监控和报警。（11）实时救援指导功能，可通过上位软件实时查看各区域人员位置及危险发生的区域，通过全程覆盖的网络实时通知相应区域人员撤离；（12）查询、报表和打印功能：系统具备完备的查询和报表以及召唤功能，符合AQ 6210-2007中第5部分对查询、报表和打印的要求。（13）系统信息设置功能：在系统权限控制下，可以对系统的设备、人员和系统参数进行查询、修改、插入和删除操作。同时对数据的操作被自动记录系统日志，便于系统管理员控制系统的安全。（14）网络功能，系统采用B/S结构软件完成数据的查询和输出各种报表，导出数据。结合完整的权限管理，即可保证信息的网络查询又能保证系统的数据安全，同时矿领导在局域网内可以随时检查井下人员工作情况，并实时向区、市煤炭管理部门传送各矿井下人员信息。在当前煤矿生产中，物联网技术已渗透到生产的各个环节，利用物联网技术对煤矿安全生产起到了指挥、监督、协调等作用，同时也为各级部门提供了实施、决策和改进的重要参考依据。
总之，物联网技术发展迅速，企业信息化发展日新月异，在现阶段的煤矿生产中，物联网技术已渗透到生产的各个环节，利用物联网技术对煤矿安全生产起到了指挥、监督、协调等作用，同时也为各级部门提供了实施、决策和改进的重要参考依据。物联网技术在井下人员定位系统中得到了深入的应用，为井下作业人员的安全提供了有力的保障，为井下安全生产提供了技术支撑。
参考文献：
[1]张智慧.基于物联网的智能矿山体系研究.2018.
[2]王继航.基于物联网技术的煤矿生产安全信息化系统.2019.