基于物联网技术的矿山电力管理系统设计论文

 

　　关键词：物联网,矿山,电力管理

 

　　我国信息技术的发展进入到了高速化的时代，矿山传统的电力设计和模式已经无法适应现代化的发展，不仅造成了大量的电力资源浪费，还严重的制约了矿山电力设计和使用的效率，因此，将物联网技术与矿山电力管理系统相结合的方式已经成为当前改善供电质量的主要手段，从而提升矿山企业的经济效益。

 

 

　　物联网的含义并不具有一定的固定模式，其可以是汇集了智能无线传感器和RFID技术为一体的应用，借助红外感应传感器和GPS全球定位系统实现了多种信息的有效传递，实现了多种信息的有效传感，通过一系列地设备实现信息的互通，再通过互联网与普通物品的有效衔接，真正地实现信息的充分应用，该种形式不仅仅局限于设备、产品和家具、家电等，需要借助智能化实现信息的流通，实现信息的交换和交流。物联网就是一种智能技术的应用过程，通过互联的智能网络化实现信息的传输，如借助有效地物品标识码实现识别，实现信息的交换、共享，实现极大地生活和生产的便利。

 

 

　　物联网的结构仅仅分为三层，如感知层、网络层以及应用层，这三层往往要结合起来运用，才能够在各自的领域发挥出最大的功效，对应用领域出现的差别，需要相应的优化和调整。如果将感知层比喻为人类的感官器官，网络层就可以看作是神经和血管，是通往大脑的应用管理中心，是积极地进行社会分工的部分，三层之间还会实现彼此的交互运作，并实现相互之间的协调和优化运作。感知层也会实现一定的产品优化，使得产品电子代码更好地识别，有效地实现射频识别，当然这也是最好的技术之一。射频识别技术便于电子产品实现一定存储，便于电子代码得到传感器网络的作用，从而进行下一步地识别，实现信息的下一步有效地信息传递，积极地传递到网络层。网络层则利用无线传感器很好地实现与一些数据的衔接，实现与无线数据的有效对接，实现更好地网络数据的传送，对于互联网来说其会有效地融合通用分组无线业务，实现高效地信息数据的最高层数据的传输。实现在应用层的数据对接和数据衔接，以达到数据技术的融合以及数据技术的分布处理、大量数据的分析和处理。

 

 

　　矿山物联网就是借助计算机和无线传感器实现一定的信息的传递，借助新型的技术来实现信息的传输，以通信技术作为手段实现更好地生产和管理，以达到综合性的自动监测，实现对机电设备的准确监测。矿井的工作环境要时刻进行监测，工作人员要确保安全。矿山物联网的科学建设，不仅要做到智能化，更要做到可视化，只有保障安全才能实现更好的安全。矿山安全是最好的前提，一系列保障系统是首要前提，矿山安全就是最有效的保障系统。当前，物联网的应用较为普遍，如物流、智能家居、医药等领域，同时在采矿业也逐步发展，由于采矿业的特殊性，企业在生产的过程中处于复杂且危险的工作环境，万一发生事故，造成的损失是不可预计的，如今有了物联网的加持，企业在矿山作业之前就能够得到更多的信息，尤其是矿井下工作环境的情况，工作人员的状态以及矿中巷道的分布等，为矿山的安全开采和管理工作打下了坚实的基础。

 

 

　　传统的矿山电力管理系统设计工作是设计人员将手工查阅的各类资料计算成手册进行的，根据结果对矿山供电设备进行相关型号的匹配。由于矿山工作过程中，用电设备居多，种类繁复，因此给设计人员带来了不小的挑战，并造成矿山企业人力、物力以及财力的消耗。随着计算机技术的飞速发展，物联网技术也得到普遍应用，技术也出现了成熟的迹象，物联网技术又结合矿山电力开发和应用，去打造新一代的矿山电力管理系统，这样才能实现行业内的资源共享，有效的提升矿山生产的效率和准确度，保证在矿山开采过程中工作人员的生命安全。

 

 

　　首先，可以采用会员注册制的模式，确认工作人员的使用权限与身份验证，能够有效的保护该系统的信息安全，只有完整的注册信息后，才能够拥有系统全部功能的权限。其次，要根据系统设计的特点，非会员通过输入相关参数也能查看设备，以此来增加整体数据库的开放性。电力管理系统的计算需要符合准确性，这样可以提升矿山工作的效率，保证矿上工作以及电力系统的供电安全，并且降低矿山企业的能源消耗，提升企业效益。在进行电力管理系统设计的同时，保证界面简单美观，操作方便，这样既符合用户的操作习惯，也能给使用者提供良好的视觉效果，尽可能的优化系统界面，从而增强用户的体验感。最后，则是需要系统具有可维护性，基于物联网与之结合，属于电力管理系统的发展初期，在该系统开发和设计过程中，要保持良好的可维护性，这样系统才能够在运行的过程中发现问题，并得到及时的维护和更新，进而提升系统的性能。

 

　　矿山电力管理系统的设计中采用了原型法的模式，与瀑布型模式相比，能够减少软件开发的风险，与物联网更好的相结合，无论从设计思想，设计工具，还是设计手段，都是全新的开发方式。原型法的核心是相互交互，在指定的时间内，采用最经济的方法设计的系统，以此来满足矿山企业的要求。

 

 

　　首先，要计算好矿上电力系统的负荷需要多少，以便准备相应容量的变压器，其次，为了解决矿山中矿井地面高压与井下低压之间短路的问题，要对整个电路保护提供具体的数据依据，根据相应数据的结果进行短路电流的计算。紧接着要对电气设备进行型号的校验。矿山电力管理系统可以根据使用者输入的参数从数据库中调取合适的设备型号，根据矿山的需要，对其进行型号的校验。通过对继电保护整定的计算，对变压器进行经济运行分析，为用户提供一个电气设备信息空间，使用者可以浏览各种电气设备具体的技术和厂家信息，以便为不同矿山寻找到不同适用的设备。同时可以为矿山企业提供一个产品发布平台，相关合作商可以通过这一平台随时查看并增添新的产品信息，保证产品始终处于最新的状态。最后，在矿山电力管理系统设计的过程中，可以提供一个与使用者进行交流的留言簿功能，了解使用者的需求，便于系统的进一步管理和完善，为使用者通过更为便捷、有效的服务。

 

 

　　6.1.1功能需求分析

 

　　物联网是继互联网后的新技术革命，矿山电力系统的建设和发展对信息化的需求越来越强烈，其中电力物资仓储管理是重中之重，电力管理系统结合电力物资管理业务实现了高效化。仓储管理系统实现了参数采集和传送。矿山电力物资仓储管理要精密，设备和仪器必须对温度把握并控制，万一出现温度过高或者过低的情况，相关材料就会发生扭曲，从而影响相关电表的精确度。还有对于粉尘的控制，粉尘非常容易吸附到设备，特别是特殊的情况容易形成导体，加速实现设备的损坏并直接导致安全事故。因此，加强仓储数据的采集并大大提升工作效率，积极加强物资情况跟踪，查看物资使用情况，特别是系统构建中积极收集数据，利用传感器实现物资追踪和识别。

 

　　6.1.2整体设计方案

 

　　系统整体设置分为三层，分别是底层数据采集，中层处理以及高层数据管理。系统自下而上的数据采集会实现数据的集中处理，底层数据采集需要通过无线传感器和电子标签对电力物资进行信息采集。无线传感器则可以实现仓库中的温度、粉尘以及湿度等信息采集。中层则实现对底层数据信息的处理，实现信息的收集，然后将数据进行传输，实现数据库管理系统的高效化，满足统一的数据库标准和要求。处理层则是仓储系统的关键，实现基础数据处理和分析，实现系统相连接，实现数据的综合分析，提高整个仓储系统的优化和管理。

 

　　6.1.3功能设计

 

　　第一，要设计出入库管理模块。这是对电力物资进行跟踪和管理的模块，可以将电力物资的基本信息直接发送至后台数据库内，实现电力物资的实时跟踪。第二，环境管理模块，实现仓储角落传感器对电力物资的基本环境信息进行收集，同时将数据传送至后台，数据库再对其监控。第三，要设计物资盘点模块。实现后台信息库对比信息，实现物资的数量统计和处理，实现仓储补充。第四，要设计查询管理模块。这一模块可以对不同电力物资仓储系统进行统计，对物资做到实时监控，并保证信息的及时上传，是整个矿山电力物资仓储管理系统的核心。

 

 

　　6.2.1功能设计

 

　　随着矿山电力管理系统的规模不断扩大，电力设备的种类以及数量都在稳定的增长，传统的记录方式已经无法适用于当前智能化电网的发展，因此对相关电力工具管理系统提出了更高的要求。在电力管理工具建设和设计的过程中，也需要四大模块支持。

 

　　首先，感知层。其中包括定位部分和阅读部分，节省电池能量，当工具使用时，服务器会被激活发送位置信息，并定期上传经纬度的信息。其次，温度、湿度测量模块。这主要是对温度和湿度的测量。设计一个终端节点和一个协调节点，以达到温度和湿度的测量，提高数据库信息上传，实现数据转换。移动客户端的模块，可以称之为节约成本的模块，更加方便使用者的使用，使用者可以通过手机APP使用相应的功能，包括登录、工具的出借和报修、查询等功能。最后，应用后台的模块，实现工具、用户、信息的进一步有效管理，并在后台进行数据存储，定时触发其他模块的功能并收集相应数据。

 

　　6.2.2功能实现流程

 

　　定期读取信息。首先设置检测数据，借助阅读器读取，检测设备并准确判断。

 

　　定期检查和维修预警。实现设备检查和维修的准确判断。如果超出时间或者临近检修期，则发出信号提示或者预警。

 

　　等待数据上传。这里的数据主要指的是温度和湿度，通过监测温度和湿度模块，将其与通信结合，收集数据后传送到相应的板块中，以此来判断温度与湿度是否正常，如果不正常，则需要导入到异常数据库中。

 

　　加强移动终端的数据管理。移动终端向后台发出请求数据，进一步实现登录、查询、借还、报修等功能。

 

 

　　6.3.1模块的设计和应用

 

　　第一，传感器的运用。这是矿山电力通信检修系统重要的组成部分，通过传感器可以实现对设备状态的实时监控，传感器的选择可以通过多种技术进行，对电力设备状态和参数的监控，能够实现其自动巡检、故障预测和诊断等。

 

　　第二，控制器的运用。这是电力同修检修系统的关键，通过对控制器的设计和应用，能够实现对数据的采集和系统的控制和管理。控制器可以实现对设备智能化的控制和管理，从而提升系统自动化的效率。

 

　　第三，云计算的运用。这是电力通信检修系统的一部分，主要是通过云计算的技术来实现数据的存储、管理和分析，这样电力设备就可以提前预知状态如何，提升系统的便捷程度。

 

　　6.3.2系统的功能和应用

 

　　电力通信检修系统在物联网的基础上，实现了自动巡检、故障诊断、远程控制以及多方接入等功能。不仅能够保证设备的安全性，还可以在设备出现故障时，及时的处理，从而提高系统的效率和便捷性。

 

　　针对矿山而言，电力通信检修系统的设计和运用，可以提升整个矿山开采的效率以及安全性的管理。基于物联网技术，为电力通信检修系统提供了一个更加智能化的管理方式，通过传感器、控制器、云计算等一系列先进的新技术，实现对电力设备的自动化管理和运行，将传统的电力系统更新升级为更加智能化、高效的系统，也为电力通信检修提供了更多的支持和方便。

 

 

　　矿山电力管理系统对矿山企业来说是关键性的一个环节，在矿山开采中起到了关键性的作用，因此要不断的改进相关的技术，才能使之与现实复杂的环境相适应。基于物联网技术，给传统的电力管理系统设计注入了新的活力，其智能化的发展对矿山生产和工作人员来说都具有划时代的意义。通过对智能电力管理系统的设计，可以节省更多的人力、物力以及财力，提高电力设备的使用效率，减少资源能源的浪费，进而帮助企业实现可持续性的发展以及提升企业竞争力。