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1、 . . . 分类号 密级UDC 学校代码 10500 XXXXX学校工程硕士学位论文题 目：基于物联网的煤矿井下环境监测系统的研究与实现英文题目：Reserch and Implementation of Environment Monitoring System for Underground Coal Mine Based on Internet of Things学位申请人：XXXXX申请学位领域名称： 计算机技术指导XXX教授XXX 副教授二一三年三月 / 分类号 密级UDC 学校代码XXXXXXXXX学校工程硕士学位论文题 目基于物联网的煤矿井下环境监测系统的研究与实现英文题目Re
2、serch and Implementation of Environment Monitoring System for Underground Coal Mine Based on Internet of Things研究生签名XXX校导师签名XXX职 称 教授 校外导师签名XXX职 称副教授申请学位领域名称计算机技术领域代码论文答辩日期学位授予日期学院负责人签名评阅人评阅人年 月 日XXX大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重声明：所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过
3、的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权工业大学可以将本学位论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年 月日日期：年 月 日摘要我国煤矿的开采大多为地下开采,地质复杂,工作环境十分恶劣,井下工作人员的生命财产安全难以得到有效保障,煤矿安全面临着重
4、大的威胁。亟需加强煤矿生产安全监控,减少煤矿灾害事故发生,更好的应对事故发生后进行及时抢救被困井下工作人员,最大程度降低国家和煤矿企业的财产损失。然而现有的井下环境检测系统具有检测区域不全面、不能及时进行定位、扩展性差等不足。物联网是在互联网的基础上,通过射频识别、无线通信、传感器网络技术,连接设备,进行信息交换和通信的虚拟网络。无线传感器网络技术可以实时感知环境信息,能够相互传递信息,达到数据的实时监测,应用前景非常广泛。基于此,本文结合煤矿井下环境特性,采用物联网技术,研究并实现了基于物联网的煤矿井下环境监测管理系统,对煤矿安全生产具有重要意义。基于物联网的煤矿井下环境监测系统,以无线传感
5、器网络为支撑,将监测信息包括多种环境状态参数、工作人员位置等,汇聚后实时传送到地面监控中心数据库,进行分析处理,为用户或者煤矿企业管理者提供数据支持。系统完成了煤矿安全监测系统功能模块的设计开发,实现了煤矿井下环境检测系统的数据实时采集、处理与传输、人员定位、环境监测与预警、信息共享等功能,提高煤矿生产的安全性。关键字：煤矿井下,物联网,数据挖掘,环境监测AbstractChinas coal mining is mainly carried out underground with the complicated geological conditions and the adverse w
6、orking environment, which is directly related to life property safety of the coal miner. Coal mine safety production is facing the great challenge, thusit is very urgent to strengthen monitoring on the production safety,which can effectively reduce occurrences of the coalmine accident, and immediate
7、 rescue the trapped miners, guarantee safe operation and lower enterprises loss. However, the current underground environment detection system has some shortcomings, such as limited detection underground area, bad real time capability, poor expansibility etc. The Internet of Things refers to uniquel
8、y identifiable objectsand their virtual representations in an Internet-like structure, connecting devices by radio frequency identification, wireless communication, sensor network, the exchange of information and communications.All kinds of the environment information can be obtained by the WSN tech
9、nology in time. WSN consists of spatially distributed sensors to monitor environmental conditions, such as temperature, and to cooperatively pass their data via the network to control center, which has broad application range. Therefore, this paper develops the environmental monitoring and managemen
10、t system of coal mine based on the IOTtechnology, combining with the requirement of the characteristics of coal mine environment, and has great signification forcoal mine safety production.The environmental monitoring system of coal mine based on the IOT, the various environmental parameters and the
11、 orientation of the miners can be got by the WSN, which can give the information to monitor center in time. The system function module is designedand the functions of all kinds of environmentmonitoring parameters, environmental monitoring and early warning, information sharing, miners location are a
12、chieved, the safety production of coal mine is improved.Keywords:Coal mine, IOT, data mining, environmental monitoring目 录摘要3Abstract4目录5第一章绪论61.1 课题背景与意义61.2 国外研究现状81.3 论文研究的主要容及组织结构10第二章煤矿井下环境监测系统的相关技术112.1 物联网概念112.2 物联网体系结构122.3 物联网设计原则142.3 物联网的关键技术152.4 本章小结18第三章数据挖掘在煤矿井下环境监测系统中的应用193.1 数据挖掘技术概
13、述193.1.1 数据挖掘的定义193.1.2 数据挖掘的功能203.1.3 数据挖掘的过程213.1.4 数据挖掘的主要方法223.2 数据挖掘的意义及应用233.3 煤矿井下环境的数据挖掘233.3.1 井下环境模糊聚类分析233.3.2 井下监测环境危险等级模糊评价273.4本章小结28第四章系统的体系结构与关键模块284.1 系统的体系结构284.2功能模块及关系304.2.1系统功能模块304.2.2功能模块间关系324.3 关键模块324.3.1 GIS 模块324.3.2 SMS短信息344.3.3 数据传输374.3.4 环境预报警404.4 本章小结40第五章煤炭井下环境监测
14、系统的设计与实现415.1 系统的需求分析415.2 系统的设计目标415.3 系统设计425.4 系统实现445.4.1 系统开发环境445.4.2监测系统的实现445.5本章小结49第六章总结与展望496.1 工作总结496.2 工作展望50参考文献51致55第一章 绪论近年来,随着计算机互联网技术的快速发展,网络的应用和发展已经不能满足人与人之间正常的沟通的需求,物与物之间通过网络的信息交互成为人们追求的方向。物物相连的互联网即物联网技术将大大推进社会的发展与进步,已经成为国外研究的热点。物联网技术应用到煤矿井下环境监测系统中,将大大提高煤矿安全生产现状,对煤矿的安全生产和国民经济的发展
15、具有重大的现实意义。1.1 课题背景与意义我国是煤炭资源丰富的国家,煤炭储量多而广,同时也是煤炭消费大国,对煤炭资源比较依赖。我国95%以上的能源和80%以上的工业原料取自于煤矿1。煤矿在未来相当长的时期,作为主要能源的战略地位仍将不变。煤矿开采需要大量的矿工进行井下作业,由于矿井部环境复杂,生产条件恶劣,给开采工作带来了一定的危险度,煤矿安全事故时有发生,矿工的生命财产难以有效保障,据统计,世界上每年发生煤炭安全事故导致矿工死亡的人数超过千人。煤矿开采安全管理对煤矿的生产起到支撑、保证作用,是煤矿生产的头等大事。虽然近年来煤矿安全生产工作取得了显著成效,一些煤矿企业开始开发并装备了煤矿安全生产监控系统,一定程度上
