物聯網在煤礦生產上的應用

圖3 網絡層組網方案

4 應用層設計

應用層是物聯網和用戶(包括人、組織和其他系統)的接口，它與行業需求結合，實現物聯網的智能應用。采用VisualBasic 6．0以及Access數據庫進行開發應用。

4．1 功能實現

物聯網應用于煤礦安全生產，主要實現：信息查詢、人員跟蹤定位、Web遠程發布等功能。

1)信息查詢功能。員工信息查詢功能實現對每位員工信息的管理，員工信息內容包括員工姓名、員工編號、所在部門等個人信息。由于下井人員每人都攜帶有一個電子標簽，所以員工信息中包括所有員工所攜帶電子標簽的編號。考勤管理功能實現對下井員工的出勤情況的統計，對加班、請假及出差情況可以通過人工輸入的方法進行查詢和修改。方便了信息的收集，對員工的作業情況有了準確的記錄。讀卡器信息查詢功能實現對井下所布放的讀卡器進行管理。可以對讀卡器編號，讀卡器所放置的地理位置信息進行查詢、修改、添加。

2)人員跟蹤定位功能。可以實時查詢井下作業人員的位置信息，實現對井下人員的實時定位。當煤礦事故發生時，能迅速展開援救工作，提高煤礦安全性能和生產效率。

3)Web發布功能。該功能實現將應用層的檢測圖表及數據通過Internet遠程發布。便于集團公司或者上級主管部門了解煤礦生產狀況。包括礦井基本信息查詢，報警情況查詢和地圖瀏覽等功能。集團公司或上級主管部門在瀏覽器頁面輸入權限密碼，即可獲取該煤礦檢測資料，大大方便了煤礦企業的管理。

4．2 數據庫設計

數據庫是以一定方式組織、存儲及處理相互關聯的數據的集合，它以一定的數據結構和一定的文件組織方式存儲數據。并允許用戶訪問。由統一的軟件系統管理和控制數據的增加、刪除、修改和檢索。本設計采用Access數據庫進行開發應用，Access數據庫的理論基礎是關系代數和關系模型，這種關系模型就是二維表形式。表是數據庫中最重要、最基本的對象，是實際存儲數據的地方。對數據庫的各種管理和操作，實際上就是對數據中表的管理和操作。建立Access數據庫有兩種方法：

1)在Microsoft Access中建立數據庫。

2)利用Visual Basic 6．0提供可視化數據管理器(VisualData Manager)創建數據庫。

根據煤礦安全生產的功能需求，需構建標簽信息表，員工信息表，讀卡器信息表，定位信息表，考勤信息表數據等。

4．3 Visual Basic 6．0 開發設計

Visual Basic 6．0是基于對象的可視化程序設計語言，也是所有程序設計語言中最容易掌握、使用人數最多的語言，它能夠快捷、簡易地建立Windows應用程序[61。提供了面向對象的可視化開發界面，應用程序集成開發環境和大量的控件。支持多種數據庫系統的訪問，支持開發Interact程序以及完善的在線幫助系統，應用廣泛。

本設計使用數據控件(Data控件)訪問更新數據庫，Data控件是Visual Basic中最常見的控件。在Visual Basic中。數據控件本身不能直接顯示表中的數據，必須通過綁定控件來實現。綁定控件是指能夠配合Data控件(或其他控件)，操作數據庫中數據的控件。常用的綁定控件有文本框、列表框、組合框等。讀卡器上傳的數據最終通過串口串行通信傳輸至地面監控室計算機，Visual Basic對串口進行初始化，監測是否有上傳數據，若有則記錄并更新數據庫，分析判斷上傳數據的讀卡器的位置，在事先繪制的礦井剖面圖上完成監測定位、信息查詢等功能。界面設計采用下拉式菜單設計，每項菜單下設子菜單，點擊調用相應窗口，執行對應功能程序，如圖4所示。

圖4 應用系統界面

5 結束語

物聯網作為一種跨學科的新興產業已經越來越多地融人我們的生活，給我們的生產、生活方式帶來了一系列深刻的變革。已被正式列為圍家重點發展的五大戰略性新興產業之一 。本系統以RFID射頻識別技術為基礎實現數據采集并將數據由網絡層傳輸至上位機，以Visual Basic 6．0和Access數據庫為開發環境進行數據分析處理，實現了物聯網在煤礦生產上的應用，為煤礦的安全生產提供了及時有效的信息查詢、定位和監控等功能，以信息化手段提高了煤礦的安全生產能力。隨著物聯網技術標準的逐漸統一和技術的逐步成熟，礦井物聯網將對煤礦的安全生產提供更加可靠的保障和服務。