矿山安全监控系统.doc

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1、附件矿山安全监控与管理系统方案论证书哈尔滨工业大学（威海）二0一二年六月二十日目录第一部分设计方案21.1概述21.2技术需求31.2.1系统功能要求31.2.2上位机软件设计要求51.2.3主要技术指标51.2.4数据传输介质与描述61.2.5多功能基站设计要求71.2.6身份识别卡的设计要求81.3设计原则91.4设计依据91.5系统构成及功能简介101.5.1系统总拓扑结构图101.5.2基站拓扑结构图11第二部分设计清单142.1一览表142.2规格及技术指标15第三部分网络安全183.1网络安全性

2、分析183.2网络安全措施183.3加密管理183.4数据库的安全管理19第四部分技术指导与培训19-19-第一部分设计方案1.1概述矿山安全监控与管理系统是矿山型SCADA,是集井下人员跟踪定位管理与考勤、环境监测、通信联络以及视频监控等为一体的综合性系统，它集成了自动检测技术、无线传感器网络技术、总线数据传输技术、音视频信号采集与传输技术等。近年来，矿山事故不断发生，在过去的15年中共有150万中国人死于矿难。据统计，2009年的死亡人数为2640人，每百万吨煤死亡率为0.892，这已经是近年来的最好数

3、据。再来比较其他国家的死亡率，美国煤矿每百万吨死亡率仅为0.039，印度为0.42，俄罗斯为0.34，南非为0.13，中等发达国家平均每百万吨死亡率一般为0.4左右。中国原煤产量占世界总产量的37%，但是死亡人数却占到了70%以上。这些数据足以说明我国煤矿的安全形势非常严峻。由于我国矿山地质的复杂性，加上机械化开采程度不够等因素的影响，矿山安全一直是一个敏感的话题，尽管国家一直对矿山安全表示高度重视，但是矿山事故却一直频发不止。而造成这一局面的原因，一方面是因为我国矿山地质的复杂性，另一方面则是由于矿山安全

4、监测设备的技术的落后性。通过对多家矿山及矿山安监局的走访发现，我国绝大多数矿山都已配备安全监测设备，但是中小型矿山以及非煤矿山由于受到资金等问题的困扰，其安全监测设备尚不完善，许多都只是一种摆设，并不能真正发挥作用。大型矿虽有较完备的安全监测设备，很多场合也存在准确性低、稳定性差、监测范围窄等问题。我国矿山安全监测设备市场的发展现状主要表现在以下两个方面。1、市场需求继续发展，销量大幅增加随着我国矿山的整合、矿山行业的快速发展以及发展区域的调整，为矿山安全监测设备市场提供了巨大的市场发展空间，未来几年随着矿

5、山整合的深入以及国家相关政策的出台，安全监控设备仍将保持较快的增长势头。2、产品落后，技术不能满足市场需求目前我国从事矿山安全监测设备生产的厂家有很多，产品种类也有很多，但是绝大多数产品技术含量和附加值都比较低，并且存在着传输信号不稳定等问题，并不能满足安全监测的需要。在未来几年，随着全球物联网技术的发展与普及，物联网在矿山安全监测方面必将发挥越来越大的作用。由于矿山地质环境的复杂性，安全监控设备将会向安装简便、可靠性高的方向发展，所以无线传输将会变的越来越重要。而ZigBee技术由于具有网络容量大、安全性

6、高、可靠性高、功耗低、时延短、成本低等特点，能够很好地满足低成本设备无线联网的要求，所以ZigBee技术在物联网中的应用将会成为未来矿山-19-安全监测的重要发展方向。1.2技术需求1.2.1系统功能要求1.监测监控系统应能实现以下功能：（1）实时显示各个监测点的监测数据，并可以图、表、曲线等形式显示历史监测数据；（2）设置预警参数，并能实现声光预警；（3）视频监控应支持按摄像机编号、时间、事件等信息对监控图像进行备份、查询和回放。2.人员定位系统应具有以下监测和管理功能：（1）监测携卡人员出入井时刻、出入

7、重点区域时刻；（2）识别多个人员同时进入识别区域；（3）携卡人员个人基本信息，主要包括卡号、姓名、身份证号、出生年月、职务或工种、所在部门或区队班组；（4）携卡人员出入井总数、个人下井工作时间及出入井时刻信息；（5）重点区域携卡人员基本信息及分布，并报警；（6）携卡工作异常人员基本信息及分布，并报警；（7）携卡人员下井活动路线信息；（8）携卡人员统计信息，主要包括工作地点、月下井次数、时间等；（9）按部门、区域、时间、分站（读卡器）、人员等分类信息查询功能；（10）各种信息存储、显示、统计、声光报警、打印等

8、功能；（11）电池电压检测，低压提示并报警。3.通信联络系统应具有以下功能：（1）终端设备与控制中心之间的双向语音且无阻塞通信功能；（2）由终端设备向控制中心发起的紧急呼叫功能；（3）能够显示发起通信的终端设备的位置；（4）能够存储备份身份识别卡呼叫记录并可进行查询；（5）终端设备之间通信联络的功能；（6）语音广播功能。4.管理系统应具有以下功能：（1）系统应具有汉字显示和报警提示功能；-19-（1）系统应具有监