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摘要：随着科学技术的进步，信息化系统在煤矿生产中得到了广泛的应用，对保证煤矿的安全生产起到了非常重要的作用。我国的煤矿生产多以矿井开采的形式为主，频繁发生的煤矿生产安全事故成为制约煤矿产业发展的关键问题，因此，如何提高煤矿企业的安全生产管理水平，是有效降低安全事故，保证煤矿企业长远发展的首要问题。煤矿的信息化系统建设以提高企业的生产效益为终极目标，提高煤矿企业的自动化生产和管理，以保证安全生产为前提条件，弥补管理方面的缺陷漏洞。煤矿的信息化系统不仅仅为企业的管理层提供生产和管理的信息指标，而且对保证煤矿生产的安全、降低和避免安全事故的发生率具有非常重要的作用。
关键词：煤矿；安全；信息化系统；技术；电子
中图分类号：TU714 文献标识码： A
煤矿的信息化系统建设以提高企业的生产效益为终极目标，提高煤矿企业的自动化生产和管理，以保证安全生产为前提条件，弥补管理方面的缺陷漏洞。煤矿的信息化系统不仅仅为企业的管理层提供生产和管理的信息指标，而且对保证煤矿生产的安全、降低和避免安全事故的发生率具有非常重要的作用。
1我国煤矿信息化系统的应用现状
在新形势下，随着信息化技术的发展，其在社会各个领域的应用范围越来越广泛，很多行业的企业生产管理都引进了信息化系统，并且取得了良好的效果。煤矿企业对信息化越来越重视，逐步增加投入于信息化建设，企业的信息化管理水平也在不断的发展之中。我国煤炭行业总体来讲其信息化水平还处于初级阶段，存在很多需要发展和完善的地方。多年来煤矿安全事故屡屡发生，其主要原因就再也安全生产信息的方法落后，对于矿井安全的监控检测不完善。
目前，中国的煤炭企业更关心是加强生产方面的科技信息工作，使得现代煤矿产业实现推广先进的设施、人员配备齐全的生产调度系统。而与此形成鲜明对比的，煤炭企业信息化系统工作中存在一个共同的问题，那就是信息化系统工作的主体——人力和专业素质有待进一步提高，现代煤矿产业的信息传输速度十分缓慢，而且传输信息的质量是非常差，在信息化管理机构设置中也不完善，使得信息管理团队不稳定。因此，不能完全清楚地反映煤炭企业生产经营活动的基本规律，也就不能为领导者和决策者的决策提供科学依据。因此，煤炭企业信息化系统的应用是必不可少的。
煤矿企业的信息化建设在前几年中其工作重点是矿井瓦斯数字化远程监控系统、井下工人的考勤定位管理系统和有关煤矿安全生产管理的零散子系统。近年来，我国煤矿信息系统不断发展，以综合自动化系统为主的集成化信息系统工程。其涉及到工业控制网络和企业信息化网络，形成一个综合自动化的信息系统平台，集中对各个分散的生产控制、人员管理、安全监控进行管理，初步形成了生产的一系列安全管理监控体系。
2煤矿信息化系统的设计
企业信息化系统应用的目的在于利用信息技术提高对企业的管理水平，其中主要包括细化管理流程，提高管理效率，实现对企业管理体制的创新、技术的创新和管理的创新，加强对传统产业的改造，调整行业和产品结构、促进企业核心竞争力的提高。在企业发展过程中，信息化系统所发挥的作用是非常重要的，煤炭企业要想在日益激烈的市场竞争中立于不败之地，就必须充分利用信息化系统技术的优势，开拓创新，利用信息化技术实现企业的现代化生产安全化生产，利用信息化网络实现销售、管理、采购等环节的电子商务化与管理的科学化，以信息化带动企业现代化，以此来提升煤矿企业的市场竞争能力，满足现代化社会发展的需要。关于煤矿瓦斯无线传感器监测网络比较复杂，因煤矿矿井下复杂的生产环境，其设计的主要目标在于能够实时监测矿井下瓦斯的含量，保证生产的安全。为满足此设计需求，在本文中采用的ZigBee经过分析验证，能够对本系统的设计需要很好的满足，对矿井下的瓦斯含量可以做到实时的监测和信息反馈。经过对整个信息网络系统的综合性分析和试验，结构信息系统的企业生产需求，确定了其安全生产基本方案，即基于ZigBeeDE瓦斯监测信息系统。通常来说，一个煤矿的矿井其井深或者矿井的长度都超过10km，每1km至少要有10个节点的分布，也就是说一个矿井的ZigBee节点的布设要在百个以上。每个节点的都由多个组件构成，包括：感知组件、采样组件和数据处理组件。必要情况下，节点还需要调整接收发信号的功率和灵敏度。系统的信息总控制中心设置在地面上，用以对井下检测传输的瓦斯数据信息进行处理和存储。在矿井内，节点的设置要根据实际需要来确定数量，采用电池对其进行供电，并采用抗干扰性能强的直序扩频通信方式分布，这样能够是各个节点的抗干扰性能都较强，整体的抗干扰效果提高。
3煤矿信息化系统中应用的电子技术
（1）煤矿信息化系统的节点模块架构ZigBee节点才用的芯片是Atmegal28L低功耗微处理器芯片和TI的CC2420芯片，采用的FLASH存储器为低功耗的存储器版本。ZigBee节点的主要功能是对煤矿井下的瓦斯含量浓度进行信息采集，发送到各个节点。在此信息系统中ZigBee节点的模块构成如图1所示：
图1 煤矿信息化系统节点构成模块
（2）系统中电子技术的应用
1）Atmegal28L模块
Atmega128L模块负责对节点的数据进行处理和定位，对节点的功耗进行管理和控制。选择Atmega128L的单片机是从成本的控制和性能的需要等方面进行综合分析来进行确定的。Atmega128L单片机具有较高的稳定性，对环境的适应性强，受恶劣环境的影响较低。其低功耗的特点，也满足煤矿井下作业的实际环境的需要。
2）C2420收发模块
CC2420提供SPI接口，能够实现模块间的无线通信。CC2420通过天线对射频信号进行接收，然后对其进行转换成为2MHz的双路中频信号。在有模数转换器将通信分量和正交分量两路信号进行转换，转为数字信号后进行最终信道的选择，对增益进行控制等。CC2420采用1.8V的工作电压，使其具有低耗能的特點。采用的外部数字I/O接口也采用较低的电源，所以二者间不存在逻辑兼容性的问题。芯片上的直流稳压器为电压之间的转换提供了方便。无需额外设置电压转换的电路。
3）存储单元模块
存储单元模块负责数据的存储，为了保证Flash存储器绝对满足实际需求，可借助于外部扩展的存储器。可通过SPI总线将Atmega128L芯片连接于外部存储器，再设置Atmega128L内存储器为主要存储模式，外部存储器为次模式，读写操作用Datasheet来进行。
4）传感器模块
在本信息系统中采用的是KGS-20低耗能瓦斯传感器。传感器的电阻表现为负载电阻RL上的电压变化。各个参数根据其典型资料进行确定，保证传感器的工作状态为最佳。
4陕西陕煤黄陵矿业煤矿信息化系统建设和应用情况
陕西陕煤黄陵矿业公司为了适应公司的飞速发展，先后建成了煤矿作业规程编制和管理系统、U8财务系统、全面预算系统、企业门户网站、人力资源系统、OA办公自动化系统、物资供应管理系统、运销管理系统、通风瓦斯监管系统、生产计划统计系统等管理应用系统，极大提高了公司管理水平。2013年公司建成了企业信息管理统一门户平台，分别从安全生产、财务、物资、全面预算、人力资源方面进行数据挖掘，对各信息系统高度整合、集成，实现了信息共享和管控一体化，以图表形式展现产、运、销、收入、成本、现金、经济指标完成情况、资金消耗、人员配备、安全伤亡情况等信息直观化，为公司经营决策提供了及时、准确、科学、详实的科学依据。如下图所示：信息化管理应用平台。
5结语
综上所述，在当今形势下，随着信息化技术的飞速发展，促使了信息化系统在煤矿生产领域的开发和应用。煤矿企业的信息化系统平台的建设对于煤矿的安全生产具有极大的现实意义。信息技术的融入，不仅可以保证采集数据的客观性和准确性，还能缩减工作量，提高设备检修的效率。同时信息化技术的应用能够大大提高设备的可靠性、缩短发生事故时的停车时间、提高了设备的利用率。本文从我国煤矿信息化系统的发展现状出发，讨论煤矿信息化系统的设计、应用及其关键的电子技术的应用，旨在实现煤矿生产的信息化管理，保证煤矿产业的安全生产。
【参考文献】
[1]井建.煤炭企业信息化建设的问题与对策研究[J].煤炭经济研究,2010,12.
[2]赵越.信息化建设在煤矿安全领域的作用[J].才智,2012,9
[3]乔艳霞.现代煤矿信息化系统技术的具体应用[J].电子技术与软件工程.2013(09)
[4]刘君珠.深圳信息化建设的优势及其问题、对策的研究[J].深圳特区科技;1996年03期.
[5]蒋栋.浅谈煤矿信息化建设现存的主要问题及改进对策[J].中国科技博览,2011(23).
关键词：煤矿；安全；信息化系统；技术；电子
中图分类号：TU714 文献标识码： A
煤矿的信息化系统建设以提高企业的生产效益为终极目标，提高煤矿企业的自动化生产和管理，以保证安全生产为前提条件，弥补管理方面的缺陷漏洞。煤矿的信息化系统不仅仅为企业的管理层提供生产和管理的信息指标，而且对保证煤矿生产的安全、降低和避免安全事故的发生率具有非常重要的作用。
1我国煤矿信息化系统的应用现状
在新形势下，随着信息化技术的发展，其在社会各个领域的应用范围越来越广泛，很多行业的企业生产管理都引进了信息化系统，并且取得了良好的效果。煤矿企业对信息化越来越重视，逐步增加投入于信息化建设，企业的信息化管理水平也在不断的发展之中。我国煤炭行业总体来讲其信息化水平还处于初级阶段，存在很多需要发展和完善的地方。多年来煤矿安全事故屡屡发生，其主要原因就再也安全生产信息的方法落后，对于矿井安全的监控检测不完善。
目前，中国的煤炭企业更关心是加强生产方面的科技信息工作，使得现代煤矿产业实现推广先进的设施、人员配备齐全的生产调度系统。而与此形成鲜明对比的，煤炭企业信息化系统工作中存在一个共同的问题，那就是信息化系统工作的主体——人力和专业素质有待进一步提高，现代煤矿产业的信息传输速度十分缓慢，而且传输信息的质量是非常差，在信息化管理机构设置中也不完善，使得信息管理团队不稳定。因此，不能完全清楚地反映煤炭企业生产经营活动的基本规律，也就不能为领导者和决策者的决策提供科学依据。因此，煤炭企业信息化系统的应用是必不可少的。
煤矿企业的信息化建设在前几年中其工作重点是矿井瓦斯数字化远程监控系统、井下工人的考勤定位管理系统和有关煤矿安全生产管理的零散子系统。近年来，我国煤矿信息系统不断发展，以综合自动化系统为主的集成化信息系统工程。其涉及到工业控制网络和企业信息化网络，形成一个综合自动化的信息系统平台，集中对各个分散的生产控制、人员管理、安全监控进行管理，初步形成了生产的一系列安全管理监控体系。
2煤矿信息化系统的设计
企业信息化系统应用的目的在于利用信息技术提高对企业的管理水平，其中主要包括细化管理流程，提高管理效率，实现对企业管理体制的创新、技术的创新和管理的创新，加强对传统产业的改造，调整行业和产品结构、促进企业核心竞争力的提高。在企业发展过程中，信息化系统所发挥的作用是非常重要的，煤炭企业要想在日益激烈的市场竞争中立于不败之地，就必须充分利用信息化系统技术的优势，开拓创新，利用信息化技术实现企业的现代化生产安全化生产，利用信息化网络实现销售、管理、采购等环节的电子商务化与管理的科学化，以信息化带动企业现代化，以此来提升煤矿企业的市场竞争能力，满足现代化社会发展的需要。关于煤矿瓦斯无线传感器监测网络比较复杂，因煤矿矿井下复杂的生产环境，其设计的主要目标在于能够实时监测矿井下瓦斯的含量，保证生产的安全。为满足此设计需求，在本文中采用的ZigBee经过分析验证，能够对本系统的设计需要很好的满足，对矿井下的瓦斯含量可以做到实时的监测和信息反馈。经过对整个信息网络系统的综合性分析和试验，结构信息系统的企业生产需求，确定了其安全生产基本方案，即基于ZigBeeDE瓦斯监测信息系统。通常来说，一个煤矿的矿井其井深或者矿井的长度都超过10km，每1km至少要有10个节点的分布，也就是说一个矿井的ZigBee节点的布设要在百个以上。每个节点的都由多个组件构成，包括：感知组件、采样组件和数据处理组件。必要情况下，节点还需要调整接收发信号的功率和灵敏度。系统的信息总控制中心设置在地面上，用以对井下检测传输的瓦斯数据信息进行处理和存储。在矿井内，节点的设置要根据实际需要来确定数量，采用电池对其进行供电，并采用抗干扰性能强的直序扩频通信方式分布，这样能够是各个节点的抗干扰性能都较强，整体的抗干扰效果提高。
3煤矿信息化系统中应用的电子技术
（1）煤矿信息化系统的节点模块架构ZigBee节点才用的芯片是Atmegal28L低功耗微处理器芯片和TI的CC2420芯片，采用的FLASH存储器为低功耗的存储器版本。ZigBee节点的主要功能是对煤矿井下的瓦斯含量浓度进行信息采集，发送到各个节点。在此信息系统中ZigBee节点的模块构成如图1所示：
图1 煤矿信息化系统节点构成模块
（2）系统中电子技术的应用
1）Atmegal28L模块
Atmega128L模块负责对节点的数据进行处理和定位，对节点的功耗进行管理和控制。选择Atmega128L的单片机是从成本的控制和性能的需要等方面进行综合分析来进行确定的。Atmega128L单片机具有较高的稳定性，对环境的适应性强，受恶劣环境的影响较低。其低功耗的特点，也满足煤矿井下作业的实际环境的需要。
2）C2420收发模块
CC2420提供SPI接口，能够实现模块间的无线通信。CC2420通过天线对射频信号进行接收，然后对其进行转换成为2MHz的双路中频信号。在有模数转换器将通信分量和正交分量两路信号进行转换，转为数字信号后进行最终信道的选择，对增益进行控制等。CC2420采用1.8V的工作电压，使其具有低耗能的特點。采用的外部数字I/O接口也采用较低的电源，所以二者间不存在逻辑兼容性的问题。芯片上的直流稳压器为电压之间的转换提供了方便。无需额外设置电压转换的电路。
3）存储单元模块
存储单元模块负责数据的存储，为了保证Flash存储器绝对满足实际需求，可借助于外部扩展的存储器。可通过SPI总线将Atmega128L芯片连接于外部存储器，再设置Atmega128L内存储器为主要存储模式，外部存储器为次模式，读写操作用Datasheet来进行。
4）传感器模块
在本信息系统中采用的是KGS-20低耗能瓦斯传感器。传感器的电阻表现为负载电阻RL上的电压变化。各个参数根据其典型资料进行确定，保证传感器的工作状态为最佳。
4陕西陕煤黄陵矿业煤矿信息化系统建设和应用情况
陕西陕煤黄陵矿业公司为了适应公司的飞速发展，先后建成了煤矿作业规程编制和管理系统、U8财务系统、全面预算系统、企业门户网站、人力资源系统、OA办公自动化系统、物资供应管理系统、运销管理系统、通风瓦斯监管系统、生产计划统计系统等管理应用系统，极大提高了公司管理水平。2013年公司建成了企业信息管理统一门户平台，分别从安全生产、财务、物资、全面预算、人力资源方面进行数据挖掘，对各信息系统高度整合、集成，实现了信息共享和管控一体化，以图表形式展现产、运、销、收入、成本、现金、经济指标完成情况、资金消耗、人员配备、安全伤亡情况等信息直观化，为公司经营决策提供了及时、准确、科学、详实的科学依据。如下图所示：信息化管理应用平台。
5结语
综上所述，在当今形势下，随着信息化技术的飞速发展，促使了信息化系统在煤矿生产领域的开发和应用。煤矿企业的信息化系统平台的建设对于煤矿的安全生产具有极大的现实意义。信息技术的融入，不仅可以保证采集数据的客观性和准确性，还能缩减工作量，提高设备检修的效率。同时信息化技术的应用能够大大提高设备的可靠性、缩短发生事故时的停车时间、提高了设备的利用率。本文从我国煤矿信息化系统的发展现状出发，讨论煤矿信息化系统的设计、应用及其关键的电子技术的应用，旨在实现煤矿生产的信息化管理，保证煤矿产业的安全生产。
【参考文献】
[1]井建.煤炭企业信息化建设的问题与对策研究[J].煤炭经济研究,2010,12.
[2]赵越.信息化建设在煤矿安全领域的作用[J].才智,2012,9
[3]乔艳霞.现代煤矿信息化系统技术的具体应用[J].电子技术与软件工程.2013(09)
[4]刘君珠.深圳信息化建设的优势及其问题、对策的研究[J].深圳特区科技;1996年03期.
[5]蒋栋.浅谈煤矿信息化建设现存的主要问题及改进对策[J].中国科技博览,2011(23).