面向礦山物聯(lián)網(wǎng)的IPv6技術(shù)應(yīng)用問題的探討

李光

摘 要：通過分析我國現(xiàn)有礦山物聯(lián)網(wǎng)的基本情況，結(jié)合目前煤礦物聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的實(shí)際情況，對于IPv6技術(shù)在礦山物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用做了簡單介紹，同時(shí)對應(yīng)用中應(yīng)注意的問題做了簡單描述，也對IPv6技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的實(shí)際意義做了描述。目前隨著自動(dòng)化、信息化及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各類大中型煤礦企業(yè)的生產(chǎn)過程已從過去簡單的機(jī)械化生產(chǎn)向機(jī)械自動(dòng)化、信息化生產(chǎn)邁進(jìn)，尤其進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國大多數(shù)的礦山企業(yè)在應(yīng)用推廣新的信息技術(shù)過程中進(jìn)行了較大投入，打下了一定的基礎(chǔ)，取得了明顯的應(yīng)用效益，也促進(jìn)了礦山安全生產(chǎn)，尤其是信息化與工業(yè)化深入融合以后，煤炭企業(yè)加快了自身企業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程，采用先進(jìn)的適用的符合煤礦實(shí)際應(yīng)用需求的信息科學(xué)技術(shù)，全力提升煤炭生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率和綜合管理水平，為實(shí)現(xiàn)我國煤炭行業(yè)的跨越式發(fā)展的提供了歷史性契機(jī)。

關(guān)鍵詞： 煤礦物聯(lián)網(wǎng) IPv6技術(shù) 技術(shù)研究

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（b）-0023-01

隨著科技不斷進(jìn)步，普遍將實(shí)用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在信息化、自動(dòng)化的系統(tǒng)上，使礦山企業(yè)中實(shí)際應(yīng)用過程中的生產(chǎn)、安全、運(yùn)輸、銷售、機(jī)電、物資、供應(yīng)、統(tǒng)計(jì)、人力等相關(guān)的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)集成，通過對各類相關(guān)信息的統(tǒng)一管理和資源共享，實(shí)現(xiàn)對礦山整體數(shù)據(jù)的綜合采集、存儲(chǔ)和分析，進(jìn)而提供相關(guān)決策信息和系統(tǒng)解決方案。完成礦山企業(yè)信息資源的精準(zhǔn)化采集、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、規(guī)范化集成、可視化展現(xiàn)、自動(dòng)化操作。但是我國礦山物聯(lián)網(wǎng)還沒有建成，主要原因和問題有以下幾方面。

（1）礦山物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)龐大的多元化的信息集成體系系統(tǒng)，涉及地質(zhì)測量、機(jī)電設(shè)備應(yīng)用、信息技術(shù)和企業(yè)管理等多種學(xué)科，在實(shí)際操作過程中有廣泛涉及煤礦開采、總體規(guī)劃設(shè)計(jì)、礦井施工、安全管理、生產(chǎn)組織協(xié)調(diào)、經(jīng)營管理等諸多環(huán)節(jié)，各種環(huán)節(jié)間的溝通需要大量的信息資源但是由于所屬的應(yīng)用環(huán)節(jié)所列屬的管理部門、通信手段、協(xié)議和數(shù)據(jù)格式不盡相同，使得大量的信息資源得到浪費(fèi)，信息資源不能重復(fù)利用，信息不能廣為利用現(xiàn)象極為嚴(yán)重。

（2）我國現(xiàn)有的煤礦物聯(lián)網(wǎng)目前狀況為各個(gè)煤炭企業(yè)根據(jù)自己的生產(chǎn)實(shí)際需求結(jié)合自身實(shí)際在考慮資金、技術(shù)的前提下與科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作采取聯(lián)合開發(fā)應(yīng)用的技術(shù)路線，造成煤炭企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用平臺千差萬別。由于缺乏統(tǒng)一的組織管理，產(chǎn)品技術(shù)的個(gè)性化強(qiáng)，通用性差，數(shù)據(jù)通信處理能力不能滿足礦山企業(yè)的需求，造成目前各類應(yīng)用系統(tǒng)資源難以整合、信息資源無法共享，沒有從根本上解決空間信息、實(shí)時(shí)信息和管理信息共享問題。

（3）煤礦企業(yè)所處的環(huán)境較為復(fù)雜、各類突發(fā)因素多、相關(guān)專業(yè)多、系統(tǒng)工藝復(fù)雜、技術(shù)裝備的智能化水平低、采掘現(xiàn)場的許多工況參數(shù)尚無法獲取，不能針對性地提出有效的產(chǎn)品技術(shù)及系統(tǒng)化解決方案，在礦山物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)方面更是無從著力。造成目前國內(nèi)現(xiàn)有的煤礦系統(tǒng)基本上以封閉形式運(yùn)行，形成了多個(gè)系統(tǒng)的信息孤島，各個(gè)系統(tǒng)之間各自為政，相互兼容性差。不但增加了資金的投入、加大了系統(tǒng)的維護(hù)工作量，也極不利于礦井安全生產(chǎn)的需要。

物聯(lián)網(wǎng)豐富的應(yīng)用和龐大的節(jié)點(diǎn)規(guī)模應(yīng)用在一定程度上帶來了商業(yè)潛力，同時(shí)也帶來了技術(shù)上的挑戰(zhàn)，由于IPv6具有很多適合物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模應(yīng)用的特性，作為下一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，IPv6憑借著豐富的地址資源以及支持動(dòng)態(tài)路由機(jī)制等優(yōu)勢，能夠滿足煤礦物聯(lián)網(wǎng)對通信網(wǎng)絡(luò)在地址、網(wǎng)絡(luò)自組織以及擴(kuò)展性等諸多方面的要求，同時(shí)還能滿足物聯(lián)網(wǎng)對節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性、節(jié)點(diǎn)冗余、基于流的服務(wù)質(zhì)量保障的需求，有望成為煤礦物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)筑物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。IPv6的應(yīng)用還有眾多的技術(shù)細(xì)節(jié)需要完善，在煤礦物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用IPv6，并不能簡單地“拿來就用”，不能夠直接應(yīng)用到傳感器設(shè)備中，因此，根據(jù)現(xiàn)階段IPv6技術(shù)和業(yè)務(wù)的發(fā)展情況，結(jié)合移動(dòng)終端設(shè)備對IP地址的大量需求，為簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和端到端的業(yè)務(wù)管理，提出在相對封閉的礦山物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用IPv6的技術(shù)研究，以實(shí)現(xiàn)物體的泛在互聯(lián)。

將IPv6技術(shù)應(yīng)用于煤礦物聯(lián)網(wǎng)感知層需解決一些關(guān)鍵問題，包括以下幾方面。

（1）IPv6報(bào)文過大，頭部負(fù)載過重。

（2）地址轉(zhuǎn)換。

（3）報(bào)文泛濫。

（4）輕量化IPv6協(xié)議。

（5）路由機(jī)制。

（6）組播支持。

（7）網(wǎng)絡(luò)配置和管理。

通過開展礦山物聯(lián)網(wǎng)的IPv6技術(shù)研究，不僅突破基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，不僅能夠使礦山各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工況信息在一個(gè)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺上運(yùn)行，在異構(gòu)條件下進(jìn)行聯(lián)通與共享，能夠使不同功能的應(yīng)用系統(tǒng)聯(lián)系起來，協(xié)調(diào)有序運(yùn)行，使各自獨(dú)立的監(jiān)控系統(tǒng)信息實(shí)現(xiàn)共享。其重要意義有以下幾方面。

（1）能夠?qū)崿F(xiàn)在調(diào)度指揮中心集中監(jiān)測井上、下生產(chǎn)安全信息，控制井上、下機(jī)電設(shè)備，做到部分機(jī)電設(shè)備無操作工，機(jī)電硐室無人值守，達(dá)到感知礦山、減人提效的目的，能夠?qū)崿F(xiàn)井上井下所有控制、監(jiān)測子系統(tǒng)在一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺上運(yùn)行，從而消除信息“孤島”，同時(shí)可和企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)連接，達(dá)到信息共享。

（2）能夠?qū)收线M(jìn)行診斷，預(yù)知維修。從而提高了設(shè)備使用的可靠性，保證煤礦生產(chǎn)的安全進(jìn)行，最后起到提升企業(yè)形象的作用。企業(yè)網(wǎng)絡(luò)是企業(yè)信息交流的神經(jīng)，而企業(yè)的調(diào)度生產(chǎn)指揮中心是企業(yè)的窗口。建設(shè)一個(gè)基于集成平臺的高標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)代化的安全生產(chǎn)指揮中心，可以提升企業(yè)的總體實(shí)力?？梢允姑旱V井下安全監(jiān)測更實(shí)時(shí)，更快捷，提高煤礦安全生產(chǎn)效率，對構(gòu)建健康的和諧社會(huì)意義重大。

參考文獻(xiàn)

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