【摘要】本文将自动识别技术及理念与煤矿企业矿山物联网的需求相结合，探讨了识别技术在煤矿生产中的实际应用。对于多种自动识别技术在矿山物联网的应用做了分析，展现了自动识别技术在矿山物联网应用的广阔前景。
【关键词】条形码识别;RFID射频识别;图像识别;生物特征识别
一、前言
自动识别技术是集传感器、通信、计算机技术为一体的一门综合性科学技术，包括数据编码、采集、标识、管理、传输等多个环节，是获取信息的有效手段，作为管理决策和自动化控制的数据来源。代替原来的人工手动输入，提高信息输入的实时性与准确性，达到减员提效的目标。目前矿山物联网技术的发展还处于初级阶段，自动识别技术在很多环节还处于空白和相对薄弱的环节。
自动识别技术包括条形码识别技术、RFID射频识别技术、IC卡识别技术、磁卡识别技术、图像识别技术、生物特征识别技术等做种识别技术等多种方法与手段。总体可以分为两类：数据采集技术和特征提取技术，根据不同需求、现场的实际应用环境采用不同的识别技术。
二、条码识别技术在煤矿仓储管理中的应用
条码是一种经济、实用的识别技术，条码可以分为一维条码和二位条码，二位条码可以包含更多的信息。
一维条码是由“条”和“空”构成的二进制0和1，它们的组合来表示对应的数字和字符，表示相关信息，字符结构如下所示：
空白区 起始字符 数据字符 校验字符 终止字符 空白区
二维码通过水平和垂直两个方向表示信息，通常分为行排式和矩阵式两类，信息容量大，比普通条码信息容量约高几十倍，容错能力强，具有纠错功能。编码范围广，译码可靠性高，保密性、防伪性好。
随着企业信息化技术的发展，很多矿山企业都建立了自己的物资信息化管理系统，由于煤矿企业物资种类繁多，如果物资的领用记录都依赖于手工登记，管理人员每月盘点库存时都需要花费很长时间，费时费力，人为因素还容易导致库存信息的不准确，使用物资条形码管理系统，通过条形码扫描，物资名称、规格型号、数量及价格等的信息会立即显示在电脑上，简化了工作流程，提高了物资核算速度和物资信息的准确性。
三、射频识别技术在煤矿人员与车辆定位管理中的应用
射频识别RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频标签和射频读卡器之间的双向通讯，实现数据交换。射频识别可实现非接触识读，识别距离从十几厘米到几十米，实现高速运动的物体，有防水、防磁、耐高温的特点，具有一定的穿透性，能够同时识别多个标签。而且存储量更大，能重复使用。可以分为有源卡和无源卡，应用的频段一般低频135KHz、高频13.56-27.12MHz超高频850-960MHz、微波2.4GHz和5.8GHz。
目前煤炭企业安装的人员、车辆、设备定位系统，由识别卡、读卡器、通讯网络、上位机与相关软件组成，可连接到煤矿的信息化系统平台，实现分类管理。提供了准确的信息，及时了解井下人员、车辆、设备的当前位置、运行轨迹，可以根据车辆的位置、种类，实现车辆的及时调度排程，提高办事效率。当出现险情和矿难时，为救援方案提供基础信息，缩短救援时间，保障矿井安全。
图1 RFID系统结构图
四、图像识别技术在煤矿矸石分选和设备故障诊断中的应用
图像识别技术是利用信息处理和计算机技术，采用数学方法，对图像进行处理、分析和理解的技术。在数字视频监控中，需要对图像进行识别，先对视频流进行实时图像截取，再进行图像预处理、图像特征提取和信息判决等图像识别工作。分析过程如下所示：
随着信息理论与机器视觉理论的发展，图像识别技术近年来已经成为故障诊断的热点技术之一，基于图像的故障诊断技术得到了快速的发展，图像识别技术应用于故障诊断可以将人从枯燥烦杂的图形判读活动中解放出来。图像信息是一类重要的故障信息形式，用图像传感器采集设备故障状态的数字图像，经过图像处理、特征提取、模板匹配等完成故障诊断。实现对皮带撕裂、跑偏、轴承磨损、设备倾斜的各种故障诊断与报警。
随着煤矿自动化水平的不断提高，生产中危、重、繁、杂的体力劳动将逐渐被智能机器人作业所取代，在煤矿生产中，矸石分选是从煤块中将矸石挑选出来，目前大块矸石的分选大多采用手工作业，通过图像识别技术对煤块和矸石进行识别，再用机电结合的控制技术，达到煤矸自动分选的目的。
五、生命特征识别技术在煤矿生产安全的应用
生命特征识别技术主要是指通过人类生物特征进行身份识别和认证的一种技术，具有普遍性、唯一性、可测量性、稳定性与不可复制。是一种方便安全的识别技术，包括指纹识别、虹膜识别、语音识别、人脸识别、掌纹识别等技术。通过计算机与各种传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，用人体固有的生理特性，进行身份鉴定。其原理如下：
煤矿人员识别考勤系统，大多是采用生命特征识别技术，由识别考勤机、识别软件、人员考勤系统软件和附加设备组成。通过采集相关信息，实现指纹、虹膜、人脸等特征注册、验证，人员基本信息录入后，通过特征识别，记录井下人员进出矿井及各处门禁进出人员信息。监督管理瓦检员，巡检员，安检员、绞车工、电工等重要人员的到岗作业，特征的唯一性，从根本上解决了代人打卡的问题，保证公司考勤制度的公平性。
在煤矿连锁放炮监控系统中也广泛采用生命特征识别技术，实现放炮安全管理，综合采用了虹膜识别、语音识别等多项特征与其他识别技术组合使用，多项技术的有效集成，多个条件同时满足的情况下才能执行放炮操作指令，保证了作业安全。
六、自动识别技术在矿山物联网的的发展展望
自动识别技术发展很快，随着对自动识别技术的研究深入，应用范围不断扩大，渗透到矿山物联网的各个环节，出现了许多新型的产品，向多功能、便携式、本安型的低功耗网络化发展。与wifi，蓝牙、zigbee等无线局域网的数据通信技术的紧密结合，来引领自动识别技术在矿山物联网未来发展的潮流。
参考文献
[1]程曦.RFID应用指南[M].电子工业出版社，2011.
[2]刘平，付丽华，李志，冯暖.自动识别技术基础[M].清华大学出版社，2013.
[3]苑玮琦.生物特征识别技术[M].北京：科学出版社， 2009.
作者简介：高波（1968—），山西太原人，毕业于兰州大学电子与信息系电子专业，工程师，现供职于山西科达自控股份有限公司，主要从事煤矿企业的自动化控制技术。
