矿山产量监控系统

矿产量监控系统应用背景
煤炭采掘行业产量难以核实，计量不准确，税务部门很难掌握其生产情况，税务部门在加强煤炭行业税收征管方面尽管采取了多种措施，但是煤炭行业税收管理中的问题仍没得到根本的解决，煤矿企业偷逃税款的现象比较严重税款流失严重，煤炭行业已成为税务管理的一个难点。据国内一产煤大省有关部门的调查报告显示：这个省“小煤窑”一年偷逃的国家税款保守估计也在亿元以上。煤矿企业税收到底为什么这么难管，主要存在以下三大原因：
1、是煤炭行业生产经营情况复杂，税务机关不易控管。煤炭生产属地下作业，生产时间、工人数量、产量难以监控；各种煤矿矿井深度不一，材料耗用与产量存在诸多不可比因素，多数煤矿全靠人工推算，误差较大，不能作为准确核定产量的依据。
2、财务核算不健全，征税依据取得难。煤炭生产行业除少数国有、集体企业外，大多为个体经营，账务不健全，较难准确掌握其收入和费用。即使一些煤矿有一些原始凭证资料，如煤炭工人工资表、每班出煤统计册等资料，也经常被煤炭业主藏匿或者销毁，使税务机关难以取得准确的征税依据。
3、煤矿企业尤其是小煤矿业主纳税意识不强。煤矿企业尤其是小煤矿业主普遍缺乏纳税意识，不能主动、全面申报，总是想方设法逃避纳税，而且在经营中多数采用现金交易，不开发票，很难查实其应税收入。
为了加强煤炭企业税务管理，掌握准确的计税依据，依托信息化这一科技手段，开发出了对煤矿产量进行实时监控的“煤矿税收监控管理系统”，走出了煤炭税收征管面临的怪圈。

系统总图

方式介绍

1. 方式一（称重轨式）

1. 方式描述

称重轨式适用于平井或斜井式矿山的矿产品称重监控。实现方式为：在紧挨矿井的出口处安装轨道式称重传感器，如上图所示。当矿车经过传感器时，监控箱中的称量仪表会自动的计算每节矿车的重量，并上传到监控数据中心，当中心实时通信服务器或网络出现故障时仪表会自动的把数据存放在仪表非易失FLASH中。当网络或数据中心正常时上传到数据中心。
在矿井安装摄像头，可以对矿井进行全天候不间断的实时视频监控。同时可以加装麦克风及扬声器，以便数据中心监控人员和现场实时通话。

1. 硬件组成
1. 轨道式称重传感器。用于重量仪号的测量。
2. 摄像头及云台。用于视频信号的采集及摄像机角度调整。
3. 视频服务器。用于视频及声音信号的处理合成。
4. 计量仪表。用于重量数据的处理、存储及上传工作。
5. 电源防雷及信号防雷。用于监控箱电源系统防雷电保护及传感器信号的防雷电保护。
6. UPS及蓄电池。用于现场停电时为监控系统设备提供稳定的电力。
7. 网络传输设备。根据采用不同的网络传输方式选择不同的设备。有线方式时为ADSL猫及交换机;无线方式时为CDMA DTU。
2. 方式特点
1. 安装方便简单。
2. 维护方便。
3. 称量范围：100KG---10000KG
4. 自动判别矿车的方向。
5. 工作温度：±45度。
6. 计量准确，精度高。可达1%。
7. 系统断电可继续用24小时。
8. 传感器安全过载 150%F.S
9. 系统异常短信报警功能。
10. 矿车经过传感器自动启动数据中心录象及抓图功能。
11. 称量数据可在仪表内部保存一

方式二（竖井称量式）

1. 方式描述

此方式是在竖井的天轮下安装传感器。当矿车从井下被提升时。传感器将采集到的重量信号传送给仪表，仪表自动的计算出矿车的重量。传输到数据中心。
在矿井安装摄像头，可以对矿井进行全天候不间断的实时视频监控。同时可以加装麦克风及扬声器，以便数据中心监控人员和现场实时通话。

1. 硬件组成
1. 轮辐式称重传感器。用于重量仪号的测量。
2. 摄像头及云台。用于视频信号的采集及摄像机角度调整。
3. 视频服务器。用于视频及声音信号的处理合成。
4. 计量仪表。用于重量数据的处理、存储及上传工作。
5. 电源防雷及信号防雷。用于监控箱电源系统防雷电保护及传感器信号的防雷电保护。
6. UPS及蓄电池。用于现场停电时为监控系统设备提供稳定的电力。
7. 网络传输设备。根据采用不同的网络传输方式选择不同的设备。有线方式时为ADSL猫及交换机;无线方式时为CDMA DTU。
2. 方式特点
1. 安装方便简单。
2. 维护方便。
3. 称量范围：100KG---10000KG
4. 工作温度：±45度。
5. 计量准确，精度高。可达1%。
6. 系统断电可继续用24小时。
7. 传感器安全过载 150%F.S
8. 系统异常短信报警功能
9. 称量数据可在仪表内部保存一年。
1. 方式三（皮带秤式）

1. 方式描述

此方式是在矿井出料处安装皮带秤。用皮带秤称量实时流过的矿产品重量。此种方式一般适用于铁矿的产量监控。
在矿井安装摄像头，可以对矿井进行全天候不间断的实时视频监控。同时可以加装麦克风及扬声器，以便数据中心监控人员和现场实时通话。

1. 硬件组成
1. 皮带秤。用于重量的称量。
2. 摄像头及云台。用于视频信号的采集及摄像机角度调整。
3. 视频服务器。用于视频及声音信号的处理合成。
4. 计量仪表。用于重量数据的处理、存储及上传工作。
5. 电源防雷及信号防雷。用于监控箱电源系统防雷电保护及传感器信号的防雷电保护。
6. UPS及蓄电池。用于现场停电时为监控系统设备提供稳定的电力。
7. 网络传输设备。根据采用不同的网络传输方式选择不同的设备。有线方式时为ADSL猫及交换机;无线方式时为CDMA DTU。
2. 方式特点
1. 计量准确，精度高。可达2%。
2. 称量范围：1—10000KG/H
3. 工作温度：±45度。
4. 系统断电可继续用24小时。
5. 传感器安全过载 150%F.S
6. 系统异常短信报警功能。
7. 称量数据可在仪表内部保存一年。
1. 方式四（给料机式）

1. 方式描述

在矿井安装摄像头，可以对矿井进行全天候不间断的实时视频监控。同时可以加装麦克风及扬声器，以便数据中心监控人员和现场实时通话。

1. 硬件组成
1. 给料机。用于重量的称量。
2. 摄像头及云台。用于视频信号的采集及摄像机角度调整。
3. 视频服务器。用于视频及声音信号的处理合成。
4. 计量仪表。用于重量数据的处理、存储及上传工作。
5. 电源防雷及信号防雷。用于监控箱电源系统防雷电保护及传感器信号的防雷电保护。
6. UPS及蓄电池。用于现场停电时为监控系统设备提供稳定的电力。
7. 网络传输设备。根据采用不同的网络传输方式选择不同的设备。有线方式时为ADSL猫及交换机;无线方式时为CDMA DTU。
2. 方式特点
1. 计量准确，精度高。可达2%。
2. 系统断电可继续用24小时。
3. 传感器安全过载 150%F.S
4. 系统异常短信报警功能。
5. 称量数据可在仪表内部保存一年。

传输方式

1.有线方式

有线监控系统主要是利用电信或网通的有线网络组成的有线监控系统。(LAN/WAN)。此种系统是通过租用有线网络运营商的线路组成VPN（virtrual private network)网络，有线网络可以提高系统运行当中的网络带宽，对一些数据流量大的需求是一种很好的选择，但有线网络也同时存在建设成本高，维护不方便等缺点。
有线方式监控点端主要采用设备有：有线网络运营商提供的ADSL猫或光纤等设备，另外我公司提供的监控控制框中还配备了4口交换机。

2.无线方式

CDMA/GPRS无线监控系统是利用中国联通 中国移动的现有无线网络实现监控的智能化系统。利用现有移动运营商的无线网络可以不分地域的限制组成监控网络。只要手机有信号的地方无线监控系统就可以正常的工作。无线监控系统减少了网络布线带来的不便。同时也降低了建设成本。在日常的维护中减少了运行当中的维护成本。此种系统特别适合于偏僻的监控点的实时监控.。
我公司根据现场实际使用情况总结，在使用单张UIM卡时，实际视频显示效果不佳。故我公司选用双UIM卡的视频及数据传输设备。使用双卡相当于利用两个联通信道来传输视频数据。视频显示效果明显提高。

数据中心

数据中心由数据库服务器、实时通信服务器、电视墙及其它网络设备组成。有线方式下，数据中心可以采用数据服务器，通信服务器二层结构。也可以采用通信服务器与数据服务器共存一机方式。视监控点的数量及数据流量大小而定。如果监控点数量多数据流量大建议使用通信服务器、数据服务器分离方式。如果监控点数量少，数据通信量小可以采用通信服务器，数据服务器共用一台计算机方式。
数据中心接入方式，数据中心必须有一个固定IP地址。数据中心可以以Internet或VPN专网,及其它有线方式接入网络。服务器可以放于网络接入设备的下层。在网络接入设备上作NAT映射便可与各个监控点直接通信。
数据中心即可以实时的接收数据信息也可以接收报警信息。数据信息及报警信息同时存入数据库，报警信息可以通过短信猫向监控人员发送报警短信。

有线数据中心接收软件

2.无线方式

方案一：中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网固定IP或者公网动态IP+DNS解析服务。
此种方案向先INTERNET运营商申请ADSL等宽带业务。
1、 中心公网固定IP：监控点直接向中心发起连接。运行可靠稳定，推荐此种方案。
2、 中心公网动态IP+DNS解析服务：客户先与DNS服务商联系开通动态域名，监控点先采用域名寻址方式连接DNS服务器，再由DNS服务器找到中心公网动态IP，建立连接。
此种方式可以大大节约公网固定IP的费用，但稳定性受制于DNS服务器的稳定所以要寻找可靠的DNS服务商。此种方案适合小规模应用。

方案二：中心采用主副GPRS/CDMA-DTU，采用移动内网动态IP+移动DNS解析服务。
此种方案客户先与移动DNS服务商联系开通移动动态域名，监控点先采用域名寻址方式连接移动DNS服务器，再由移动DNS服务器找到中心移动动态IP，建立连接。中心也用无线DTU做接收端，但无线方式的中心不如有线方式的稳定，所以采用主副两个无线DTU作冗余备份。主中心无线DTU接收端掉线时，所有监控点自动转到副中心无线DTU接收端。此种方式也可以大大节约固定IP的费用，但并不是所有移动公司都提供DNS解析服务，所以要在有DNS解析服务的省市才能采用此种方案。
此种方案适合小规模应用。此种方案时时性和稳定性较差，不推荐使用。

方案三：中心采用主副无线DTU，采用移动专网固定IP。此种方案客户先与移动申请APN专网业务。移动为客户分配专用的APN，普通用户不得申请该APN。用于GPRS/CDMA专网卡仅开通该专用APN，限制使用其他APN。得到APN后，给所有监控点及中心分配移动内部固定IP。此种方案中心也像方案二一样采用主副两个无线DTU作接收端，冗余备份。但此种方案较方案二而言，无需DNS解析，本身具有移动内网固定IP，减少中间环节，稳定性增强；且所有数据都在移动内网传输，无需经过公网，安全性增强
此种方案无需负担宽度专线月租费用，性价比合理，推荐使用。

方案四：中心采用APN专线， 所有点都采用内网固定IP，此种方案客户中心通过一条2M APN专线接入移动公司网络，双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接，在GGSN与移动公司互联路由器之间采用GRE隧道。为客户分配专用的APN，普通用户不得申请该APN。用于GPRS/CDMA专网卡仅开通该专用APN，限制使用其他APN。得到APN后，给所有监控点及中心分配移动内部固定IP。移动终端和服务器平台之间采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。双方采用防火墙进行隔离，并在防火墙上进行IP地址和端口过滤。
此种方案无论时时性，安全性和稳定性较前三种方案都有大大提高，适合于安全性要求较高、数据点比较多、时时性要求较高的应用环境。在资金允许的情况下之最佳组网方式。

无线数据中心接收软件

1. 数据中心管理软件
   
   数据查询界面
   
   数据统计界面
   
   数据打印预览界面