Diseño e Implementación de un Sistema de Monitoreo IoT Subterráneo Basado en Computación en el Borde
Autores: He, Panting; Wang, Yunsen; Zheng, Guiping; Zhou, Hong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Diseño e Implementación de un Sistema de Monitoreo IoT Subterráneo Basado en Computación en el Borde
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Extracción y transformación de minerales
Palabras clave
Operaciones de minería subterránea
Monitoreo de seguridad en tiempo real
Prevención de desastres
Computación en el borde
Internet de las Cosas (IoT)
Seguridad en las minas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Las operaciones de minería subterránea enfrentan desafíos crecientes debido a sus entornos complejos y peligrosos. Una dificultad clave es garantizar la monitorización de seguridad en tiempo real y la prevención de desastres. Los sistemas de monitoreo tradicionales a menudo sufren de adquisición de datos retrasada y dependen en gran medida del procesamiento en la nube. Estos factores limitan su capacidad de respuesta durante emergencias. Para abordar estas limitaciones, este estudio presenta un sistema de monitoreo subterráneo de Internet de las Cosas (IoT) basado en computación en el borde. La arquitectura del sistema se compone de tres capas: una capa de percepción para la detección en tiempo real, una capa de puerta de enlace en el borde para el procesamiento local de datos y la toma de decisiones, y una capa de servicio en la nube para almacenamiento y análisis. Al trasladar el procesamiento más cerca de la fuente de datos, el sistema reduce significativamente la latencia y mejora la eficiencia de respuesta. El sistema está adaptado a las condiciones reales del sitio minero. Integra la monitorización de presión para pilares expandibles artificiales y la detección de hundimiento del techo en las cámaras. Se ha implementado con éxito en un entorno de campo, y los datos recopilados durante la puesta en marcha demuestran la viabilidad y fiabilidad del sistema. Los resultados indican que el sistema propuesto satisface las demandas del mundo real para la monitorización de seguridad subterránea. Permite advertencias oportunas y mejora el nivel general de automatización. Este enfoque ofrece una solución práctica y escalable para mejorar la seguridad en las minas y proporciona una referencia valiosa para futuros sistemas de minería inteligente.
Descripción
Las operaciones de minería subterránea enfrentan desafíos crecientes debido a sus entornos complejos y peligrosos. Una dificultad clave es garantizar la monitorización de seguridad en tiempo real y la prevención de desastres. Los sistemas de monitoreo tradicionales a menudo sufren de adquisición de datos retrasada y dependen en gran medida del procesamiento en la nube. Estos factores limitan su capacidad de respuesta durante emergencias. Para abordar estas limitaciones, este estudio presenta un sistema de monitoreo subterráneo de Internet de las Cosas (IoT) basado en computación en el borde. La arquitectura del sistema se compone de tres capas: una capa de percepción para la detección en tiempo real, una capa de puerta de enlace en el borde para el procesamiento local de datos y la toma de decisiones, y una capa de servicio en la nube para almacenamiento y análisis. Al trasladar el procesamiento más cerca de la fuente de datos, el sistema reduce significativamente la latencia y mejora la eficiencia de respuesta. El sistema está adaptado a las condiciones reales del sitio minero. Integra la monitorización de presión para pilares expandibles artificiales y la detección de hundimiento del techo en las cámaras. Se ha implementado con éxito en un entorno de campo, y los datos recopilados durante la puesta en marcha demuestran la viabilidad y fiabilidad del sistema. Los resultados indican que el sistema propuesto satisface las demandas del mundo real para la monitorización de seguridad subterránea. Permite advertencias oportunas y mejora el nivel general de automatización. Este enfoque ofrece una solución práctica y escalable para mejorar la seguridad en las minas y proporciona una referencia valiosa para futuros sistemas de minería inteligente.