课程名称：基于物联网技术的矿井环境监测与人员定位虚拟仿真实验
课程负责人： 彭维平
课程简介：
煤矿安全生产监控系统和井下人员定位系统是煤矿井下安全避险“六大系统”中非常关键的两大组成部分，将物联网技术应用于煤矿安全领域已成为必然趋势。但由于煤矿是高危行业，煤矿井下时刻面临着各种安全风险，危及师生的人身安全；矿井下对所使用的设备有电气防爆等特殊要求，必须采用本质安全型设备，实验教学设备无法下井使用；煤矿生产企业管理严格，未经安全培训不允许下井，更无法在现场开展实验。这些均导致物联网教学和实践无法在矿井下实地开展。同时，实验室的教学实践与现实场景之间的差距较大，实践教学构造出的是一个虚假的应用，并未和现场深入结合，通过说教和静态模型展示为主的实验教学方式，无法激发学生的学习兴趣，学生做完实践课程，通常知其然不知所以然，无法锻炼学生系统工程的分析和设计方面的综合能力，学生的知识点支离破碎，缺乏独立分析问题、解决问题的能力，更缺乏实践创新能力。
为解决上述问题，本项目建设了一套适用于矿井下环境监测和人员定位的虚拟仿真实验教学系统，真实还原了一个完整的采煤工作面场景。构建了瓦斯、温度、风速、风门四类传感器，zigbee通信设备以及RFID设备模型；设计了矿工角色，可通过第1视角和第3视角切换，进行井下场景漫游；模拟了井下传感节点和RFID人员定位节点的布局，井下安全广播实时播报安全风险信息；提供了多达15个步骤的交互实验，完成传感节点、路由节点和协调器节点、RFID节点的部署、安装、测试。让学生身临其境，从应用系统的需求分析、方案设计、体系架构、功能详细设计与实现到系统测试等全生命周期的实践，不受时间和空间的限制，随时学、随时做，充分发挥学生自主学习的能动性，达到提高学生实际动手能力和专业技术能力。
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