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能量收集辅助的矿山物联网智能计算卸载方法
1
作者 闵明慧 张鹏 +5 位作者 朱浩鹏 程志鹏 马帅 李世银 肖亮 彭国军 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期3547-3557,共11页
针对计算、能量和内存资源受限的矿山物联网设备和大量时延敏感型计算任务需求的智慧矿山场景,该文提出一种能量收集(EH)辅助的矿山物联网智能计算卸载方法。通过采用移动边缘计算(MEC)技术协助矿山物联网设备任务计算,同时利用能量收... 针对计算、能量和内存资源受限的矿山物联网设备和大量时延敏感型计算任务需求的智慧矿山场景,该文提出一种能量收集(EH)辅助的矿山物联网智能计算卸载方法。通过采用移动边缘计算(MEC)技术协助矿山物联网设备任务计算,同时利用能量收集技术为能量受限的矿山物联网设备供电。基于Q-learning的智能计算卸载机制实现在不可精确获取矿井系统模型的情况下动态探索最优计算卸载策略。此外,为处理复杂矿井环境下的维度灾难问题并减小策略离散化导致的离散化误差,该文还提出一种基于深度确定性策略梯度(DDPG)的计算卸载机制来进一步提高井下任务计算卸载性能。理论分析与仿真结果表明所提机制可降低系统的能量损耗、计算时延和任务处理失败率,有助于保障矿山物联网的安全和高效生产。 展开更多
关键词 矿山物联网 移动边缘计算 能量收集 Q-LEARNING 深度确定性策略梯度(DDPG)
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矿山物联网技术在智慧矿山建设中的运用
2
作者 朱军 《中文科技期刊数据库（全文版）工程技术》 2023年第6期0182-0184,共3页
随着经济的快速发展和人口的增长,对矿产资源的需求越来越大。然而,传统的矿山开采方式存在诸多弊端,例如安全隐患大、生产效率低、环保性能差等。因此,如何实现矿山的智能化建设,提升其安全性、生产效率和环保性能,已经成为当前矿山行... 随着经济的快速发展和人口的增长,对矿产资源的需求越来越大。然而,传统的矿山开采方式存在诸多弊端,例如安全隐患大、生产效率低、环保性能差等。因此,如何实现矿山的智能化建设,提升其安全性、生产效率和环保性能,已经成为当前矿山行业发展的重要课题。矿山物联网技术是实现智慧矿山建设的重要手段之一,其应用能够将传感器、通信技术、数据分析等先进技术与矿山生产过程紧密结合,实现对矿山生产的全方位监测和管理。因此,本文旨在介绍矿山物联网技术及其在智慧矿山建设中的应用,以期为矿山行业的智能化建设提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 矿山物联网技术 智慧矿山 设备维护 环保
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数字孪生技术在矿山物联网管控系统中的应用
3
作者 冯小梅 《科学与信息化》 2023年第15期78-80,共3页
随着矿山信息化程度的提升,一方面各类矿山传感数据得到了有效的采集和存储,另一方面智慧矿山的建设理念不断普及,矿山智能化建设已经成为当前矿山建设的主要目标。数字孪生正在席卷资产密集型行业,以颠覆性的方式改变运营模式。本文研... 随着矿山信息化程度的提升,一方面各类矿山传感数据得到了有效的采集和存储,另一方面智慧矿山的建设理念不断普及,矿山智能化建设已经成为当前矿山建设的主要目标。数字孪生正在席卷资产密集型行业,以颠覆性的方式改变运营模式。本文研究了数字孪生与矿山物联网管控系统融合所涉及的关键技术,介绍了矿山数字孪生系统的三维可视化模块、设备管理模块、安全预警模块、数据可视化模块。 展开更多
关键词 数字孪生技术 矿山物联网 管控系统 应用
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物联网与感知矿山专题讲座之三——感知矿山物联网的特征与关键技术 被引量：82
4
作者 张申 丁恩杰 +1 位作者 徐钊 华钢 《工矿自动化》 2010年第12期117-121,共5页
指出了感知矿山物联网是在煤矿综合自动化基础上的延伸和扩展应用,因而,感知矿山物联网在很大程度上有别于综合自动化系统;由于煤矿应用的特点,感知矿山物联网与目前地面物联网应用也有一些不同之处;介绍了感知矿山物联网的特征,它主要... 指出了感知矿山物联网是在煤矿综合自动化基础上的延伸和扩展应用,因而,感知矿山物联网在很大程度上有别于综合自动化系统;由于煤矿应用的特点,感知矿山物联网与目前地面物联网应用也有一些不同之处;介绍了感知矿山物联网的特征,它主要表现在多系统综合应用、感知层开放、应用平台开放和适合构建逻辑子系统等几个方面;分析了感知层、网络层、应用层的关键技术和跨层的公共技术;给出了感知矿山物联网的开放性要求和标准建设。该文对更好地理解感知矿山物联网的建设具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 感知矿山物联网 综合应用 逻辑子系统 开放性要求 接口标准
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矿山物联网顶层设计 被引量：46
5
作者 丁恩杰 施卫祖 +1 位作者 张申 赵小虎 《工矿自动化》 北大核心 2017年第9期1-11,共11页
介绍了矿山物联网技术发展现状和产业发展模式,指出矿山物联网顶层设计的目的是从国家安全生产监管的全局进行感知矿山总体设计,实现矿山物联网物与物相联,并明确矿山物联网的服务本质。探讨了矿山物联网的发展趋势:关键技术不断突破,... 介绍了矿山物联网技术发展现状和产业发展模式,指出矿山物联网顶层设计的目的是从国家安全生产监管的全局进行感知矿山总体设计,实现矿山物联网物与物相联,并明确矿山物联网的服务本质。探讨了矿山物联网的发展趋势:关键技术不断突破,服务承载模式逐步显现,政府与企业共促发展。阐述了矿山物联网发展重点领域:核心关键技术突破,包括微型化智能装置及能量捕获技术,矿山覆盖网络、通信与灾后重建技术,云计算、大数据及安全生产管理技术,矿山语义与虚拟化技术,安全、隐私与可信网络技术;5S应用,即感知人员、感知灾害、感知设备、感知矿区、感知管理;云服务体系构建;标准化建设。提出了矿山物联网保障措施及建设路线。 展开更多
关键词 矿山物联网 感知矿山 顶层设计 物联网标准化 智能感知 服务承载平台 云服务
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感知矿山物联网愿景与发展趋势 被引量：31
6
作者 姚建铨 丁恩杰 +1 位作者 张申 王刚 《工矿自动化》 北大核心 2016年第9期1-5,共5页
给出了矿山物联网的愿景,即实现矿山物与物相连,减少甚至消除监测盲区,运用云计算和大数据技术提取有用的监测信息,真正实现本质安全矿山;从技术和服务模式2个方面梳理了矿山物联网的发展趋势,阐述了雾计算技术、网络分形结构、矿山物... 给出了矿山物联网的愿景,即实现矿山物与物相连,减少甚至消除监测盲区,运用云计算和大数据技术提取有用的监测信息,真正实现本质安全矿山;从技术和服务模式2个方面梳理了矿山物联网的发展趋势,阐述了雾计算技术、网络分形结构、矿山物体的本体描述与知识化、云计算与大数据技术等概念及其在矿山物联网中的应用与发展,对协同工作模式和购买服务模式进行了展望。 展开更多
关键词 矿山物联网 感知矿山 本质安全矿山 雾计算 云计算 大数据 协同工作 购买服务
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基于矿山物联网的矿井突水感知关键技术研究 被引量：38
7
作者 孟磊 丁恩杰 吴立新 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1397-1403,共7页
从感知矿山理念与物联网三层架构出发,以网络化测量、智能传感器、地球信息科学、数据挖掘等新兴学科与水文地质、采矿、地球物理等传统矿山学科相互交叉为手段,分析了矿井突水信息采集、传输、处理与预警技术现状,论述了矿山物联网条... 从感知矿山理念与物联网三层架构出发,以网络化测量、智能传感器、地球信息科学、数据挖掘等新兴学科与水文地质、采矿、地球物理等传统矿山学科相互交叉为手段,分析了矿井突水信息采集、传输、处理与预警技术现状,论述了矿山物联网条件下实现矿井突水感知的关键技术。在感知层,以网络化测量与智能传感器为关键技术,构建多物理场网络化分布式监测系统;在网络层,利用空间数据仓库、三维地学模拟系统和云计算搭建突水云服务平台,实现矿井突水多源异构信息的高效存取与三维复合分析,为构建突水专家云提供基础;在应用层,以多源信息融合为关键技术,提出了一种多模型组合的矿井突水预警方法,将静态预测与实时预警相结合,充分利用历史与实时数据,增大突水预警判据的信息量。最后指出了建设整个系统需要分3个阶段逐步实施。 展开更多
关键词 矿山物联网 突水感知 分布式监测 云计算 信息融合 预警
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矿山物联网标准建设的思考 被引量：11
8
作者 张申 胡青松 王刚 《工矿自动化》 北大核心 2018年第1期1-5,共5页
讨论了矿山物联网标准建设的重要意义,对物联网建设中普遍存在的争议——是标准先行还是应用先行进行了剖析,分析了我国矿山物联网标准建设的现状与发展趋势。对矿山物联网顶层设计中的标准体系规划进行了简要解读,举例分析了哪些是涉... 讨论了矿山物联网标准建设的重要意义,对物联网建设中普遍存在的争议——是标准先行还是应用先行进行了剖析,分析了我国矿山物联网标准建设的现状与发展趋势。对矿山物联网顶层设计中的标准体系规划进行了简要解读,举例分析了哪些是涉及面广的标准,哪些是具体应用的标准。指出矿山物联网标准立项建设时应根据具体情况和标准的内容,灵活掌握标准先行还是应用先行。以网络层时间同步标准为例说明了矿山物联网标准应具有适应性和可扩展性。 展开更多
关键词 矿山物联网 感知层 网络层 应用层 标准建设 标准先行 应用先行
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论感知矿山物联网与矿山综合自动化 被引量：60
9
作者 张申 赵小虎 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第1期83-86,91,共5页
系统分析了感知矿山物联网与矿山综合自动化的关系及区别,从矿山综合自动化的概念、实施案例出发,讨论矿山综合自动化建设与运行10余年来的成果,并总结了其存在的问题:感知手段传统单一,缺乏泛在感知网络,重硬集成,轻软集成,多学科交叉... 系统分析了感知矿山物联网与矿山综合自动化的关系及区别,从矿山综合自动化的概念、实施案例出发,讨论矿山综合自动化建设与运行10余年来的成果,并总结了其存在的问题:感知手段传统单一,缺乏泛在感知网络,重硬集成,轻软集成,多学科交叉不够以及标准建设不足等。而感知矿山物联网技术正是解决这些问题的有效方法,提出了矿山物联网建设的主要内容为网络平台、应用平台、3个感知核心内容(人员感知、设备感知、灾害感知)和应用系统4个方面。指出综合自动化是矿山物联网的基础,矿山物联网是综合自动化概念的升华。 展开更多
关键词 物联网 感知矿山 矿山物联网建设 信息集成 矿山综合自动化 感知网络
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论矿山物联网的结构性平台与服务性平台 被引量：28
10
作者 张申 张滔 《工矿自动化》 北大核心 2013年第1期34-38,共5页
分析了目前煤矿综合自动化存在的主要问题,提出需采用物联网技术及其平台性来实现矿山物理世界的实时控制、精确管理和科学决策;指出矿山物联网的3层架构决定了矿山物联网是一种开放式平台,且该平台体现为结构性平台和服务性平台;提出... 分析了目前煤矿综合自动化存在的主要问题,提出需采用物联网技术及其平台性来实现矿山物理世界的实时控制、精确管理和科学决策;指出矿山物联网的3层架构决定了矿山物联网是一种开放式平台,且该平台体现为结构性平台和服务性平台;提出矿山物联网的结构性平台应具有开放的感知层平台、开放的主干传输平台以及开放的应用基础平台;根据目前煤矿实际需求,介绍了矿山物联网服务性平台中的分布式监测监控底层服务平台、为第三方提供公共服务的平台、多学科协同工作平台以及云服务平台;最后指出结构性平台可确保服务性平台的有效实施,服务性平台有利于矿山不同专业在同一个公共平台上协同工作,形成一种新的基于物联网的协同工作模式,同时有利于将各种不同的应用服务集成到矿山物联网中,推动矿山安全生产所需服务的专业化发展。 展开更多
关键词 煤矿自动化 综合自动化 矿山物联网 结构性平台 服务性平台 开放架构 专业化服务 云服务
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基于矿山物联网的设备动态管理系统 被引量：11
11
作者 陈铎 王刚 《工矿自动化》 北大核心 2013年第5期16-19,共4页
针对现有的台帐式矿山设备管理系统存在人为因素影响大、过维修或欠维修状况明显、无法及时了解运行设备状态等问题,提出了一种基于矿山物联网的设备动态管理系统的设计方案。该系统在原有台帐式设备管理系统的基础上增加了设备运行状... 针对现有的台帐式矿山设备管理系统存在人为因素影响大、过维修或欠维修状况明显、无法及时了解运行设备状态等问题,提出了一种基于矿山物联网的设备动态管理系统的设计方案。该系统在原有台帐式设备管理系统的基础上增加了设备运行状况的分析处理功能,实现了矿山设备的动态管理;基于矿山物联网的开放式架构,只需在感知层接入相应的传感器即可在应用平台上获得数据;采用LabVIEW软件实现数据采集与处理,采用Silverlight技术实现信息发布,增强了系统的友好性及易用性。 展开更多
关键词 矿山设备 设备动态管理 设备状态监测 矿山物联网 开放式架构 感知层 网络化传感器
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矿山物联网与“一带一路”发展融合初探 被引量：5
12
作者 张藤予 曹光明 高杨 《煤炭工程》 北大核心 2016年第12期145-148,共4页
为实现矿山企业的全面感知、智能控制和综合管理,消除矿山企业的"信息孤岛"现象,促进矿产资源的安全、高效、绿色开发,推动矿山企业由生产型向生产服务型转变。通过对目前我国煤矿物联网发展情况、存在问题及重点方向进行分析... 为实现矿山企业的全面感知、智能控制和综合管理,消除矿山企业的"信息孤岛"现象,促进矿产资源的安全、高效、绿色开发,推动矿山企业由生产型向生产服务型转变。通过对目前我国煤矿物联网发展情况、存在问题及重点方向进行分析,并结合"一带一路"发展战略和"一带一路"国家煤炭开发利用情况,提出煤矿物联网与"一带一路"融合发展的初步思路和建议。 展开更多
关键词 矿山物联网 一带一路 煤炭开发 融合发展
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基于矿山物联网的分布式煤矿冲击地压监测方法 被引量：4
13
作者 张申 赵小虎 王刚 《徐州工程学院学报（自然科学版）》 CAS 2013年第1期41-45,共5页
介绍一种基于矿山物联网的分布式煤矿冲击地压监测方法.系统由冲击地压监测主机、矿山物联网传输平台、矿山物联网应用平台、网络化传感器等组成.将电磁辐射、声发射和微震等网络化传感器布置在煤矿井下监测点,通过矿山物联网传输平台... 介绍一种基于矿山物联网的分布式煤矿冲击地压监测方法.系统由冲击地压监测主机、矿山物联网传输平台、矿山物联网应用平台、网络化传感器等组成.将电磁辐射、声发射和微震等网络化传感器布置在煤矿井下监测点,通过矿山物联网传输平台将监测到的信号传输到地面物联网应用平台,应用层监测主机对煤矿井下监测到的各种信号进行计算、分析和震源的定位. 展开更多
关键词 矿山物联网 传输平台 分布式 应用平台 冲击地压
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矿山物联网服务承载平台与矿山购买服务 被引量：11
14
作者 张申 《工矿自动化》 北大核心 2016年第4期7-11,共5页
矿山综合自动化系统由于没有考虑容纳第三方的服务,逐步显露出系统封闭、标准不一、信息应用困难、对矿山技术人员要求高等问题,阻碍了其发展。明确了矿山物联网的本质为服务承载平台,矿山物联网应具有相应的公共服务能力,包括基于位置... 矿山综合自动化系统由于没有考虑容纳第三方的服务,逐步显露出系统封闭、标准不一、信息应用困难、对矿山技术人员要求高等问题,阻碍了其发展。明确了矿山物联网的本质为服务承载平台,矿山物联网应具有相应的公共服务能力,包括基于位置的服务、基于时间的服务、基于信息的服务、基于云的服务、基于大数据的服务、基于语义的服务等,重点论述了矿山物联网应具备的服务能力和矿山购买服务,指出这些服务能力会随着技术和需求的发展而不断充实与增加,使矿山物联网逐步向智慧矿山迈进。 展开更多
关键词 矿山物联网 服务承载 矿山购买服务 大数据
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面向矿山物联网的“计算机网络”课程的教学重构 被引量：4
15
作者 胡青松 耿飞 +1 位作者 刘伟 张申 《电气电子教学学报》 2013年第3期30-32,共3页
本文根据矿山物联网的基本网络体系结构对"计算机网络"的知识点进行重构,在保持协议栈完整性的前提下重点引了无线感知的内容。在实验环节中,配套设计了多源信息集成监测实验和传感子系统接入实验,以支持矿山物联网的泛在感... 本文根据矿山物联网的基本网络体系结构对"计算机网络"的知识点进行重构,在保持协议栈完整性的前提下重点引了无线感知的内容。在实验环节中,配套设计了多源信息集成监测实验和传感子系统接入实验,以支持矿山物联网的泛在感知。实践表明,这种重构能够提高学生的工程思维和动手能力。 展开更多
关键词 矿山物联网 计算机网络 重构
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加快矿山物联网建设 被引量：10
16
作者 施卫祖 《工矿自动化》 北大核心 2017年第11期1-4,共4页
总结了"十二五"期间国家安全生产监督管理总局在推动矿山物联网建设方面所开展的工作及取得的成果,明确了"十三五"期间矿山物联网建设方面的重点布局。指出为提升安全生产监管能力和煤矿企业的事故防范能力,应加快... 总结了"十二五"期间国家安全生产监督管理总局在推动矿山物联网建设方面所开展的工作及取得的成果,明确了"十三五"期间矿山物联网建设方面的重点布局。指出为提升安全生产监管能力和煤矿企业的事故防范能力,应加快矿山物联网建设;在矿山物联网建设过程中应进一步完善矿山物联网顶层设计,结合矿山物联网云平台建设与大数据技术,实现矿山行业安全生产形势预测。 展开更多
关键词 矿山安全生产 矿山物联网 安全监管 风险管控 矿山安全监控 矿山信息化
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矿山物联网生产设备协同管控系统设计 被引量：7
17
作者 李学恩 游博 +1 位作者 陈卿 王红星 《工矿自动化》 北大核心 2018年第6期1-5,共5页
针对矿山物联网生产设备协同管控规模大、时序约束严格、局部控制等特点,结合矿山物联网生产设备协同管控系统架构,建立了矿山物联网生产设备多级协同管控模型,提出了基于数据驱动与知识驱动的矿山物联网生产设备协同管控方法,描述了各... 针对矿山物联网生产设备协同管控规模大、时序约束严格、局部控制等特点,结合矿山物联网生产设备协同管控系统架构,建立了矿山物联网生产设备多级协同管控模型,提出了基于数据驱动与知识驱动的矿山物联网生产设备协同管控方法,描述了各层级子系统及其设备之间的任务分配与协同机制,并由此构建了基于平行管理的矿山物联网生产设备协同管控系统。该系统可实现矿山物联网数据的分布式协同处理与设备协同管控,减少人为干预,提高生产效率。 展开更多
关键词 矿山物联网 精准开采 设备协同管控 多级协同管控 任务协同机制 时序约束 平行管理
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压缩感知技术在矿山物联网中的应用研究 被引量：7
18
作者 赵小虎 邓园芳 慕灯聪 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第7期69-72,79,共5页
针对矿山井下环境的特殊性导致井下监测到的海量信息的获取受到限制等问题,对目前备受关注的基于信号稀疏性的新型采样理论——压缩感知理论进行研究,以矿山物联网为研究对象,介绍了压缩感知基本理论及关键技术,分析了压缩感知理论在这... 针对矿山井下环境的特殊性导致井下监测到的海量信息的获取受到限制等问题,对目前备受关注的基于信号稀疏性的新型采样理论——压缩感知理论进行研究,以矿山物联网为研究对象,介绍了压缩感知基本理论及关键技术,分析了压缩感知理论在这个应用环境中的优势,理论上满足矿山物联网应用的需求。最后,利用Matlab仿真软件,对煤矿井下采集到的瓦斯浓度数据进行稀疏性分析、压缩与重构,结果表明压缩感知技术可以较精确地恢复原始瓦斯浓度信号。 展开更多
关键词 矿山物联网 互联网+ 压缩感知 稀疏性 观测矩阵:瓦斯浓度数据
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矿山物联网工程实验教学探索与实践 被引量：2
19
作者 孙金海 明建 +2 位作者 郭瑛玮 陈聪聪 聂白沙 《实验室科学》 2018年第4期41-44,共4页
针对矿山物联网工程实验教学中存在的问题,充分利用计算机仿真实验在实验教学过程中的优势,构建了井下物理模拟实验与计算机仿真实验相结合的教学模式,并将其应用于矿山物联网工程的实验设计之中。教学实践表明,该教学模式能够有效地提... 针对矿山物联网工程实验教学中存在的问题,充分利用计算机仿真实验在实验教学过程中的优势,构建了井下物理模拟实验与计算机仿真实验相结合的教学模式,并将其应用于矿山物联网工程的实验设计之中。教学实践表明,该教学模式能够有效地提高学生探究实验原理的积极性并强化了学生的实践技能,进而加强了学生对矿山物联网工程相关理论与技术的掌握水平和综合实践能力。 展开更多
关键词 矿山物联网 实验教学 物理模拟实验 计算机仿真实验
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基于Zabbix的矿山物联网络监控系统研究 被引量：2
20
作者 梁鹏 岳宗敏 《单片机与嵌入式系统应用》 2021年第6期39-42,共4页
本文设计了一种基于Zabbix的矿山物联网络监控系统,通过Zabbix实现网络软硬件监控,通过错误收集模块实现应用程序监控,通过稳定性保障模块实现监控系统自身安全,通过告警模块提供邮件、微信等多种高效渠道,能够有效监控分布在不同区域... 本文设计了一种基于Zabbix的矿山物联网络监控系统,通过Zabbix实现网络软硬件监控,通过错误收集模块实现应用程序监控,通过稳定性保障模块实现监控系统自身安全,通过告警模块提供邮件、微信等多种高效渠道,能够有效监控分布在不同区域的网络设备和应用程序。故障发生时,该系统可及时通知管理人员并帮助其迅速定位和解决故障,极大提高了工作效率和网络稳定性,并可广泛应用于不同网络组织模式的各类大中型矿山企业中。 展开更多
关键词 Zabbix 矿山物联网 网络监控
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