一、物联网感知层设计
（一）多参数传感器部署
在 GKG 矿用高压柜内部关键部位部署各类传感器，构建的感知体系。在电气回路上安装高精度电流、电压传感器，实时采集运行电流、电压、功率等参数，监测设备负载情况与电能质量；于开关触头、母排等易发热部位部署红外测温或光纤测温传感器，对温度变化进行 24 小时不间断监测，及时发现过热隐患；在柜体内部加装局部放电传感器，捕捉设备内部因绝缘缺陷产生的局部放电信号，预防绝缘故障；此外，设置振动传感器监测柜体及内部元件的振动状态，判断设备机械性能是否异常 。
（二）状态感知与智能终端集成
将传感器采集的数据接入智能终端设备，如边缘计算网关。该网关具备数据预处理、协议转换和本地存储功能，可对原始传感器数据进行滤波、降噪等处理，剔除无效数据，并将不同协议（如 Modbus、CAN 总线）的传感器数据转换为统一格式，通过 5G、工业以太网等通信网络上传至云端平台。同时，智能终端还可集成故障诊断算法，实现对设备运行状态的初步分析，当检测到异常数据时，及时发出本地预警信号 。
二、网络传输层构建
（一）井下专用通信网络搭建
针对井下复杂的电磁环境和地形，构建稳定可靠的通信网络。采用 5G 与工业以太网相结合的方式，在井下巷道部署 5G 基站，实现无线信号全覆盖，满足传感器数据实时传输对高带宽、低时延的要求；对于固定位置的设备，如高压柜，通过工业以太网光纤网络进行连接，数据传输的稳定性和安全性 。同时，为保障通信网络的冗余性，可搭建双链路通信系统，当主链路出现故障时，自动切换至备用链路，防止数据传输中断 。
（二）数据安全传输保障
在数据传输过程中，采用加密技术和安全认证机制数据安全。对传感器采集的原始数据进行 AES（加密标准）加密处理，防止数据被窃取或篡改；在通信终端与云端平台之间建立安全认证通道，通过数字证书、身份验证等方式，只有授权设备和用户才能访问数据，有效防范网络攻击，保障 GKG 矿用高压柜物联网系统的信息安全 。
三、平台层功能实现
（一）设备远程监控与管理
搭建 GKG 矿用高压柜物联网管理平台，用户可通过 PC 端、移动端等多种终端设备，远程实时查看高压柜的运行状态。平台以可视化界面展示设备的各项参数、运行曲线和报警信息，如用三维模型模拟高压柜内部结构，直观呈现各部件的温度分布、电气参数变化等情况。管理人员还可通过平台远程控制高压柜的分合闸操作、参数设置等，实现设备的远程运维管理，提高运维效率 。
（二）智能故障诊断与预测
利用大数据分析和机器学习算法，对高压柜运行数据进行深度挖掘。通过对历史故障数据和正常运行数据的学习，建立故障预测模型，提前识别设备潜在故障隐患。例如，当监测到局部放电信号异常增强、触头温度持续升高且超过阈值时，系统自动发出预警，并给出可能的故障原因和处理建议。同时，平台可对故障数据进行统计分析，总结故障规律，为设备的改进和维护计划制定提供数据支持 。
（三）能源管理与优化
物联网平台可对 GKG 矿用高压柜的用电数据进行分析，实现能源管理与优化。通过监测不同时段、不同回路的电能消耗情况，生成能源消耗报表和能效分析报告，帮助矿山企业了解用电结构，发现能源浪费环节。基于分析结果，平台可提供优化建议，如调整设备运行参数、合理分配负荷等，降低能源消耗，提高能源利用效率 。
四、应用场景拓展
（一）与矿山综合自动化系统融合
将 GKG 矿用高压柜物联网系统与矿山的通风、排水、提升等综合自动化系统进行数据对接和协同控制。当高压柜检测到故障导致某区域停电时，系统自动联动通风系统，调整通风策略；与排水系统协同，排水设备的供电优先级，保障井下安全生产 。
（二）支持远程专家会诊
当高压柜出现复杂故障时，通过物联网平台邀请外部专家进行远程会诊。专家可实时查看设备运行数据、故障记录和现场视频，与现场运维人员进行远程沟通，共同制定解决方案，缩短故障处理时间，降低设备停机损失 。
