一些分析機構指出，2023年全球大約會部署150億台連網的物聯網(OiT)裝置。雖然業界估算結果差異較大，即便採用更保守的預測，到2030年這一數字也將會翻倍。

萬物互連，沒有哪個產業是物聯網無法企及的。醫療保健、物流、農業、零售、政府組織、學術界等等都在大力投資物聯網技術。製造業和工業業者也在以「工業4.0」的名義，即工業物聯網(IIoT)、機器學習(ML)和大數據等等技術的總稱，推動數位化轉型，以提高生產力並減少停機時間。

不過，採礦業是鮮少在物聯網應用方面受到提及的工業領域。這是因為與製造業、建築業或商業不同，採礦業有著獨特的挑戰，要採用物聯網較為艱難。

進入地下

礦井是連網技術的惡劣環境。礦井通常地處偏遠，而且往往是在地下，一般涉及到惡劣環境下的密閉空間，這使得連接的部署受到限制，而且非常不穩定。更糟糕的是，由於地表附近礦石的品質下降，礦工要進入更深的地下進行開採。例如，一些金礦在地表以下四公里處作業，要從地表到岩層部署物聯網系統絕非易事。

儘管有這些難題存在，多家大型礦業公司已開始對物聯網技術進行投資，如果成功實施，可以實現最佳化成本和提升生產力，通知預測性維護需求，確保礦山工作人員的安全，並且改善採礦作業日常運作的決策操作。

例如，在採礦作業中普遍使用炸藥將含礦的岩石炸開，在爆炸之後，有毒煙霧可能會縈繞數個小時。工人在環境恢復安全之前不會重新進入爆炸現場，裝置在現場的或穿戴式環境感測器可以確保把停工時間縮短。同樣地，可以透過氣體探測器和粒子感測器進行監測，從而將地下挖掘設備和鑽機排放的廢氣保持在一定限制範圍內。

在地下礦井中，通風是一項高成本作業，因此按需通風(ventilation-on-demand)系統可以大幅減少能源消耗。感測器可以連續監測氣流和空氣品質，並且遠端調節風扇速度，以使空氣品質和能源使用兩者達到最佳平衡。配合使用連網的佔用感測器，物聯網系統可以確保僅在目前進行作業的礦井的局部位置啟動通風操作。Newmont Goldcorp於2018年在加拿大的Porcupine金礦中安裝了這樣的系統，該礦主表示這個項目將現場電力消耗減少了一半。

採礦業也是資產密集型產業，採礦設備分佈在可能達到1,000平方公里或者更大面積的區域，而且，這只是地表的狀況。感測器可以監測整個礦區的關鍵資產，包括地上和地下，追蹤它們的所在位置，記錄所受到的衝擊、振動和溫度，以便進行預測性支援維護。

設置連接系統的挑戰

採礦連接系統的成敗取決於基礎設施的品質。傳統上，地下安裝設施透過結合同軸和光纖線纜來將感測器連接到地面。然而，有線網路的安裝成本很高，缺乏靈活性，並且會消耗銅材等寶貴材料。而且這種網路較為脆弱，在重型機械不斷來回移動，以及時常爆破的危險地方，很容易受到損壞。

由於礦井隧道和豎井是具有挑戰性的射頻環境，很難實施完全的無線解決方案。相反地，結合有線和無線網路則能夠充分利用兩者的優勢。例如，可以使用通訊電纜網路為主要隧道提供服務。另一方面，到岩壁的「最後一哩」則可以使用感測器來形成低功耗藍牙網狀網路，或者使用藍牙長距離(Long Range)，以克服任何射頻距離問題。

蜂巢式物聯網發揮重要作用

隨著全球蜂巢式物聯網基礎設施日趨成熟，這項技術用於採礦作業的地方變得常見。該技術既可以為閘道提供動力，將資料從一組低功耗藍牙物聯網裝置傳遞到雲端，也可以為感測器提供端到端的IP連接。基地台可以支援數以萬計的蜂巢式物聯網連接，通訊是完全雙向、穩健、可靠和安全的，而且蜂巢式物聯網技術支援4G，也為5G做好了準備。

此外，NB-IoT與LTE-M一起構成了可用的蜂巢式物聯網解決方案，相比於其他無線物聯網技術，能夠更加深入地運用到地下。準確來說，深入地下的距離取決於一系列因素，但當然能夠達到足以支援電梯等固定裝置或者監測接近地表傳送帶馬達的深度。

人工智慧和ML

下一步將是提高無線物聯網技術在礦區的投資報酬率。方法是使用功能足夠強大的解決方案，不僅監測感測器和處理無線連接，而且在網路邊緣進行ML。

透過利用歷史資料登錄，物聯網邊緣裝置可以使用ML進行預測，並提供關於設備利用率的建議，引導工作人員和車輛以最短的距離穿越地表或隧道，幫助實現某些任務的自動化運作，例如岩面的鑽探，並且在爆破作業中緩減危險，成果是實現真正的智慧礦山。

活動簡介

從無線連接、更快的處理和運算、網路安全機制、更複雜的虛擬實境(VR)到人工智慧(AI)等技術，都將在未來的每一個嵌入式系統中發揮更關鍵功能。「嵌入式系統設計研討會」將全面涵蓋在電子產業最受熱議的「智慧」、「互連」、「安全」與「運算」等系統之相關硬體和軟體設計。

會中將邀請來自嵌入式設計相關領域的研究人員、代表廠商以及專家，透過專題演講、產品展示與互動交流，從元件、模組到系統，從概念設計到開發工具，深入介紹嵌入式系統設計領域的最新趨勢、創新和關注重點，並深入分享關於嵌入式系統設計的經驗、成果以及遇到的實際挑戰及其解決方案。

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