一种基于物联网的矿采设备监管系统技术方案

本发明专利技术涉及设备管理技术领域，具体涉及一种基于物联网的矿采设备监管系统，包括采集层、分析及识别层；矿采设备的运行参数通过采集层上传，并基于矿采设备运行参数设计分析层运行逻辑，分析层基于采集层提供运行逻辑实时运行，分析矿采设备运行参数特征，识别层实时接收矿采设备运行参数特征，本发明专利技术能够以传感设备采集数据来提供以矿采设备监测条件，使得矿采设备运行过程中存在的异常波动稳定能够高精度、高效率的得到捕捉，确保矿采设备的运行过程能够得到一定程度的安全保障，避免矿采设备在运行过程中，因故障、轻微损伤未及时发现、处理，进而引发的严重问题。进而引发的严重问题。进而引发的严重问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的矿采设备监管系统


[0001]本专利技术涉及设备管理
，具体涉及一种基于物联网的矿采设备监管系统。

技术介绍

[0002]矿采设备即矿山机械设备，是指专业从事采矿、选矿、探矿的机械，矿山作业中应用的大量起重机、输送机、通风机和排水机械等都统称为矿山机械设备。
[0003]申请号为201410093199.7的专利技术专利中公开了一种矿采设备的智能监控系统，其特征在于，包括：控制装置（1），与所述矿采设备的电控设备连接 ；显示装置（2），与所述控制装置（1）连接：监控装置，与所述显示装置（2） 连接，用于监控所述矿采设备并向所述显示装置（2）提供监控数据。所述电控设备与所述矿采设备的至少一级皮带电机连接。所述监控装置为两台以上，且分布设置于所述矿采设备作业环境中的所有巷道中和或，所述矿采设备上设置有所述监控装置。所述控制装置（1）配置有控制按钮（3），所述控制按钮（3）与所述控制装置（1） 通过转换板通信连接 所述控制装置（1）与所述显示装置（2）通过控制装置局域网络（CAN）总线通信连接；其中，所述控制按钮（3）设置在所述显示装置（2）上，或与所述显示装置（2） 一同设置在所述矿采设备的操作台上。所述显示装置设置有：故障应对模块，存储有针对不同故障类型及作业环境设置的最短时间的逃生路线图触发器，用于选择不同故障类型及作业环境，所述触发器与所述故障应对模块连接。接收器（4），与所述显示装置（2）及所述两台以上监控装置有线通信连接。
[0004]该申请在于解决：“现有的井下监控技术无法有效改善上述状况，至多只能是针对单一巷道系统作业中的部分设备进行控制，不能有效降低井下人员的数量。特别是，当某巷道发生事故时，其他巷道不能第一时间了解事故的发生情况，无法做好应对准备，”的问题。
[0005]然而，现有的矿采设备中，针对矿产掘进设备而言，其根据指定掘进路径对矿石进行挖掘的过程中，掘进路径中大概率会存在不同材质的土壤、石块或各类不同性状的物质，这些物质可能会对掘进设备的掘进端带来损伤或故障，如不在掘进设备运行过程对其进行安全监控，一旦掘进设备出现故障、损伤，对于矿采工程而言不仅因此造成延误，且设备的维修同样产生了大量的费用支出。

技术实现思路

[0006]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种基于物联网的矿采设备监管系统，解决了上述
技术介绍
中提出的技术问题。
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于物联网的矿采设备监管系统，包括采集层、分析及识别层；矿采设备的运行参数通过采集层上传，并基于矿采设备运行参数设计分析层运行逻辑，分析层基于采集层提供运行逻辑实时运行，分析矿采设备运行参数特征，识别层实时接收矿采设备运行参数特征，基于矿采设备运行参数特征识别矿采设备运行安全性，并进一步对矿采设备安全性识别结果向用户端反馈，及对矿采设备发出适应性控制命令；
所述分析层包括接收模块、构建模块及提取模块，接收模块用于接收矿采设备运行参数，构建模块用于遍历读取接收模块接收到的矿采设备运行参数，通过矿采设备运行参数构建矿采设备运行参数波形图，提取模块用于接收构建模块中构建的运行参数波形图，提取运行参数波形图中特征波形，并进一步求取特征波形差异性；所述特征波形差异性通过下式进行求取，公式为：；式中：为特征波形x与y的差异值；为特征波形x与y的相似度，，为特征波形x与y中交汇点集合；为特征波形x中交汇点k的特征向量；为特征波形y中交汇点k的特征向量。
[0008]更进一步地，所述采集层包括上传模块、设计模块及传感模块，上传模块用于上传矿采设备的运行参数，设计模块用于接收上传模块中上传的矿采设备运行参数，基于矿采设备运行参数设计运行逻辑，传感模块用于监测矿采设备运行状态下的振幅数据；其中，矿采设备运行参数包括掘进截面大小、掘进路径及路径长度、掘进位置深度，所述设计模块中设计的运行逻辑供传感模块及分析层运行所使用，传感模块部署于矿采设备上，且所述传感模块部署数量不少于两组。
[0009]更进一步地，所述设计模块运行设计运行逻辑时，运行逻辑的设计服从如下逻辑：；式中：为运行周期；为矿采设备掘进路径及路径长度；为矿采设备掘进位置深度；为矿采设备掘进截面大小；为基础运行周期；其中，所述由系统端用户设定，通过上式于上传模块运行阶段同步求取，且所述上式求取的值应用于传感模块的，设计模块设计的运行逻辑即传感模块根据实时运行。
[0010]更进一步地，所述传感模块监测到的振幅数据通过下式执行求精的操作，并以求精结果作为传感模块监测结果将分析层发送，公式为：；
式中：为求精后振幅数据；为误差标准差；为振幅波形采样点数；为第i个采样点的求精幅值；为第i个采样点的真实幅值；其中，所述振幅数据表现形式即波形图像，传感模块监测结果即矿采设备的运行参数。
[0011]更进一步地，所述构建模块在应用矿采设备运行参数构建矿采设备运行参数波形图时，应用的矿采设备运行参数为传感模块监测结果；其中，所述提取模块中运行参数波形图中特征波形的提取操作，通过对各运行参数波形图中特征波形进行相似度求取，进一步设定特征判定阈值，使≥50%的判定为相似特征波形，并对≥50%中的特征波形x或特征波形y择一进行删除，直至由上式计算特征波形相互之间皆＜50%，剩余特征波形即提取模块中提取到的特征波形。
[0012]更进一步地，所述分析层中提取模块运行提取到的运行参数波形图中特征波形及求取的特征波形差异性均向识别层反馈，且所述运行参数波形图中特征波形为识别层第一接收目标，在第一接收目标完成接收后，进一步接收特征波形差异性求取结果；其中，识别层以第一接收目标完成接收作为触发信号实时运行。
[0013]更进一步地，所述识别层包括储存模块、比对模块及设定模块，储存模块用于储存矿采设备掘进状态下掘进土层或矿石时对应的特征波形，比对模块用于接收提取模块运行得到的运行参数波形图中特征波形及求取的特征波形差异性，应用运行参数波形图中特征波形与储存模块中储存的特征波形比对，获取未比对到相同项的特征波形，设定模块用于设定安全判定阈值及接收比对模块中获取到的特征波形，应用特征波形对应的特征波形差异性与安全判定阈值比对识别判定矿采设备运行是否安全；其中，储存模块中储存的特征波形通过系统端用户手动上传，所述比对模块中特征波形相同项比对逻辑为≥98%，所述设定模块中设定的安全判定阈值设定范围，处于储存模块中储存的特征波形对应差异值中两组极值组成集合的范围内。
[0014]更进一步地，所述识别层运行阶段向用户端反馈的矿采设备安全性识别结果为安全时，进一步反馈比对模块中获取到的未比对到相同项的特征波形，识别层运行阶段向用户端反馈的矿采设备安全性识别结果为不安全时，控制矿采设备停止运行、按掘进路径返回及按原控制命令继续执行，再执行反馈比对模块中获取到的未比对到相同项的特征波形的操作；其中，控制矿采设备停止运行或按掘进路径返回的操作即对矿采设备发出的适应性控制命令，且所述对矿采设备发出的适应性控制命令由系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的矿采设备监管系统，其特征在于，包括采集层、分析及识别层；矿采设备的运行参数通过采集层上传，并基于矿采设备运行参数设计分析层运行逻辑，分析层基于采集层提供运行逻辑实时运行，分析矿采设备运行参数特征，识别层实时接收矿采设备运行参数特征，基于矿采设备运行参数特征识别矿采设备运行安全性，并进一步对矿采设备安全性识别结果向用户端反馈，及对矿采设备发出适应性控制命令；所述分析层包括接收模块、构建模块及提取模块，接收模块用于接收矿采设备运行参数，构建模块用于遍历读取接收模块接收到的矿采设备运行参数，通过矿采设备运行参数构建矿采设备运行参数波形图，提取模块用于接收构建模块中构建的运行参数波形图，提取运行参数波形图中特征波形，并进一步求取特征波形差异性；所述特征波形差异性通过下式进行求取，公式为：；式中：为特征波形x与y的差异值；为特征波形x与y的相似度，，为特征波形x与y中交汇点集合；为特征波形x中交汇点k的特征向量；为特征波形y中交汇点k的特征向量。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的矿采设备监管系统，其特征在于，所述采集层包括上传模块、设计模块及传感模块，上传模块用于上传矿采设备的运行参数，设计模块用于接收上传模块中上传的矿采设备运行参数，基于矿采设备运行参数设计运行逻辑，传感模块用于监测矿采设备运行状态下的振幅数据；其中，矿采设备运行参数包括掘进截面大小、掘进路径及路径长度、掘进位置深度，所述设计模块中设计的运行逻辑供传感模块及分析层运行所使用，传感模块部署于矿采设备上，且所述传感模块部署数量不少于两组。3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的矿采设备监管系统，其特征在于，所述设计模块运行设计运行逻辑时，运行逻辑的设计服从如下逻辑：；式中：为运行周期；为矿采设备掘进路径及路径长度；为矿采设备掘进位置深度；为矿采设备掘进截面大小；为基础运行周期；其中，所述由系统端用户设定，通过上式于上传模块运行阶段同步求取，且所述上式求取的值应用于传感模块的，设计模块设计的运行逻辑即传感模块根据实时运行。4.根据权利要求2所述的一种基于物联网的矿采设备监管系统，其特征在于，所述传感
模块监测到的振幅数据通过下式执行求精的操作，并以求精结果作为传感模块监测结果将分析层发送，公式为：；式中：为求精后振幅数据；为误差标准差；为振幅波形采样点数；为第i个采样点的求精幅值；为第i个采样点的真实幅值；其中，所述振幅数据表现形式即波形图像，传感模块监测结果即矿采设备的运行参数。5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的矿采设备监管系统，其特征在于，所述构建模块在应用矿采设备运行参数构建矿采设备运行参数波形图时，应用的矿采设备运行参数为传感模块监测结果；其中，所述提取模块中运行参数波形图中特征波形的提取操作，通过对各运行参数波形图中特征波形进行相似...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑兴博，白光超，王春耀，张强，巨峰，吴立忠，傅瑞华，王永强，党崇哲，李帅，
申请(专利权)人：山东新巨龙能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：