基于物联网的矿井设备管理系统设计

针对现有矿井设备管理方式效率低下的问题,设计了基于物联网的矿井设备管理系统,介绍了该系统的物联网架构,阐述了系统功能模块的设计。该系统可对矿井设备信息进行动态跟踪采集,实现了矿井设备从采购、验收、入库、出库、运行、维修直至报废的整个工作流程的动态管理,提高了设备管理效率。     

基于ARM的矿井安全移动监测系统

针对目前矿井安全监测系统存在监测信息单一、灵活性差、布线繁琐等问题,设计了一种基于ARM的矿井安全移动监测系统。该系统通过环境参数采集模块和USB摄像头采集现场的环境信息和视频信息,利用S3C6410处理器对采集的数据进行打包并通过WiFi将数据包传送至上位机进行显示,以控制监测设备的移动。该系统可对人员不便进入或存在潜在危险的区域进行实时监测。     

一种采用隔离变送器模块的高精度矿井参数采集系统设计

分析矿井数据采集技术的背景,对比光耦隔离采集技术,设计了一种采用隔离变送器模块的高精度矿井参数采集系统,并提出了系统的设计体系结构;详细阐述了基于隔离变送器模块的软硬件实现方案,包括信号隔离变送电路设计、信号调理电路设计、滤波电路设计、数据采集电路设计、基于ARM的主控电路设计和基于μC/OS-II嵌入式操作系统的软件及各任务子模块设计;重点分析了ADC采集的工作时序和主控程序设计流程;实际测试结果表明,采用隔离变送器模块的高精度矿井参数系统,采集误差系数维持在0.1%以内,采集准确度高于99.9%,在矿井复杂噪声环境下,采集精度高,受环境影响小,工作稳定可靠,达到了设计的指标;该系统已经铺装使用,并取得了良好的经济效益。     

煤矿分布式突水监测系统设计

针对现有集中式煤矿突水监测系统人员劳动强度大、数据采集效率低等问题,基于ZigBee无线传感器网络架构,开发了分布式水文与围岩应力采集节点、路由节点和汇聚节点的硬件及软件,设计了一套煤矿分布式突水监测系统。该系统将矿井水文、应力监测集成在统一的网络中,通过上位机对采集数据进行集中处理,可实时在线获取矿井水文与围岩应力的动态变化。测试结果表明,该系统监测精度较高。     

基于无线传感器网络的矿井应急通信系统的研究

文章介绍了一种基于无线传感器网络的矿井应急通信系统的设计方案,阐述了无线传感器网络的结构、特点及无线传感器网络技术、移动通信技术在矿井应急通信系统中的应用设计。该矿井应急通信系统利用无线传感器网络进行紧急状态下矿井数据的采集和收集,利用成熟、信号覆盖面广的移动通信技术进行信号的传输,将数据实时地传送到处理中心和相关的责任人,便于对紧急情况的决策处理。     

分布式无线矿井信息采集系统的设计与实现

针对目前井下环境监测采取有线传输方式存在布线繁琐、线路依赖性强、成本高等问题,文章提出了一种基于nRF905的分布式无线矿井采集系统的设计方案,简要介绍了无线采集终端的硬件设计,详细阐述了基于nRF905的无线通信协议栈的设计。实际应用表明,该系统可及时为抢险和搜救工作提供信息,具有一定的实用性。     

矿井应急救援与信息发布系统的设计

提出了一种矿井应急救援与信息发布系统的设计方案,详细介绍了系统结构、关键设备设计及系统功能。该系统弥补了现有各类采集系统自下而上的不足,提供了信息由上而下的发布渠道,为紧急情况下的矿井应急救援提供了有效支持。     

矿井提升机钢丝绳张力监测系统设计

针对矿井提升机存在钢丝绳过载、张力不平衡等问题,设计了一种矿井提升机钢丝绳张力监测系统。该系统采用压力传感器采集钢丝绳张力,采集信号经过处理后以无线通信方式发出,信号接收装置接收数据并通过RS232上传至上位机进行显示,从而实现钢丝绳张力的实时、可靠监测。测试结果验证了该系统的可行性。     

智能式顶板压力监测系统

设计了一种新型的矿井顶板压力采集与手持式智能分析系统。该系统实现了顶板压力数据采集以及无线接收各采集点的压力数据,并能够现场分析、观测,而且还能够将采集到的数据上传给计算机作进一步分析。该系统通过对顶板压力的监测,可为煤矿生产中片帮冒顶事故的预防和顶板安全管理提供可靠的数据和决策依据。     

基于单片机的数据采集系统设计

基于新型高速单片机C8051F005设计了一种功能齐全、数据处理方式灵活的数据采集系统。该系统通过单片机内部集成的ADC完成信号的采集,采集的数据既可由单片机进行处理并通过图形点阵式液晶显示器进行实时显示,也可通过USB接口芯片PDIUSBD12将采集到的数据传送到PC进行储存和处理,发挥PC机数据处理速度快、存储容量大的优势。整个系统采用USB总线供电,大大简化了系统结构,并降低了成本。该数据采集系统的硬件设计和软件编程得到了详细介绍。     

色彩渐进插值的矿井预警数据集三维可视化算法

针对矿井预警数据信息表达不完全、基于视觉的统计分析工作繁重、预警数据集庞杂等问题,提出了一种基于色彩渐进插值的矿井预警数据集三维可视化算法。在该算法中,首先根据矿井预警数据集的测点位置和测量值信息进行三维空间模型构造;然后根据灰度级与彩色空间系统的映射关系对矿井预警数据集与彩色空间模型进行颜色映射及三维空间层次分割,对每个层片依据伪图像编码算法及颜色聚类参数特征进行矿井预警数据集的三维可视化伪图像编码;最后根据色彩渐进插值算法对伪图像中相邻层片进行平滑过渡处理。实验证明,该算法处理的矿井预警数据集伪图像色彩渲染层次感强,色彩过渡平滑,有利于矿井预警数据集的信息表达。     

局域网信息管理和共享系统的设计和实现

随着计算机网络的快速发展,如何在局域网环境下实现信息的统一管理和共享对于整个企业的信息资源应用有着至关重要的意义.从局域网环境下信息共享的思路出发,提出了局域网环境下管理数据、共享数据、分析数据相结合的思想,并结合实际应用需要,将总体设计分为数据层、共享层、应用层、和分析层4个层次,使系统不但具有快速、高效的信息管理和共享功能,而且可以对已有数据进行分析,挖掘出一些隐含的有用信息.     

基于数据仓库的煤矿历史数据分析

目前煤矿中积累了大量的历史数据,为了有效利用这些数据,利用数据仓库作为煤矿历史数据分析方法,设计了基于数据仓库的煤矿历史数据分析系统,给出了其软件体系结构和模块功能,并对建立数据仓库关键技术进行了详细描述。结果表明利用数据仓库来分析煤矿历史数据,是可行的和有价值的。     

人工智能技术在矿山智能化建设中的应用初探

介绍了人工智能技术的相关概念、发展概述及其在煤炭行业发展中的应用,指出目前人工智能技术在矿山应用只是点状结合和浅度结合,没有实现人工智能技术和矿山某个生产或管理系统层面的深度融合。概述了智能矿山的发展历程,指出智能矿山是人工智能技术、大数据技术、物联网技术和矿山实体的深度融合体,利用智能通信、智能控制和智能计算技术实现数字化矿山的计算、处理,构建数字孪生矿山,通过数字孪生矿山和物理矿山的智能交互演化,达到对煤矿安全、高效、绿色的生产控制。构建了将人工智能技术和矿山深度融合的包括设备层、智能层、应用层的智能矿山三层构架:应用层处于智能矿山的最高层,其中的数字孪生矿山子层相当于“数字大脑”,实现矿山最高层次的智能控制;智能层中的智能体要求子系统不仅仅是应用人工智能技术处理子系统所产生的数据,而是从架构上就要将智能计算、智能通信、智能控制融为一体。展望了智能矿山建设的发展趋势:智能化矿山需要加强人工智能技术和矿山融合度的深入研究,将现有的基于人工智能的故障检测、诊断及超前干预技术应用到机器人系统中,智能计算、智能通信、智能控制融合的巡检机器人将是最早能推广的井下智能体之一;智能化矿山需要进一步加强复杂巨系统建模技术的研究,只有建立了矿山的复杂巨系统模型,才能实现采矿活动和环境的协同互动,实现采煤活动的精准控制,复杂巨系统模型的缺乏将是未来智能矿山建设亟需解决的问题。     

煤矿信息全面感知与智慧决策系统

针对目前煤矿安全生产过程中存在煤矿信息感知能力差、决策水平低的问题,提出了一种煤矿信息全面感知与智慧决策系统。该系统由胶囊网络层、数据传输层和云服务层组成:胶囊网络层由人员位置与行为感知胶囊、设备状态感知胶囊、环境感知胶囊构成,实现煤矿"人、机、环"全面感知;数据传输层采用无线传感器网络与有线网络结合的方法来实现煤矿井下数据可靠传输;云服务层通过基于随机森林的智慧决策机制为煤矿生产高效、可靠决策提供了保障。实验结果验证了该系统的有效性。     

矿井机电设备数据分析系统设计

针对矿井机电设备管理存在不能及时发现设备潜在故障、设备利用率低、生产效率低等问题,设计了一种矿井机电设备数据分析系统。该系统采用iHistorian服务器存储各个采集点的机电设备数据,从基础数据、可靠性、能耗、效率和预警5个方面分析数据,并将分析结果存储在SQL Server数据库中,通过Web服务器供客户端使用。实际应用表明,该系统可实时反馈矿井机电设备的运行状况,确保了矿井机电设备运行数据的实时分析和安全高效运行预警。     

煤矿安全监控信息特征快速发现方法研究

针对煤矿安全监控历史数据及监测参数特点,提出了一种煤矿安全监控信息特征快速发现方法。该方法采用基于误差带的历史数据压缩算法分析采样数据,发现并存储包含重要特征的信息片段,分析该信息片段的含义,并进行主题抽取和关联分析,研究瓦斯序列的相关分析,从而可得出煤矿安全监控系统重要数据的信息特征。该方法对完善煤矿科学管理、挖掘煤矿多传感器信息和煤矿瓦斯涌出规律有一定参考价值。     

海量数据流环境下自动化巡检平台开发与实现

自动化巡检平台是智能处理数据的崭新手段,当代信息社会不断产生大量数据流,为提升数据巡检性能,开发一种海量数据流环境下自动化巡检平台。数据采集层核心是Flume NG技术,包括Source、Channel、Sink组件,完成数据采集与传输;数据挖掘层利用数据挖掘过程模型、代码生成引擎、数据挖掘组件模型以及MapReduce执行框架等技术挖掘海量数据,获取自动化巡检结果;巡检结果在功能展示层通过B/S系统展现。仿真实验结果显示:海量数据环境下,平台查全率与查准率始终高于95%,巡检结果与实际情况一致,是一种可靠的海量数据自动化巡检平台。     

基于矿山物联网的设备动态管理系统

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。     

井下捷联惯导系统导航数据处理滤波分析

针对现有煤矿井下定位技术误差较大、准确性不足的问题,引入了捷联惯导系统对煤矿井下人员和设备进行精确定位导航。为进一步提高捷联惯导系统的定位精度,提出了采用扩展卡尔曼滤波和采样卡尔曼滤波对系统数据进行滤波的算法,分析了扩展卡尔曼滤波和采样卡尔曼滤波的滤波原理,并对算法公式以及滤波效果进行了仿真分析。仿真结果表明,在假设井下噪声为高斯白噪声的前提下,采样卡尔曼滤波抖动性较小,曲线更为平滑,即滤波后的数据更加接近于真实数据,能够更准确地反映出坐标信息,且误差基本控制在允许的范围之内,具有较好的滤波效果。