一种基于物联网操作系统平台的智能煤矿监控系统和方法与流程

1.本发明一种基于物联网操作系统平台的智能煤矿监控系统和方法，属于煤矿监控技术领域。


背景技术：

2.煤矿安全生产监控系统是用于煤矿通风安全及生产环节监控的系统，具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能。具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能，用于煤矿通风安全及生产环节监控的系统。包括煤矿安全监控系统、煤矿瓦斯抽采(放)监控系统、煤矿轨道运输监控系统、煤矿带式输送机运输监控系统、煤矿供电监控系统、煤矿排水监控系统、煤矿火灾监控系统、矿山压力监控系统、煤与瓦斯突出监控系统、人员位置监测系统等。然而，当前的监测系统需要由专人进行实时监控，数据反馈流程较长，无法随时随地对现象数据进行监测。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种基于物联网操作系统平台的智能煤矿监控系统和方法，用以解决当前的监测系统需要由专人进行实时监控，数据反馈流程较长，无法随时随地对现象数据进行监测的问题，所采取的技术方案如下：
4.一种基于物联网操作系统平台的智能煤矿监控系统，所述智能煤矿监控系统包括：
5.采集设备，用于实时采集煤矿生产过程中的生产运行参数数据；
6.数据传输模块，用于将所述生产运行参数数据发送至所述物联网操作系统平台和移动终端平台；
7.物联网操作系统平台，用于对接收到的生产运行参数数据进行数据分析处理，根据所述数据分析处理获得的数据结果对煤矿安全生产进行监控和预警，并将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示；
8.移动终端平台，用于将所述物联网操作系统平台分析结果投射至移动终端上，并且，通过移动终端对对煤矿安全生产进行远程控制和管理。
9.进一步地，所述数据传输模块包括：
10.实时判断模块，用于实时判断采集设备发送的生产运行参数数据类型；
11.传输方式确定模块，用于根据所述生产运行参数数据类型的不同确定数据传输方式，其中，所述生产运行参数数据类型包括煤矿运行状态参数数据和煤矿运行管理参数数据；所述数据传输类型包括针对一次采集数据至少执行一次数据发送和针对一次采集数据执行一次数据发送；
12.数据发送模块一，用于将所述煤矿运行状态参数数据按照针对一次采集数据至少执行一次数据发送的方式将数据传输至物联网操作系统平台；
13.数据发送模块二，用于将所述煤矿运行管理参数数据按照针对一次采集数据执行一次数据发送的方式将数据传输至物联网操作系统平台。
14.进一步地，所述物联网操作系统平台包括：
15.通讯判断模块，用于实时接收所述生产运行参数数据，并根据所述生产运行参数数据的接收时间间隔判断采集设备与所述物联网操作系统平台之间的通讯是否通畅；
16.监控报警模块，用于将所述生产运行参数数据中的煤矿运行状态参数数据实时与对应预设的阈值进行比较，当不满足预设的阈值要求时，进行报警；
17.显示模块，用于将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示。
18.进一步地，所述通讯判断模块包括：
19.数据获取模块，用于获取每个采集设备发送数据的数据类型和对应的数据发送方式；
20.通讯监控模块一，用于针对煤矿运行状态参数数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔和同一次采集的数据的接收次数；当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔发生时间间隔延长情况时，则向运行维护人员发送第一预警文件，并向针对同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔是否符合原始时间间隔；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔超出原始时间间隔，则向运行维护人员发送第二预警文件；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔符合原始时间间隔，则判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；
21.通讯监控模块二，用于针对煤矿运行管理参数数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔，当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔发生时间间隔延长情况达到预设延时条件时，则向运行维护人员发送第一预警文件；并判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；其中，预设延时条件如下：
22.t》t0+0.36(t
1-t0)
23.其中，t1表示煤矿运行管理参数数据实际传输过程中的实际时间间隔平均值；t0表示煤矿运行管理参数数据理论数据传输的时间间隔标准值；
24.语音报警模块，用于当向运维人员发送第二次预警文件时，进行传输设备故障预警语音播报。
25.进一步地，所述移动终端平台包括：
26.移动终端展示模块，用于实时获取物联网操作系统平台监控到的生产运行参数数据，并在移动终端上将所述生产运行参数数据进行展示；
27.远程控制模块，用于为运维人员提供远程监控界面，并在所述运维人员进行远程操作控制时，将所述控制指令发送至物联网操作系统平台，并通过所述物联网操作系统平台向被控设备发送控制指令。
28.一种基于物联网操作系统平台的智能煤矿监控方法，所述智能煤矿监控方法包括：
29.实时采集煤矿生产过程中的生产运行参数数据；
30.将所述生产运行参数数据发送至所述物联网操作系统平台和移动终端平台；
31.对接收到的生产运行参数数据进行数据分析处理，根据所述数据分析处理获得的数据结果对煤矿安全生产进行监控和预警，并将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示；
32.将所述物联网操作系统平台分析结果投射至移动终端上，并且，通过移动终端对对煤矿安全生产进行远程控制和管理。
33.进一步地，将所述生产运行参数数据发送至所述物联网操作系统平台和移动终端平台，包括：
34.实时判断采集设备发送的生产运行参数数据类型；
35.根据所述生产运行参数数据类型的不同确定数据传输方式，其中，所述生产运行参数数据类型包括煤矿运行状态参数数据和煤矿运行管理参数数据；所述数据传输类型包括针对一次采集数据至少执行一次数据发送和针对一次采集数据执行一次数据发送；
36.将所述煤矿运行状态参数数据按照针对一次采集数据至少执行一次数据发送的方式将数据传输至物联网操作系统平台；
37.将所述煤矿运行管理参数数据按照针对一次采集数据执行一次数据发送的方式将数据传输至物联网操作系统平台。
38.进一步地，所述对接收到的生产运行参数数据进行数据分析处理，根据所述数据分析处理获得的数据结果对煤矿安全生产进行监控和预警，并将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示，包括：
39.实时接收所述生产运行参数数据，并根据所述生产运行参数数据的接收时间间隔判断采集设备与所述物联网操作系统平台之间的通讯是否通畅；
40.将所述生产运行参数数据中的煤矿运行状态参数数据实时与对应预设的阈值进行比较，当不满足预设的阈值要求时，进行报警；
41.将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示。
42.进一步地，实时接收所述生产运行参数数据，并根据所述生产运行参数数据的接收时间间隔判断采集设备与所述物联网操作系统平台之间的通讯是否通畅，包括：
43.获取每个采集设备发送数据的数据类型和对应的数据发送方式；
44.针对煤矿运行状态参数数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔和同一次采集的数据的接收次数；当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔发生时间间隔延长情况时，则向运行维护人员发送第一预警文件，并向针对同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔是否符合原始时间间隔；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔超出原始时间间隔，则向运行维护人员发送第二预警文件；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔符合原始时间间隔，则判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；
45.针对煤矿运行管理参数数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔，当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔发生时间间隔延长情况达到预设延时条件时，则向运行维护人员发送第一预警文件；并判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；其中，预设延时条件如下：
46.t》t0+0.36(t
1-t0)
47.其中，t1表示煤矿运行管理参数数据实际传输过程中的实际时间间隔平均值；t0表示煤矿运行管理参数数据理论数据传输的时间间隔标准值；
48.当向运维人员发送第二次预警文件时，进行传输设备故障预警语音播报。
49.进一步地，将所述物联网操作系统平台分析结果投射至移动终端上，并且，通过移动终端对对煤矿安全生产进行远程控制和管理，包括：
50.实时获取物联网操作系统平台监控到的生产运行参数数据，并在移动终端上将所述生产运行参数数据进行展示；
51.为运维人员提供远程监控界面，并在所述运维人员进行远程操作控制时，将所述控制指令发送至物联网操作系统平台，并通过所述物联网操作系统平台向被控设备发送控制指令；
52.进一步地，在所述运维人员进行远程操作控制时，将所述控制指令发送至物联网操作系统平台，并通过所述物联网操作系统平台向被控设备发送控制指令，包括：
53.由于远程发送指令会存在丢包的现象，则在所述运维人员下发控制指令至所述物联网操作系统平台后，所述物联网操作系统平台会将所述下发指令中添加指令专属校验识别码并复制成多份进行下发到被控设备，并且根据被控设备对下发指令的响应情况控制是否需要对指令进行重发以及下一次下发控制指令的复制份数，从而确保完整的下发指令可以成功的到达被控设备，确保控制的可靠性，其具体步骤包括，
54.步骤a1：在所述运维人员下发控制指令至所述物联网操作系统平台后，所述物联网操作系统平台利用公式(1)将所述下发指令中添加指令专属校验识别码
[0055][0056]
其中d
16
表示添加指令专属校验识别码后的16进制形式的指令数据；d
16
表示所述运维人员下发的控制指令的16进制形式；《《表示左移；len()表示求取括号内的数据位数；表示将i的值从1取值到len(d
16
)代入到d
16
(i)中得到d
16
(i)的最大值；表示将i的值从1取值到len(d
16
)代入到d
16
(i)中得到d
16
(i)的最小值；表示向上取整；％表示取余；{}
16
表示将括号内的数据转换成16进制形式；步骤a2：所述被控设备在接收到数据后，利用公式(2)根据接收到的数据中的指令专属校验识别码判断所述数据是否为完整无丢包的下发控制指令
[0057][0058]
其中e表示所述接收到的数据是否为完整无丢包的下发控制指令的判定值；表示将i的值从1取值到len(d
16
)-1代入到d
16
(i)中得到d
16
(i)的最
大值；表示将i的值从1取值到len(d
16
)-1代入到d
16
(i)中得到d
16
(i)的最小值；
[0059]
若e＝1，则表示所述接收到的数据是完整无丢包的下发控制指令；
[0060]
若e＝0，则表示所述接收到的数据不是完整无丢包的下发控制指令；
[0061]
若所述被控设备接收到完整无丢包的下发控制指令后会向所述物联网操作系统平台返回反馈数据；
[0062]
步骤a3：利用公式(3)根据所述物联网操作系统平台向下下发控制指令的次数以及接收的反馈数据的情况控制是否需要对指令进行重发以及下一次下发控制指令的复制份数
[0063][0064]
其中ny表示下一次下发控制指令的复制份数；c表示对指令进行重发的控制值；n表示所述物联网操作系统平台本次下发控制指令的复制份数(若为第一次下发则为预设数值，非第一次下发则为上一次公式(3)求得的数值)；m(f)表示所述物联网操作系统平台收到反馈数据时已经向所述被控设备下发的指令次数，若所述物联网操作系统平台下发了n次指令还是未收到反馈数据则m(f)＝n+1；
[0065]
若c＝1，则控制对指令进行重发；
[0066]
若c＝0，则不控制对指令进行重发。
[0067]
本发明有益效果：
[0068]
本发明提出的一种基于物联网操作系统平台的智能煤矿监控系统和方法通过物联网终端和移动终端两个平台同时进行煤矿运行监控，能够移动化手段促进、提升煤矿安全生产信息化建设和管理效率。有效提高煤矿数据采集准确性和及时性，并能够使矿山管理人员可以实时进行数据查看、报警分析等动作，用移动化手段促进、提升煤矿安全生产信息化建设和管理水平和监控力度。
附图说明
[0069]
图1为本发明所述智能煤矿监控系统的系统框图；
[0070]
图2为本发明所述智能煤矿监控方法的流程图。
具体实施方式
[0071]
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0072]
本发明实施例提出了一种基于物联网操作系统平台的智能煤矿监控系统，如图1所示，所述智能煤矿监控系统包括：
[0073]
采集设备，用于实时采集煤矿生产过程中的生产运行参数数据；
[0074]
数据传输模块，用于将所述生产运行参数数据发送至所述物联网操作系统平台和
移动终端平台；
[0075]
物联网操作系统平台，用于对接收到的生产运行参数数据进行数据分析处理，根据所述数据分析处理获得的数据结果对煤矿安全生产进行监控和预警，并将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示；
[0076]
移动终端平台，用于将所述物联网操作系统平台分析结果投射至移动终端上，并且，通过移动终端对对煤矿安全生产进行远程控制和管理。
[0077]
上述技术方案的工作原理为：首先，通过采集设备于实时采集煤矿生产过程中的生产运行参数数据；然后，利用数据传输模块于将所述生产运行参数数据发送至所述物联网操作系统平台和移动终端平台；随后，通过物联网操作系统平台对接收到的生产运行参数数据进行数据分析处理，根据所述数据分析处理获得的数据结果对煤矿安全生产进行监控和预警，并将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示；最后，采用移动终端平台将所述物联网操作系统平台分析结果投射至移动终端上，并且，通过移动终端对对煤矿安全生产进行远程控制和管理。
[0078]
上述技术方案的效果为：本实施例提出的一种基于物联网操作系统平台的智能煤矿监控系统通过物联网终端和移动终端两个平台同时进行煤矿运行监控，能够移动化手段促进、提升煤矿安全生产信息化建设和管理效率。有效提高煤矿数据采集准确性和及时性，并能够使矿山管理人员可以实时进行数据查看、报警分析等动作，用移动化手段促进、提升煤矿安全生产信息化建设和管理水平和监控力度。
[0079]
本发明的一个实施例，所述数据传输模块包括：
[0080]
实时判断模块，用于实时判断采集设备发送的生产运行参数数据类型；
[0081]
传输方式确定模块，用于根据所述生产运行参数数据类型的不同确定数据传输方式，其中，所述生产运行参数数据类型包括煤矿运行状态参数数据和煤矿运行管理参数数据；所述数据传输类型包括针对一次采集数据至少执行一次数据发送和针对一次采集数据执行一次数据发送；
[0082]
数据发送模块一，用于将所述煤矿运行状态参数数据按照针对一次采集数据至少执行一次数据发送的方式将数据传输至物联网操作系统平台；
[0083]
数据发送模块二，用于将所述煤矿运行管理参数数据按照针对一次采集数据执行一次数据发送的方式将数据传输至物联网操作系统平台。
[0084]
上述技术方案的工作原理为：首先，通过实时判断模块实时判断采集设备发送的生产运行参数数据类型；然后，利用传输方式确定模块根据所述生产运行参数数据类型的不同确定数据传输方式，其中，所述生产运行参数数据类型包括煤矿运行状态参数数据和煤矿运行管理参数数据；所述数据传输类型包括针对一次采集数据至少执行一次数据发送和针对一次采集数据执行一次数据发送；随后，采用数据发送模块一将所述煤矿运行状态参数数据按照针对一次采集数据至少执行一次数据发送的方式将数据传输至物联网操作系统平台；最后，利用数据发送模块二将所述煤矿运行管理参数数据按照针对一次采集数据执行一次数据发送的方式将数据传输至物联网操作系统平台。
[0085]
上述技术方案的效果为：通过上述方式能够针对不同类型的生产运行参数数据类型采用不同的数据发送方式，能够在节约信道资源的同时，针对重要生产数据提高数据通讯传输保障，并且能够有效降低重要生产数据漏发或错发的问题发生。能够有效避免物联
网操作系统平台无法接收到生产运行参数数据的问题发生。
[0086]
本发明的一个实施例，所述物联网操作系统平台包括：
[0087]
通讯判断模块，用于实时接收所述生产运行参数数据，并根据所述生产运行参数数据的接收时间间隔判断采集设备与所述物联网操作系统平台之间的通讯是否通畅；
[0088]
监控报警模块，用于将所述生产运行参数数据中的煤矿运行状态参数数据实时与对应预设的阈值进行比较，当不满足预设的阈值要求时，进行报警；
[0089]
显示模块，用于将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示。
[0090]
上述技术方案的工作原理为：首先，利用通讯判断模块实时接收所述生产运行参数数据，并根据所述生产运行参数数据的接收时间间隔判断采集设备与所述物联网操作系统平台之间的通讯是否通畅；之后，采用监控报警模块将所述生产运行参数数据中的煤矿运行状态参数数据实时与对应预设的阈值进行比较，当不满足预设的阈值要求时，进行报警；最后，采用显示模块将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示。
[0091]
上述技术方案的效果为：通过通讯状态判断来实时监控数据通讯状态是否良好，通过这种等方式能够在节约信道资源的同时，针对重要生产数据提高数据通讯传输保障，并且能够有效降低重要生产数据漏发或错发的问题发生。能够有效避免物联网操作系统平台无法接收到生产运行参数数据的问题发生。
[0092]
本发明的一个实施例，所述通讯判断模块包括：
[0093]
数据获取模块，用于获取每个采集设备发送数据的数据类型和对应的数据发送方式；
[0094]
通讯监控模块一，用于针对煤矿运行状态参数数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔和同一次采集的数据的接收次数；当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔发生时间间隔延长情况时，则向运行维护人员发送第一预警文件，并向针对同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔是否符合原始时间间隔；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔超出原始时间间隔，则向运行维护人员发送第二预警文件；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔符合原始时间间隔，则判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；
[0095]
通讯监控模块二，用于针对煤矿运行管理参数数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔，当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔发生时间间隔延长情况达到预设延时条件时，则向运行维护人员发送第一预警文件；并判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；其中，预设延时条件如下：
[0096]
t》t0+0.36(t
1-t0)
[0097]
其中，t1表示煤矿运行管理参数数据实际传输过程中的实际时间间隔平均值；t0表示煤矿运行管理参数数据理论数据传输的时间间隔标准值；
[0098]
语音报警模块，用于当向运维人员发送第二次预警文件时，进行传输设备故障预警语音播报。
[0099]
上述技术方案的工作原理为：首先，通过数据获取模块获取每个采集设备发送数据的数据类型和对应的数据发送方式；然后，利用通讯监控模块一针对煤矿运行状态参数
数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔和同一次采集的数据的接收次数；当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔发生时间间隔延长情况时，则向运行维护人员发送第一预警文件，并向针对同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔是否符合原始时间间隔；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔超出原始时间间隔，则向运行维护人员发送第二预警文件；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔符合原始时间间隔，则判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；之后，采用通讯监控模块二针对煤矿运行管理参数数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔，当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔发生时间间隔延长情况达到预设延时条件时，则向运行维护人员发送第一预警文件；并判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；最后，通过语音报警模块在当向运维人员发送第二次预警文件时，进行传输设备故障预警语音播报。
[0100]
上述技术方案的效果为：通过上述数据传输监控方式能够有效提高数据通讯状态的监控准确性和及时性，既能够提高通讯故障的发现及时性，又能够提高通讯不良状态的判断准确性，防止误报警对运维工作人员的正常工作产生不良影响。同时，通过上述针对不同生产运行参数数据类型指定不同的通信状态评价原则能够提高重要安全生产运行参数的通讯状态进行重点监控，进而最大限度提高安全生产运行参数的监控力度。同时，针对运行管理参数数据进行延时预设值的限制和设定能够在不影响运行管理参数的通讯监控下，适当延长管理参数监控判断周期，将重要监控资源尽量应用于重要安全生产运行参数的通讯状态监控上。
[0101]
本发明的一个实施例，所述移动终端平台包括：
[0102]
移动终端展示模块，用于实时获取物联网操作系统平台监控到的生产运行参数数据，并在移动终端上将所述生产运行参数数据进行展示；
[0103]
远程控制模块，用于为运维人员提供远程监控界面，并在所述运维人员进行远程操作控制时，将所述控制指令发送至物联网操作系统平台，并通过所述物联网操作系统平台向被控设备发送控制指令。
[0104]
上述技术方案的工作原理为：首先，通过移动终端展示模块实时获取物联网操作系统平台监控到的生产运行参数数据，并在移动终端上将所述生产运行参数数据进行展示；然后，采用远程控制模块为运维人员提供远程监控界面，并在所述运维人员进行远程操作控制时，将所述控制指令发送至物联网操作系统平台，并通过所述物联网操作系统平台向被控设备发送控制指令。
[0105]
上述技术方案的效果为：通过物联网终端和移动终端两个平台同时进行煤矿运行监控，能够移动化手段促进、提升煤矿安全生产信息化建设和管理效率。有效提高煤矿数据采集准确性和及时性，并能够使矿山管理人员可以实时进行数据查看、报警分析等动作。
[0106]
本发明实施例提出了一种基于物联网操作系统平台的智能煤矿监控方法，如图2所示，所述智能煤矿监控方法包括：
[0107]
s1、实时采集煤矿生产过程中的生产运行参数数据；
[0108]
s2、将所述生产运行参数数据发送至所述物联网操作系统平台和移动终端平台；
[0109]
s3、对接收到的生产运行参数数据进行数据分析处理，根据所述数据分析处理获得的数据结果对煤矿安全生产进行监控和预警，并将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示；
[0110]
s4、将所述物联网操作系统平台分析结果投射至移动终端上，并且，通过移动终端对对煤矿安全生产进行远程控制和管理。
[0111]
上述技术方案的工作原理为：首先，实时采集煤矿生产过程中的生产运行参数数据；然后，将所述生产运行参数数据发送至所述物联网操作系统平台和移动终端平台；随后，对接收到的生产运行参数数据进行数据分析处理，根据所述数据分析处理获得的数据结果对煤矿安全生产进行监控和预警，并将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示；最后，将所述物联网操作系统平台分析结果投射至移动终端上，并且，通过移动终端对对煤矿安全生产进行远程控制和管理。
[0112]
上述技术方案的效果为：本实施例提出的一种基于物联网操作系统平台的智能煤矿监控方法通过物联网终端和移动终端两个平台同时进行煤矿运行监控，能够移动化手段促进、提升煤矿安全生产信息化建设和管理效率。有效提高煤矿数据采集准确性和及时性，并能够使矿山管理人员可以实时进行数据查看、报警分析等动作，用移动化手段促进、提升煤矿安全生产信息化建设和管理水平和监控力度。
[0113]
本发明的一个实施例，将所述生产运行参数数据发送至所述物联网操作系统平台和移动终端平台，包括：
[0114]
s201、实时判断采集设备发送的生产运行参数数据类型；
[0115]
s202、根据所述生产运行参数数据类型的不同确定数据传输方式，其中，所述生产运行参数数据类型包括煤矿运行状态参数数据和煤矿运行管理参数数据；所述数据传输类型包括针对一次采集数据至少执行一次数据发送和针对一次采集数据执行一次数据发送；
[0116]
s203、将所述煤矿运行状态参数数据按照针对一次采集数据至少执行一次数据发送的方式将数据传输至物联网操作系统平台；
[0117]
s204、将所述煤矿运行管理参数数据按照针对一次采集数据执行一次数据发送的方式将数据传输至物联网操作系统平台。
[0118]
上述技术方案的工作原理为：首先，实时判断采集设备发送的生产运行参数数据类型；然后，根据所述生产运行参数数据类型的不同确定数据传输方式，其中，所述生产运行参数数据类型包括煤矿运行状态参数数据和煤矿运行管理参数数据；所述数据传输类型包括针对一次采集数据至少执行一次数据发送和针对一次采集数据执行一次数据发送；随后，将所述煤矿运行状态参数数据按照针对一次采集数据至少执行一次数据发送的方式将数据传输至物联网操作系统平台；最后，将所述煤矿运行管理参数数据按照针对一次采集数据执行一次数据发送的方式将数据传输至物联网操作系统平台。
[0119]
上述技术方案的效果为：通过上述方式能够针对不同类型的生产运行参数数据类型采用不同的数据发送方式，能够在节约信道资源的同时，针对重要生产数据提高数据通讯传输保障，并且能够有效降低重要生产数据漏发或错发的问题发生。能够有效避免物联网操作系统平台无法接收到生产运行参数数据的问题发生。
[0120]
本发明的一个实施例，所述对接收到的生产运行参数数据进行数据分析处理，根据所述数据分析处理获得的数据结果对煤矿安全生产进行监控和预警，并将实时生产运行
参数数据通过中心展示大屏进行展示，包括：
[0121]
s301、实时接收所述生产运行参数数据，并根据所述生产运行参数数据的接收时间间隔判断采集设备与所述物联网操作系统平台之间的通讯是否通畅；
[0122]
s302、将所述生产运行参数数据中的煤矿运行状态参数数据实时与对应预设的阈值进行比较，当不满足预设的阈值要求时，进行报警；
[0123]
s303、将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示。
[0124]
上述技术方案的工作原理为：首先，实时接收所述生产运行参数数据，并根据所述生产运行参数数据的接收时间间隔判断采集设备与所述物联网操作系统平台之间的通讯是否通畅；然后，将所述生产运行参数数据中的煤矿运行状态参数数据实时与对应预设的阈值进行比较，当不满足预设的阈值要求时，进行报警；最后，将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示。
[0125]
上述技术方案的效果为：通过通讯状态判断来实时监控数据通讯状态是否良好，通过这种等方式能够在节约信道资源的同时，针对重要生产数据提高数据通讯传输保障，并且能够有效降低重要生产数据漏发或错发的问题发生。能够有效避免物联网操作系统平台无法接收到生产运行参数数据的问题发生。
[0126]
本发明的一个实施例，实时接收所述生产运行参数数据，并根据所述生产运行参数数据的接收时间间隔判断采集设备与所述物联网操作系统平台之间的通讯是否通畅，包括：
[0127]
s3011、获取每个采集设备发送数据的数据类型和对应的数据发送方式；
[0128]
s3012、针对煤矿运行状态参数数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔和同一次采集的数据的接收次数；当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔发生时间间隔延长情况时，则向运行维护人员发送第一预警文件，并向针对同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔是否符合原始时间间隔；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔超出原始时间间隔，则向运行维护人员发送第二预警文件；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔符合原始时间间隔，则判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；
[0129]
s3013、针对煤矿运行管理参数数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔，当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔发生时间间隔延长情况达到预设延时条件时，则向运行维护人员发送第一预警文件；并判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；其中，预设延时条件如下：
[0130]
t》t0+0.36(t
1-t0)
[0131]
其中，t1表示煤矿运行管理参数数据实际传输过程中的实际时间间隔平均值；t0表示煤矿运行管理参数数据理论数据传输的时间间隔标准值；
[0132]
s3014、当向运维人员发送第二次预警文件时，进行传输设备故障预警语音播报。
[0133]
上述技术方案的工作原理为：首先，获取每个采集设备发送数据的数据类型和对应的数据发送方式；然后，针对煤矿运行状态参数数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔和同一次采集的数据的接收次数；当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔
发生时间间隔延长情况时，则向运行维护人员发送第一预警文件，并向针对同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔是否符合原始时间间隔；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔超出原始时间间隔，则向运行维护人员发送第二预警文件；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔符合原始时间间隔，则判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；针对煤矿运行管理参数数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔，当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔发生时间间隔延长情况达到预设延时条件时，则向运行维护人员发送第一预警文件；并判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；最后，在当向运维人员发送第二次预警文件时，进行传输设备故障预警语音播报。
[0134]
上述技术方案的效果为：通过上述数据传输监控方式能够有效提高数据通讯状态的监控准确性和及时性，既能够提高通讯故障的发现及时性，又能够提高通讯不良状态的判断准确性，防止误报警对运维工作人员的正常工作产生不良影响。同时，通过上述针对不同生产运行参数数据类型指定不同的通信状态评价原则能够提高重要安全生产运行参数的通讯状态进行重点监控，进而最大限度提高安全生产运行参数的监控力度。同时，针对运行管理参数数据进行延时预设值的限制和设定能够在不影响运行管理参数的通讯监控下，适当延长管理参数监控判断周期，将重要监控资源尽量应用于重要安全生产运行参数的通讯状态监控上。
[0135]
本发明的一个实施例，将所述物联网操作系统平台分析结果投射至移动终端上，并且，通过移动终端对对煤矿安全生产进行远程控制和管理，包括：
[0136]
s401、实时获取物联网操作系统平台监控到的生产运行参数数据，并在移动终端上将所述生产运行参数数据进行展示；
[0137]
s402、为运维人员提供远程监控界面，并在所述运维人员进行远程操作控制时，将所述控制指令发送至物联网操作系统平台，并通过所述物联网操作系统平台向被控设备发送控制指令。
[0138]
上述技术方案的工作原理为：首先，实时获取物联网操作系统平台监控到的生产运行参数数据，并在移动终端上将所述生产运行参数数据进行展示；然后，为运维人员提供远程监控界面，并在所述运维人员进行远程操作控制时，将所述控制指令发送至物联网操作系统平台，并通过所述物联网操作系统平台向被控设备发送控制指令。
[0139]
上述技术方案的效果为：通过物联网终端和移动终端两个平台同时进行煤矿运行监控，能够移动化手段促进、提升煤矿安全生产信息化建设和管理效率。有效提高煤矿数据采集准确性和及时性，并能够使矿山管理人员可以实时进行数据查看、报警分析等动作。
[0140]
本发明的一个实施例，在所述运维人员进行远程操作控制时，将所述控制指令发送至物联网操作系统平台，并通过所述物联网操作系统平台向被控设备发送控制指令，包括：
[0141]
由于远程发送指令会存在丢包的现象，则在所述运维人员下发控制指令至所述物联网操作系统平台后，所述物联网操作系统平台会将所述下发指令中添加指令专属校验识别码并复制成多份进行下发到被控设备，并且根据被控设备对下发指令的响应情况控制是
否需要对指令进行重发以及下一次下发控制指令的复制份数，从而确保完整的下发指令可以成功的到达被控设备，确保控制的可靠性，其具体步骤包括，
[0142]
步骤a1：在所述运维人员下发控制指令至所述物联网操作系统平台后，所述物联网操作系统平台利用公式(1)将所述下发指令中添加指令专属校验识别码
[0143][0144]
其中d
16
表示添加指令专属校验识别码后的16进制形式的指令数据；d
16
表示所述运维人员下发的控制指令的16进制形式；《《表示左移；len()表示求取括号内的数据位数；表示将i的值从1取值到len(d
16
)代入到d
16
(i)中得到d
16
(i)的最大值；表示将i的值从1取值到len(d
16
)代入到d
16
(i)中得到d
16
(i)的最小值；表示向上取整；％表示取余；{}
16
表示将括号内的数据转换成16进制形式；步骤a2：所述被控设备在接收到数据后，利用公式(2)根据接收到的数据中的指令专属校验识别码判断所述数据是否为完整无丢包的下发控制指令
[0145][0146]
其中e表示所述接收到的数据是否为完整无丢包的下发控制指令的判定值；表示将i的值从1取值到len(d
16
)-1代入到d
16
(i)中得到d
16
(i)的最大值；表示将i的值从1取值到len(d
16
)-1代入到d
16
(i)中得到d
16
(i)的最小值；
[0147]
若e＝1，则表示所述接收到的数据是完整无丢包的下发控制指令；
[0148]
若e＝0，则表示所述接收到的数据不是完整无丢包的下发控制指令；
[0149]
若所述被控设备接收到完整无丢包的下发控制指令后会向所述物联网操作系统平台返回反馈数据；
[0150]
步骤a3：利用公式(3)根据所述物联网操作系统平台向下下发控制指令的次数以及接收的反馈数据的情况控制是否需要对指令进行重发以及下一次下发控制指令的复制份数
[0151][0152]
其中ny表示下一次下发控制指令的复制份数；c表示对指令进行重发的控制值；n表示所述物联网操作系统平台本次下发控制指令的复制份数(若为第一次下发则为预设数
值，非第一次下发则为上一次公式(3)求得的数值)；m(f)表示所述物联网操作系统平台收到反馈数据时已经向所述被控设备下发的指令次数，若所述物联网操作系统平台下发了n次指令还是未收到反馈数据则m(f)＝n+1；
[0153]
若c＝1，则控制对指令进行重发；
[0154]
若c＝0，则不控制对指令进行重发。
[0155]
上述技术方案的有益效果是：利用步骤a1的公式(1)将所述下发指令中添加指令专属校验识别码，从而通过所述识别码知晓是否丢包，确保数据的可靠性；然后利用步骤a2的公式(2)根据接收到的数据中的指令专属校验识别码判断所述数据是否为完整无丢包的下发控制指令，从而自动确认是否准确接收到完整无丢包的下发控制指令，确保系统自动正常运行的稳定性；最后利用步骤a3的公式(3)根据所述物联网操作系统平台向下下发控制指令的次数以及接收的反馈数据的情况控制是否需要对指令进行重发以及下一次下发控制指令的复制份数，从而确保完整的下发指令可以成功的到达被控设备，确保控制的可靠性。
[0156]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种基于物联网操作系统平台的智能煤矿监控系统，其特征在于，所述智能煤矿监控系统包括：采集设备，用于实时采集煤矿生产过程中的生产运行参数数据；数据传输模块，用于将所述生产运行参数数据发送至所述物联网操作系统平台和移动终端平台；物联网操作系统平台，用于对接收到的生产运行参数数据进行数据分析处理，根据所述数据分析处理获得的数据结果对煤矿安全生产进行监控和预警，并将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示；移动终端平台，用于将所述物联网操作系统平台分析结果投射至移动终端上，并且，通过移动终端对对煤矿安全生产进行远程控制和管理。2.根据权利要求1所述的智能煤矿监控系统，其特征在于，所述数据传输模块包括：实时判断模块，用于实时判断采集设备发送的生产运行参数数据类型；传输方式确定模块，用于根据所述生产运行参数数据类型的不同确定数据传输方式，其中，所述生产运行参数数据类型包括煤矿运行状态参数数据和煤矿运行管理参数数据；所述数据传输类型包括针对一次采集数据至少执行一次数据发送和针对一次采集数据执行一次数据发送；数据发送模块一，用于将所述煤矿运行状态参数数据按照针对一次采集数据至少执行一次数据发送的方式将数据传输至物联网操作系统平台；数据发送模块二，用于将所述煤矿运行管理参数数据按照针对一次采集数据执行一次数据发送的方式将数据传输至物联网操作系统平台。3.根据权利要求1所述的智能煤矿监控系统，其特征在于，所述物联网操作系统平台包括：通讯判断模块，用于实时接收所述生产运行参数数据，并根据所述生产运行参数数据的接收时间间隔判断采集设备与所述物联网操作系统平台之间的通讯是否通畅；监控报警模块，用于将所述生产运行参数数据中的煤矿运行状态参数数据实时与对应预设的阈值进行比较，当不满足预设的阈值要求时，进行报警；显示模块，用于将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示。4.根据权利要求3所述的智能煤矿监控系统，其特征在于，所述通讯判断模块包括：数据获取模块，用于获取每个采集设备发送数据的数据类型和对应的数据发送方式；通讯监控模块一，用于针对煤矿运行状态参数数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔和同一次采集的数据的接收次数；当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔发生时间间隔延长情况时，则向运行维护人员发送第一预警文件，并向针对同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔是否符合原始时间间隔；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔超出原始时间间隔，则向运行维护人员发送第二预警文件；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔符合原始时间间隔，则判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；通讯监控模块二，用于针对煤矿运行管理参数数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔，当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔发生时间间隔延长情况达到预设
延时条件时，则向运行维护人员发送第一预警文件；并判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；其中，预设延时条件如下：t>t0+0.36(t
1-t0)其中，t1表示煤矿运行管理参数数据实际传输过程中的实际时间间隔平均值；t0表示煤矿运行管理参数数据理论数据传输的时间间隔标准值；语音报警模块，用于当向运维人员发送第二次预警文件时，进行传输设备故障预警语音播报。5.根据权利要求1所述的智能煤矿监控系统，其特征在于，所述移动终端平台包括：移动终端展示模块，用于实时获取物联网操作系统平台监控到的生产运行参数数据，并在移动终端上将所述生产运行参数数据进行展示；远程控制模块，用于为运维人员提供远程监控界面，并在所述运维人员进行远程操作控制时，将所述控制指令发送至物联网操作系统平台，并通过所述物联网操作系统平台向被控设备发送控制指令。6.一种基于物联网操作系统平台的智能煤矿监控方法，其特征在于，所述智能煤矿监控方法包括：实时采集煤矿生产过程中的生产运行参数数据；将所述生产运行参数数据发送至所述物联网操作系统平台和移动终端平台；对接收到的生产运行参数数据进行数据分析处理，根据所述数据分析处理获得的数据结果对煤矿安全生产进行监控和预警，并将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示；将所述物联网操作系统平台分析结果投射至移动终端上，并且，通过移动终端对对煤矿安全生产进行远程控制和管理；其中，将所述物联网操作系统平台分析结果投射至移动终端上，并且，通过移动终端对对煤矿安全生产进行远程控制和管理，包括：实时获取物联网操作系统平台监控到的生产运行参数数据，并在移动终端上将所述生产运行参数数据进行展示；为运维人员提供远程监控界面，并在所述运维人员进行远程操作控制时，将所述控制指令发送至物联网操作系统平台，并通过所述物联网操作系统平台向被控设备发送控制指令。7.根据权利要求6所述的智能煤矿监控方法，其特征在于，将所述生产运行参数数据发送至所述物联网操作系统平台和移动终端平台，包括：实时判断采集设备发送的生产运行参数数据类型；根据所述生产运行参数数据类型的不同确定数据传输方式，其中，所述生产运行参数数据类型包括煤矿运行状态参数数据和煤矿运行管理参数数据；所述数据传输类型包括针对一次采集数据至少执行一次数据发送和针对一次采集数据执行一次数据发送；将所述煤矿运行状态参数数据按照针对一次采集数据至少执行一次数据发送的方式将数据传输至物联网操作系统平台；将所述煤矿运行管理参数数据按照针对一次采集数据执行一次数据发送的方式将数
据传输至物联网操作系统平台。8.根据权利要求6所述的智能煤矿监控方法，其特征在于，所述对接收到的生产运行参数数据进行数据分析处理，根据所述数据分析处理获得的数据结果对煤矿安全生产进行监控和预警，并将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示，包括：实时接收所述生产运行参数数据，并根据所述生产运行参数数据的接收时间间隔判断采集设备与所述物联网操作系统平台之间的通讯是否通畅；将所述生产运行参数数据中的煤矿运行状态参数数据实时与对应预设的阈值进行比较，当不满足预设的阈值要求时，进行报警；将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示。9.根据权利要求8所述的智能煤矿监控方法，其特征在于，实时接收所述生产运行参数数据，并根据所述生产运行参数数据的接收时间间隔判断采集设备与所述物联网操作系统平台之间的通讯是否通畅，包括：获取每个采集设备发送数据的数据类型和对应的数据发送方式；针对煤矿运行状态参数数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔和同一次采集的数据的接收次数；当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔发生时间间隔延长情况时，则向运行维护人员发送第一预警文件，并向针对同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔是否符合原始时间间隔；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔超出原始时间间隔，则向运行维护人员发送第二预警文件；如果同一次采集的数据的多次数据发送执行之间的时间间隔符合原始时间间隔，则判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；针对煤矿运行管理参数数据实时监控每相邻两次接受数据之间的时间间隔，当所述每相邻两次接受数据之间的时间间隔发生时间间隔延长情况达到预设延时条件时，则向运行维护人员发送第一预警文件；并判断连续三次数据采集过程中，每相邻两次接受数据之间的时间间隔是否发生时间间隔延长情况，如果发生则向运行维护人员发送第二预警文件；其中，预设延时条件如下：t>t0+0.36(t
1-t0)其中，t1表示煤矿运行管理参数数据实际传输过程中的实际时间间隔平均值；t0表示煤矿运行管理参数数据理论数据传输的时间间隔标准值；当向运维人员发送第二次预警文件时，进行传输设备故障预警语音播报。10.根据权利要求6所述的智能煤矿监控方法，其特征在于，在所述运维人员进行远程操作控制时，将所述控制指令发送至物联网操作系统平台，并通过所述物联网操作系统平台向被控设备发送控制指令，包括：由于远程发送指令会存在丢包的现象，则在所述运维人员下发控制指令至所述物联网操作系统平台后，所述物联网操作系统平台会将所述下发指令中添加指令专属校验识别码并复制成多份进行下发到被控设备，并且根据被控设备对下发指令的响应情况控制是否需要对指令进行重发以及下一次下发控制指令的复制份数，从而确保完整的下发指令可以成功的到达被控设备，确保控制的可靠性，其具体步骤包括，步骤a1：在所述运维人员下发控制指令至所述物联网操作系统平台后，所述物联网操
作系统平台利用公式(1)将所述下发指令中添加指令专属校验识别码其中d
16
表示添加指令专属校验识别码后的16进制形式的指令数据；d
16
表示所述运维人员下发的控制指令的16进制形式；＜＜表示左移；len()表示求取括号内的数据位数；表示将i的值从1取值到len(d
16
)代入到d
16
(i)中得到d
16
(i)的最大值；表示将i的值从1取值到len(d
16
)代入到d
16
(i)中得到d
16
(i)的最小值；表示向上取整；％表示取余；{}
16
表示将括号内的数据转换成16进制形式；步骤a2：所述被控设备在接收到数据后，利用公式(2)根据接收到的数据中的指令专属校验识别码判断所述数据是否为完整无丢包的下发控制指令其中e表示所述接收到的数据是否为完整无丢包的下发控制指令的判定值；表示将i的值从1取值到len(d
16
)-1代入到d
16
(i)中得到d
16
(i)的最大值；表示将i的值从1取值到len(d
16
)-1代入到d
16
(i)中得到d
16
(i)的最小值；若e＝1，则表示所述接收到的数据是完整无丢包的下发控制指令；若e＝0，则表示所述接收到的数据不是完整无丢包的下发控制指令；若所述被控设备接收到完整无丢包的下发控制指令后会向所述物联网操作系统平台返回反馈数据；步骤a3：利用公式(3)根据所述物联网操作系统平台向下下发控制指令的次数以及接收的反馈数据的情况控制是否需要对指令进行重发以及下一次下发控制指令的复制份数其中n
y
表示下一次下发控制指令的复制份数；c表示对指令进行重发的控制值；n表示所述物联网操作系统平台本次下发控制指令的复制份数(若为第一次下发则为预设数值，非第一次下发则为上一次公式(3)求得的数值)；m(f)表示所述物联网操作系统平台收到反馈数据时已经向所述被控设备下发的指令次数，若所述物联网操作系统平台下发了n次指令还是未收到反馈数据则m(f)＝n+1；若c＝1，则控制对指令进行重发；若c＝0，则不控制对指令进行重发。

技术总结
本发明提出了一种基于物联网操作系统平台的智能煤矿监控系统和方法。所述系统包括采集设备，用于实时采集煤矿生产过程中的生产运行参数数据；数据传输模块，用于将所述生产运行参数数据发送至所述物联网操作系统平台和移动终端平台；物联网操作系统平台，用于对接收到的生产运行参数数据进行数据分析处理，根据所述数据分析处理获得的数据结果对煤矿安全生产进行监控和预警，并将实时生产运行参数数据通过中心展示大屏进行展示；移动终端平台，用于将所述物联网操作系统平台分析结果投射至移动终端上，并且，通过移动终端对对煤矿安全生产进行远程控制和管理。安全生产进行远程控制和管理。安全生产进行远程控制和管理。


技术研发人员：余丹 兰雨晴 武晓文 彭建强
受保护的技术使用者：慧之安信息技术股份有限公司
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/9/22