一种煤矿安全生产监测预警系统技术方案

本实用新型专利技术涉及煤矿安全监测技术领域，具体公开了一种煤矿安全生产监测预警系统，系统包括位于井下的信息采集模块、位于井上的上位机模块，建立信息采集模块与上位机模块通讯的网络模块，以及通过网络模块与上位机模块通讯连接的云平台；信息采集模块包括若干基于6LoWPAN网络标准的采集节点，以及与采集节点连接的若干传感器单元。本实用新型专利技术的煤矿安全生产监测预警系统，实现对监测区域内环境参数釆样以获得区域内全局环境信息，实现对煤矿生产环境的实时准确监测和预警，提高作业人员工作环境的安全性，保障作业人员的生命安全；同时，使用IPv6技术实现低功耗无线网络信息传输，有效减少网络搭建成本，提高网络传输可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿安全生产监测预警系统
本技术涉及煤矿安全监测
，尤其涉及一种煤矿安全生产监测预警系统。
技术介绍
现有的煤矿安全监测技术，所监测的节点有限，不能对煤矿的实际生产环境全面监测，同时由于矿井下恶劣的生产环境，使监测节点位置布置困难，煤矿安全监测系统普遍采用的监测系统存在井下采集信息缺失、传输速率缓慢、计算精度不高等问题。当前煤矿安全生产监控系统存在的主要问题有：(1)现有使用广泛的煤矿安全生产监测系统，其网络通信普遍依靠电缆、光纤或是RS485串口线，在实际应用中这种传输方式很难适应煤矿井下环境多变的工作现场；(2)煤矿井下生产条件恶劣对生产监测系统存在一定的干扰，造成监测到的信号在传输中常因为干扰信号而出现误差，严重的时候会造成该传感器无法正常工作，出现环境参数监测数据丢失，这会引起系统预警失效，可能造成严重事故；(3)安全监控系统信息处理技术落后，系统对数据的处理只是停留在原始数据的传输、存储和显示；(4)传统的对大规模数据处理大多采用的是分布式的高性能计算、网格计算等技术，需要消耗昂贵的计算资源，而且对于如何把大规模数据进行有效分割和任务分配都需要繁琐的编程才能实现。
技术实现思路
针对现有技术中的技术问题，本技术提供一种煤矿安全生产监测预警系统。一种煤矿安全生产监测预警系统，包括位于井下的信息采集模块、位于井上的上位机模块，建立信息采集模块与上位机模块通讯的网络模块，以及通过网络模块与上位机模块通讯连接的云平台，其中：信息采集模块包括若干基于6LoWPAN网络标准的采集节点，以及与采集节点连接的若干传感器单元。进一步的，网络模块包括网关单元以及路由器单元，信息采集模块通过网关单元与上位机模块通讯，云平台依次通过路由器单元及网关单元与上位机模块通讯连接。进一步的，系统还包括手机模块和PC模块，上位机模块依次通过网关单元及路由器单元与手机模块和PC模块通讯连接。进一步的，系统还包括位于井下的报警模块，上位机模块通过网关单元与报警模块通讯连接。进一步的，传感器单元包括温度传感器、粉尘传感器、甲烷传感器、一氧化碳传感器、风速传感器中的一个或多个。进一步的，报警模块包括信号灯和/或蜂鸣器。进一步的，网关单元与路由器单元之间通过IPv4网络通讯连接。进一步的，上位机模块与网关单元之间通过IPv4网络通讯连接；手机模块、PC模块与路由器单元之间通过IPv4网络通讯连接。本技术的煤矿安全生产监测预警系统，实现对监测区域内的甲烷、一氧化碳、粉尘、温度和风速等环境参数釆样以获得区域内全局环境信息，实现对煤矿生产环境的实时准确监测和预警，提高作业人员工作环境的安全性，保障作业人员的生命安全；同时，使用IPv6技术实现低功耗无线网络信息传输，有效减少网络搭建成本，提高网络传输可靠性。附图说明为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1为本技术实施例的一种煤矿安全生产监测预警系统的模块组成图；图2为本技术实施例的一种煤矿安全生产监测预警方法的步骤图；其中：1-信息采集模块、101-采集节点、102-传感器单元、2-上位机模块、3-网络模块、301-网关单元、302-路由器单元、4-云平台、5-手机模块、6-PC模块、7-报警模块、701-信号灯、702-蜂鸣器。具体实施方式下面将结合本技术中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术的保护范围。本技术实施例的一种煤矿安全生产监测预警系统，如图1所示，系统包括位于井下的信息采集模块1、位于井上的上位机模块2，建立信息采集模块1与上位机模块2通讯的网络模块3，以及通过网络模块3与上位机模块2通讯连接的云平台4，其中：信息采集模块1包括若干基于6LoWPAN网络标准的采集节点101，以及与采集节点101连接的若干传感器单元102。本实施例中的信息采集模块1用于采集所在环境的环境参数，并通过网络模块3把环境参数发送给上位机模块2和云平台4。在云平台4中，建立安全预警模型并利用灰狼算法进行优化，利用Spark平台训练安全预警模型，对环境参数进行并行计算和预测，得出各环境参数的阈值并发送至上位机模块2，上位机模块2对环境参数进行监测，判断其收到的环境参数是否超出阈值。本实施例中的信息采集模块1中，采集节点101通过6LoWPAN网络标准实现通讯，将与之连接的传感器单元102采集到的环境参数发送至网络模块3。本实施例中的传感器单元102可以测量井下的温度、一氧化碳浓度、甲烷浓度、风速、粉尘浓度等参数，相对应的，本实施例的传感器单元102包括温度传感器、粉尘传感器、甲烷传感器、一氧化碳传感器、风速传感器中的一个或多个。本实施例不限定以上传感器的具体产品型号，本领域技术人员实现是自行选用。本技术实施例的煤矿安全生产监测预警系统，不仅能适用于煤矿矿井，还可以适用于其他类型的矿井中，信息采集模块1中也可设置适用于该矿井的传感器单元进行环境参数的采集。具体的，如图1所示，本实施例中的网络模块3包括网关单元301以及路由器单元302，信息采集模块1通过网关单元301与上位机模块2通讯，云平台4依次通过路由器单元302及网关单元301与上位机模块2通讯连接。优选的，本实施例的采集节点101与网关单元301之间通过IPv6网络进行通讯，网关单元301将IPv6网络切换为IPv4网络，并通过IPv4网络与路由器单元302通讯，也通过IPv4网络与上位机模块2进行通讯；路由器单元302将IPv4网络切换为IPv6网络，并通过IPv6网络与云平台4通讯。具体的，本实施例的系统还包括手机模块5和PC模块6，上位机模块2依次通过网关单元301及路由器单元302与手机模块5和PC模块6通讯连接。网关单元301通过IPv4网络与路由器单元302通讯，路由器单元302通过IPv4网络与手机模块和PC模块进行通讯。上位机模块2对环境参数监测的过程中，如果收到的环境参数超出阈值，则产生报警信息并通过网络模块3发送给手机模块5以及PC模块6。手机模块5以及PC模块6对报警信息的处理，可以通过设计一个手机模块5和PC模块6均兼容的APP，该APP接收上位机模块2发送的报警信息，并通过弹窗的方式进行显示报警，同时，手机模块5以及PC模块6发出报警声音也进行提醒。手机模块5以及PC模块6用于提醒工作人员，便于工作人员尽早撤离危险区域或者采取防护措施。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿安全生产监测预警系统，其特征在于，所述系统包括位于井下的信息采集模块、位于井上的上位机模块，建立所述信息采集模块与所述上位机模块通讯的网络模块，以及通过所述网络模块与所述上位机模块通讯连接的云平台，其中：/n所述信息采集模块包括若干基于6LoWPAN网络标准的采集节点，以及与所述采集节点连接的若干传感器单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矿安全生产监测预警系统，其特征在于，所述系统包括位于井下的信息采集模块、位于井上的上位机模块，建立所述信息采集模块与所述上位机模块通讯的网络模块，以及通过所述网络模块与所述上位机模块通讯连接的云平台，其中：
所述信息采集模块包括若干基于6LoWPAN网络标准的采集节点，以及与所述采集节点连接的若干传感器单元。


2.如权利要求1所述的一种煤矿安全生产监测预警系统，其特征在于，所述网络模块包括网关单元以及路由器单元，所述信息采集模块通过所述网关单元与所述上位机模块通讯，所述云平台依次通过所述路由器单元及所述网关单元与所述上位机模块通讯连接。


3.如权利要求2所述的一种煤矿安全生产监测预警系统，其特征在于，所述系统还包括手机模块和PC模块，所述上位机模块依次通过所述网关单元及所述路由器单元与所述手机模块和所述PC模块通讯连接。


4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚军，管米利，乔帆，甄梓越，马宇静，刘涛，陈莉，
申请(专利权)人：西安科技大学，赛尔网络有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61