【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境信息监控领域，特别涉及一种煤矿井下环境信息监控系统。
技术介绍
1、煤矿是指开采煤炭资源的地方或设施。煤炭是一种化石燃料，主要由植物在地下经过数百万年的压力和高温作用形成，煤矿是为了提取这种燃料而进行的采矿活动的场所。
2、在现有技术中，由于大部分煤矿往往分布于底下煤矿层，因此使得人们在进行煤矿的开掘时，需要通过挖掘井口，然后沿着煤炭层进行开采。
3、在煤矿的实际开掘过程中，开展环境信息监控具有重大的现实意义：
4、1.切实保障工人生命安全：煤矿作业环境特殊且具风险性，特别是井下作业，往往存在极大的危险，尤其在部分煤矿矿井中，存在大量的有害气体包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳，从而可能导致窒息、中毒风险，同时由于部分煤矿矿井内部可能存在高温和高湿，因此将会导致矿工产生中暑、脱水问题，甚至部分煤矿矿井由于地质条件不佳，导致地下压力巨大，从而可能引发煤矿坍塌，而借助环境信息监控可以实时跟踪监测多种环境数据，及时发现并处理异常状况，降低事故率，确保作业人员人身安全。
5、2.有效提升生产效率：通过环境信息监控可对设备运行状况实施全程监测，如设备运转状态、温度、电流、电压等，实现设备远控，减少设备故障率，同时井下人员也可以通过系统通讯手段及时将相关信息传回，从而助力提高煤矿生产效率。
6、3.增强环保意识：煤炭开采及使用可能引发多种环境问题，如大气污染、水资源及土地资源损害以及噪声污染等。借助环境信息监控，便于掌握污染情况并及时采取应对措施，实现经济发展与环境保护
7、总的来说，环境信息监控在煤矿井下环境中充当着关键角色，它既能保障作业人员的生命安全，提升生产效率，同时也可以增强环保意识。
8、当前煤矿存在环境信息监控的相关工具，但存在着一系列问题。首先，煤矿工作区域特别是井下地形复杂多变，而现有监控工具的布局相对零散，仅覆盖了特定地点的环境数据或部分设备数据，使得采集数据不够详尽全面，同时也受限于信息传输方式，导致这些工具无法准确反映矿井的整体地形和通道的结构，无法全面监测煤矿内各个区域的环境情况，影响了对矿井区域的整体掌控能力。其次，现有的监控工具功能较为简单，通常仅提供基本的数据录入、查询和查看功能，缺乏智能化分析和联动效应，导致监控效率低下，很多情况需要依赖于人工处理，导致实时性和准确率不高，难以有效应对突发状况。第三，井下工作环境恶劣，空间狭窄，地质条件复杂，加上电磁干扰和信号衰减等问题，传统的无线电波通讯设备在井下往往无法有效工作，此外煤矿井下的作业人员流动性大，工作位置不固定，以上这些因素都对井下的通讯手段造成了严重的制约，导致矿井工作人员的通讯需求难以被满足。
技术实现思路
1、为了改善现有技术中由于煤矿井下环境复杂从而不便于直观的了解井下环境信息的问题，本专利技术提供了一种基于物联网融合通信的煤矿井下环境信息监控系统。
2、本专利技术采用的技术方案为：一种基于物联网融合通信的煤矿井下环境信息监控系统，包括：传感接收模块、数据处理模块、中央控制模块以及故障预警模块；
3、所述传感接收模块用于在中央控制模块的控制下接收井下安装的各传感器检测到的数据，并将接收到的数据传送给数据处理模块；
4、所述数据处理模块用于在中央控制模块的控制下对传感器接收模块传送过来的数据进行预处理；
5、所述故障预警模块在中央控制模块的控制下，对数据处理模块输出的预处理后的数据进行检测，并对检测出的异常情况进行预警。
6、传感器接收模块接收到的数据包括气体浓度、温度和湿度、风速、风向、粉尘浓度、压力变化、水位和渗水情况、震动。
7、故障预警模块具体包括异常检测单元、异常匹配单元；
8、所述异常检测单元根据各数据对应的阈值，对经数据处理模块预处理后的数据进行异常检测；
9、异常匹配单元首先从异常检测单元输出的异常数据提取关键特征数值，构成待匹配异常特征向量；将该待匹配异常特征向量与历史记录中的各异常状态对应的异常特征向量进行相似度计算；并将相似度最大的异常状态作为该待匹配的异常特征向量的异常情况。
10、进一步地，矿井下传感器与传感接收模块之间采用防爆型无线通信模块进行通信。
11、还包括：三维建模模块、gis模块；所述三维建模模块在中央控制模块的控制下，根据矿洞的开发图纸生成三维建模图形；所述gis模块用于在中央控制模块的控制下，对三维建模图形进行区域划分与矿井中的各项信息的标注，标注信息包括设备具体位置、电气线路位置以及人员定位位置。
12、本专利技术的有益效果：相对于现有技术，本专利技术中，通过故障预警模块，能够自动化的对连续产生的异常状态进行反馈，从而降低偶发性异常数据造成的误报警量，同时通过对异常信息的分析以及匹配，能够自行为该异常状态分配对应的管理人员赶赴现场进行维护，而在管理人员赶赴异常区域时，也可以通过移动终端所反馈的异常信息制定对应的维护方案。
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1.一种基于物联网融合通信的煤矿井下环境信息监控系统，其特征在于，包括：传感接收模块、数据处理模块、中央控制模块以及故障预警模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网融合通信的煤矿井下环境信息监控系统，其特征在于，故障预警模块具体包括异常检测单元、异常匹配单元；
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网融合通信的煤矿井下环境信息监控系统，其特征在于，传感器接收模块接收到的数据包括气体浓度、温度和湿度、风速、风向、粉尘浓度、压力变化、水位和渗水情况、震动；
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网融合通信的煤矿井下环境信息监控系统，其特征在于，相似度计算公式为：
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网融合通信的煤矿井下环境信息监控系统，其特征在于，wi的计算式为：
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网融合通信的煤矿井下环境信息监控系统，其特征在于，气体浓度为一级安全特征，对应的基准权重为0.4；
7.根据权利要求6所述的一种基于物联网融合通信的煤矿井下环境信息监控系统，其特征在于，将传感器安装位置划分为：采煤
...【技术特征摘要】
1.一种基于物联网融合通信的煤矿井下环境信息监控系统，其特征在于，包括：传感接收模块、数据处理模块、中央控制模块以及故障预警模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网融合通信的煤矿井下环境信息监控系统，其特征在于，故障预警模块具体包括异常检测单元、异常匹配单元；
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网融合通信的煤矿井下环境信息监控系统，其特征在于，传感器接收模块接收到的数据包括气体浓度、温度和湿度、风速、风向、粉尘浓度、压力变化、水位和渗水情况、震动；
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网融合通信的煤矿井下环境信息监控系统，其特征在于，相似...
【专利技术属性】
技术研发人员：易斌，窦涛，秦超，贺荣鹏，苟太平，赵天祥，瞿君，
申请(专利权)人：四川航天电液控制有限公司，
类型：发明
国别省市：
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