基于物联网技术的巷道稳定性监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于物联网技术的巷道稳定性监测系统，包括：井下局域监测子网，包括一个无线通信基站和若干个无线力学参数监测终端，所述若干个无线力学参数监测终端均与所述无线通信基站无线通信连接；远程监测平台，与所述井下局域监测子网的无线通信基站通过光纤实现数据交互；云计算平台，与所述远程监测平台通过以太网实现数据融合和交互。本发明的有益效果为：监测与预警融合，智能化程度高，传输耗能低，所带探测终端多，信号可靠偏移量小，布局方式灵活，使用简单快捷；适用于对矿山企业井下巷道围岩稳定性监测。
【专利说明】基于物联网技术的巷道稳定性监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于物联网技术的巷道稳定性监测系统。
【背景技术】
[0002]物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet ofthings”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思:第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。
[0003]云计算(cloud computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。
[0004]无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。它的英文是Wireless Sensor Network，简称WSN。大量的传感器节点将探测数据，通过汇聚节点经其它网络发送给了用户。
[0005]智能化技术在其应用中主要体现在计算机技术，精密传感技术，无线传输技术的综合应用。随着产品市场竞争的日趋激烈，产品智能化优势在实际操作和应用中得到非常好的运用，其主要表现在:大大改善操作者作业环境，减轻了工作强度；提高了作业质量和工作效率；一些危险场合或重点施工应用得到解决；环保、节能；提高了机器的自动化程度及智能化水平；提高了设备的可靠性，降低了维护成本；故障诊断实现了智能化等。
[0006]巷道稳定性的监测对于矿山企业安全开采有着十分重要的意义。现有的巷道监测平台多是有线连接的、独立性的，具有孤岛特点，缺乏从整个矿井巷道宏观层面的综合分析和预警。
[0007]现有的物联网子网终端不断增加，对物联网的可靠性和速度提出要求，快速分析和反馈故障类型和来源，并提出应对方法具有重要意义。
[0008]现有的巷道围岩无线监测系统，多为井下供电式，即使有内置电池式无线监测终端，但续航能力较短，且传输信号能量大在一些特殊矿井，如瓦斯矿井存在危险隐患。低功耗内置电池式超长续航能力、低能量传输无线传感终端是物联网井下应用的重点。
【发明内容】
[0009]本发明提出一种基于物联网技术的巷道稳定性监测系统，解决现有矿井巷道狭小、布线冗长复杂以及信号能量问题导致井下巷道无法实现对现代矿井监测系统的无线、低耗能和安全可靠监测的问题；其优点是监测与预警融合，智能化程度高，传输耗能低，所带探测终端多，信号可靠偏移量小，布局方式灵活，使用简单快捷；适用于对矿山企业井下巷道围岩稳定性监测，弥补了现有技术中的不足之处。
[0010]本发明的技术方案是这样实现的:
[0011]一种基于物联网技术的巷道稳定性监测系统，包括:
[0012]井下局域监测子网，包括一个无线通信基站和若干个无线力学参数监测终端，所述若干个无线力学参数监测终端均与所述无线通信基站无线通信连接；
[0013]远程监测平台，与所述井下局域监测子网的无线通信基站通过光纤实现数据交互；
[0014]云计算平台，与所述远程监测平台通过以太网实现数据融合和交互。
[0015]所述无线力学参数监测终端为现场总线型力学监测传感器，且传感技术为Zigbee技术。
[0016]本发明的有益效果为:解决现有矿井巷道狭小、布线冗长复杂以及信号能量问题导致井下巷道无法实现对现代矿井监测系统的无线、低耗能和安全可靠监测的问题。基于物联网的信息采集与传输网络，分级监测和集中综合监测分析的多级融合与管理系统，并结合智能分析、判断与预警系统，对矿井巷道围岩进行实时的监测与处理，对潜在的危险进行有效的预警与反馈。其优点是监测与预警融合，智能化程度高，传输耗能低，所带探测终端多，信号可靠偏移量小，布局方式灵活，使用简单快捷；适用于对矿山企业井下巷道围岩稳定性监测。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本发明实施例所述的充液氮玻璃钢锚杆的结构示意图。
[0019]图中:
[0020]1、无线通信基站；2、无线力学参数监测终端；3、远程监测平台；4、云计算平台。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]如图1所示，本发明实施例所述的基于物联网技术的巷道稳定性监测系统，包括:
[0023]井下局域监测子网，包括一个无线通信基站I和若干个无线力学参数监测终端2，所述若干个无线力学参数监测终端2均与所述无线通信基站I无线通信连接；
[0024]远程监测平台3，与所述井下局域监测子网的无线通信基站I通过光纤实现数据交互；
[0025]云计算平台4，与所述远程监测平台3通过以太网实现数据融合和交互。
[0026]所述无线力学参数监测终端2为现场总线型力学监测传感器，且传感技术为Zigbee 技术。
[0027]基于上述系统的巷道稳定性监测系统，是由以下步骤实现的:
[0028]步骤一:在每个监测子网中，采用若干力学参数无线传感器测量该子网覆盖巷道的力学参数(如应力、应变、位移以及能量运移等)，并将所述力学参数发至该局域监测子网的无线通信基站；
[0029]步骤二:每个局域监测子网中的无线通信基站逐一判断无线力学参数监测终端监测到的力学参数是否超过预设的临界值；当有一个或多个监测终端监测的力学参数值超过预设的临界值时，则执行步骤三；反之，执行步骤四；
[0030]步骤三:该局域监测子网中的无线通信基站将超过预设临界值的无线力学参数监测终端的终端信息及力学参数值通过以太网发送至远程监测平台，并返回执行步骤一；
[0031]步骤四:远程监测平台将接收到的力学参数值通过云计算平台进行计算和存储，并将分析结果返回到远程监测平台；
[0032]步骤五:远程监控平台根据步骤四获得的分析结果逐一判断每个局域子网中是否存在围岩失稳、垮落或大变形的危险，从而实现矿井巷道稳定性智能监测的目的。
[0033]步骤五中，还包括如下步骤:当远程监控平台判断出某个子网存在巷道失稳等危险状态，远程监测平台调用二维巷道稳定性智能分析系统，对潜在危险巷道进行二维(即横截面和走向)危险程度的图形显示。
[0034]步骤五中，还包括如下步骤:当远程监测平台判断出该局域子网中存在围岩失稳等安全隐患时，远程监测平台调用预警方法规则，对潜在危险进行提前预警和提醒。
[0035]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于物联网技术的巷道稳定性监测系统，其特征在于，包括: 井下局域监测子网，包括一个无线通信基站和若干个无线力学参数监测终端，所述若干个无线力学参数监测终端均与所述无线通信基站无线通信连接； 远程监测平台，与所述井下局域监测子网的无线通信基站通过光纤实现数据交互； 云计算平台，与所述远程监测平台通过以太网实现数据融合和交互。
2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的巷道稳定性监测系统，其特征在于:无线力学参数监测终端为现场总线型力学监测传感器，且传感技术为Zigbee技术。
【文档编号】E21F17/18GK104234751SQ201310251056
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月24日 优先权日:2013年6月24日
【发明者】陈文学, 焦裕钊 申请人:山东泰安斯福特玻璃钢科技有限公司