本实用新型涉及地质领域，尤其涉及一种基于物联网技术的地质钻机可视化监控管理系统。
背景技术：
自20世纪90年代以来，电子信息技术越来越多的渗透到社会各领域，并深刻影响着人们的生产生活。涉及到矿山领域，开采条件日趋恶化、运输成本高也是制约矿山降低成本、提高经济效益的关键所在。在降低人工费用、提高安全保障等需求的驱动下，矿山数字化及互联网是大势所趋。
然而，传统钻机上只安装了有限的几个参数指示表，不够全面，运行异常时也没有告警提示；传统钻机不具有钻孔深度显示功能，需要人工统计；传统钻机也不能直接查看钻头压力。所以，在实际工作中，操作不便、管理混乱；由此，本领域亟需一种智能化管理系统，以提高工作效率，加大管理力度。
技术实现要素：
为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种基于物联网技术的地质钻机可视化监控管理系统，可全面监测钻机液压系统、泥浆泵系统的工作情况，并在工作异常时进行告警提示；可自动计算打钻深度，自动统计操作人员或班次的工作量，便于绩效考核；可实时显示当前钻头实际钻压值，并可根据设定的参考值进行比较，提示操作人员及时调整钻压，从而保证设备达到最佳工作效率；此外还可根据系统内记录的钻杆数据，自动计算出每个人、班次的工作量。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于物联网技术的地质钻机可视化监控管理系统，包括依次连接的：车载监控单元、数据传输设备和上位机处理单元；其中，所述车载监控单元包括：车载数据采集处理器、显示器单元、压力传感器、流量传感器、液位传感器以及功率数据采集模块，其中，所述车载数据采集处理器将采集到的数据上传至所述数据传输设备，进而上传至所述上位机处理单元；所述显示器单元连接至所述车载数据采集处理器，用于显示数据状态；所述压力传感器、所述流量传感器以及所述液位传感器为一个或多个，分别通过所述功率数据采集模块上传数据至所述车载数据采集处理器；所述数据传输设备包括无线基站和/或具有无线传输功能的智能终端；所述上位机处理单元分别与所述数据传输设备中的所述无线基站和/或智能终端无线连接，接收来自所述车载数据采集处理器的采集数据，进行分析和处理。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步地，所述智能终端为智能手机或平板电脑；
进一步地，所述流量传感器安装在待测管道上；
进一步地，所述液位传感器安装在待测液箱顶部；
优选地，所述压力传感器采用5个；
优选地，所述流量传感器采用2个；
优选地，所述功率数据采集模块采用2个。
本实用新型的有益效果是：
1、提高效率：通过系统直观的各种参数实时监控显示，操作工人对钻机工作状态一目了然，使钻机有了科学合理的操作依据，可即时进行工艺参数调整、作业决策和突发情况处理，避免了盲目操作，极大提高了钻探效率；
2、降低成本：通过对系统的监控报警，可有效降低设备故障率，延长设备使用寿命，客观上可实现系统的节能增效；
3、加强管理：通过系统的数据存储记录，手机端查看，可以方便的掌握钻机工作量等信息，方便总部进行合理调度；
4、钻机信息整合：汇总钻机供水系统、能耗系统、液压系统等生产数据，整合工作状态，通过统一搭建平台的方式展示给用户。
附图说明
图1为本实用新型的基于物联网技术的地质钻机可视化监控管理系统的数据管理拓扑图；
在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：
100 车载监控单元
101 车载数据采集处理器
102 显示器单元
103 压力传感器
104 流量传感器
105 液位传感器
106 功率数据采集模块
200 数据传输设备
201 无线基站
202 智能终端
300 上位机处理单元
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
请参照图1所示，其为本实用新型的基于物联网技术的地质钻机可视化监控管理系统的数据管理拓扑图。所述管理系统包括依次连接的：车载监控单元100、数据传输设备200和上位机处理单元300；其中，
所述车载监控单元100包括：车载数据采集处理器(简称MU)101、显示器单元102、压力传感器103、流量传感器104、液位传感器105以及功率数据采集模块106，其中，
所述车载数据采集处理器101将采集到的数据上传至所述数据传输设备200，进而上传至所述上位机处理单元300；所述显示器单元102连接至所述车载数据采集处理器101，用于显示数据状态；所述车载数据采集处理器101和所述显示器单元102安装在操作员周围合适的位置上，所述车载数据采集处理器101通过各模拟量、开关量的采集获取安装在钻机各部位的传感器数据、状态，它会定时将这些数据保存到本地存储器中；所述显示器单元102可以实时显示需要的工艺参数、分析曲线及数值，进行本地基本配置等；
所述压力传感器103、所述流量传感器104以及所述液位传感器105可为一个或多个，例如，所述压力传感器103优选采用5个，所述流量传感器104优选采用2个，但不以此为限；所述压力传感器103、所述流量传感器104以及所述液位传感器105分别通过所述功率数据采集模块106上传数据至所述车载数据采集处理器101，所述功率数据采集模块106优选采用2个，可固定于电力配电柜上的合适位置，就近连接上述传感器，但不以此为限；所述流量传感器104安装在待测管道上，优选采用大流量超声波式；所述液位传感器105安装在待测液箱顶部，优选采用高稳定性的超声波液位传感器；
所述数据传输设备200包括无线基站201和/或具有无线传输功能的智能终端202，所述智能终端可为智能手机或平板电脑等；其中，
在一般情况下，数据传输多使用无线基站，车载单元可以通过其中的网关设备与上位机服务器直接通信，实现钻机实时监测；
为现场不方便铺设通信网络的应用设计，则开发有专用的手机/平板APP软件，可以方便得安装到智能手机或平板电脑上；工作时车载单元将监测到的钻机数据打上时间戳保存在本地，由工作人员定期巡检(建议一班一次)，通过APP软件来收集车载单元数据(支持多车)，并将收集到的数据传送到上位机服务器，再由服务器软件做进一步的分析处理；
所述APP软件的主要功能可设为：
■用户管理：具有管理员账户和操作员账户两种，管理员可创建操作员账户、可配置车载单元基本信息；
■实时数据查询：APP可实时查看车载单元的各传感器数据和车辆状态；
■历史数据导入：APP可导入车载单元上各传感器的历史记录；
■上传数据：当手机连接到3G、4G或WIFI网络时，可将本地保存的历史数据上传到中心服务器；
所述上位机处理单元300分别与所述数据传输设备200中的所述无线基站201和/或智能终端202无线连接，接收来自所述车载数据采集处理器101的采集数据，进行分析和处理。
本实用新型的基于物联网技术的地质钻机可视化监控管理系统利用终端数据采集技术、移动通信技术与互联网技术的结合，把钻机各部位状态数据实时采集、分析、显示并反馈给公司总部，方便设备管理人员查看及做出决策；通过在钻机的液压系统、泥浆泵系统、主钻机等主要部位安装各种状态传感器，安装在钻机上的数据处理单元可以实时采集、保存，在本地有一块液晶屏可以实时显示所有状态数据，并进行分析、指导，在覆盖有无线网络的工作环境中车载单元可以连接无线网并将数据上传到公司总部中心服务器，操作人员也可以携带安装有专用APP的手机直接与车载单元通信采集以上数据，然后再由手机通过无线或有线的方式上传到中心服务器，最终实现钻机状态数据安全、快速抵达中心服务器供分析处理。
主要功能列表如下：
■钻头压力监测：显示实时及要求的钻压、两者的差值，钻头实际压力与液压动力和钻杆重量相关，每次增加钻杆后执行称重操作，系统可以自动记录钻杆重量，并根据当前工作压力计算出钻头实际压力值，当实际值超过设置的预警值后进行告警提示；
■人员班次信息记录：系统开机和交接班时要求输入操作人员工号，选择所属的班次，便于记录和统计每个操作人员和班次的工作量，可以随时查询；
■液压系统监测：实时监测油缸进油压力、油缸出油压力、油泵输出压力、夹持压力、液压油液位和油泵出油流量等，每个监测量都可设定上下限，当检测值超过门限后在LCD显示器上提示报警；
■泥浆泵系统监测：实时监测泥浆泵水压，泥浆泵流量等；
■电机参数监测：与主钻机和泥浆泵通信，采集电机参数，如电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数以及频率等；
■泥浆泵系统缺水报警：缺水会造成钻头磨损和过热，通过安装流量传感器可以实时获取水量情况，出现缺水及时报警；
■泥浆泵系统阻塞报警：管外阻塞会造成用水时间得不到水，同时管内水压上升，通过安装压力传感器实时监测水压，可以出现阻塞时及时报警，维护人员第一时间解决故障；
■泥浆泵系统压力急剧变化报警：钻机工作过程中要保证水流水压的稳定供应，水压的急剧上升或下降都是不正常情况，通过水压传感器实时监测水压的上升、下降趋势，在水压急剧变化时及时报警提示；
■钻孔深度监测：打钻时，可通过手工录入或自动检测的方式，记录每根钻杆的长度和序号，统计出钻杆总长度及数量，从而计算出钻孔深度，并在LCD上进行显示；
■钻机开关量监测：主电机启停状态、泥浆泵启停状态、原车开关量输出的各种报警状态等；
■LED指示：电源指示、系统运行指示、无线连接指示、报警状态指示；
■LCD界面：实时状态查看、实时报警提示、报警记录查询以及参数配置等；
■上位机通信接口：MU通过无线模块的AP模式创建无线热点，装有专用APP的手机可连接到此热点与MU通信，读取MU上的数据；
■上位机主要功能：上位机软件可以实现钻机所有状态参数、报警信息和记录、历史操作记录、个人和班次工作量等的查询，查询结果可以以表格和曲线的方式显示，也可以导出成文档保存。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。