本發(fā)明涉及煤礦安全監(jiān)測(cè)，具體涉及一種煤礦機(jī)電設(shè)備檢修無(wú)線監(jiān)管系統(tǒng)及其監(jiān)管方法。

背景技術(shù)：

1、煤炭作為一種重要的能源資源，在全球能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位。盡管現(xiàn)代社會(huì)對(duì)可再生能源的依賴(lài)日益增加，但煤炭仍是許多國(guó)家能源供應(yīng)的基石，特別是在工業(yè)生產(chǎn)和電力生成中。煤礦產(chǎn)業(yè)因其操作環(huán)境的復(fù)雜性和潛在的高風(fēng)險(xiǎn)性，對(duì)安全生產(chǎn)的要求極高。因此，提高煤礦的安全性和效率，特別是在機(jī)電設(shè)備的維護(hù)和監(jiān)控方面，成為行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

2、現(xiàn)有煤礦機(jī)電設(shè)備檢修的不足

3、傳統(tǒng)的監(jiān)控和維護(hù)方法依賴(lài)性大：許多煤礦仍依賴(lài)于傳統(tǒng)的人工巡檢和定期維護(hù)策略。這些方法不僅效率低下，而且容易受到人為錯(cuò)誤的影響，無(wú)法實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備故障和事故的風(fēng)險(xiǎn)增加。

4、數(shù)據(jù)利用不足：盡管現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可能配備了各種傳感器，但收集的數(shù)據(jù)往往未被有效利用。缺乏高級(jí)的數(shù)據(jù)分析工具和技術(shù)，使得煤礦不能從數(shù)據(jù)中獲得有價(jià)值的洞察，以指導(dǎo)維護(hù)決策和預(yù)測(cè)設(shè)備故障。

5、維護(hù)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)：在現(xiàn)有技術(shù)條件下，從設(shè)備問(wèn)題的識(shí)別到維護(hù)人員響應(yīng)往往存在時(shí)間延遲。這種延遲可能導(dǎo)致小問(wèn)題演變?yōu)閲?yán)重故障，增加修復(fù)成本和停機(jī)時(shí)間。

6、安全隱患和環(huán)境監(jiān)測(cè)不足：傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)往往忽視了環(huán)境因素對(duì)設(shè)備性能的影響。如不良的工作環(huán)境和不可預(yù)見(jiàn)的環(huán)境變化可能導(dǎo)致設(shè)備快速退化或故障。

7、能源利用和環(huán)保問(wèn)題：傳統(tǒng)的煤礦機(jī)電設(shè)備往往需要連續(xù)供電，但在某些礦區(qū)，穩(wěn)定的電力供應(yīng)并不總是可靠的。此外，能源消耗的高效率和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)也日益成為公眾和政策關(guān)注的焦點(diǎn)。

8、因此，本使方案特提出一種煤礦機(jī)電設(shè)備檢修無(wú)線監(jiān)管系統(tǒng)及其監(jiān)管方法，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種煤礦機(jī)電設(shè)備檢修無(wú)線監(jiān)管系統(tǒng)及其監(jiān)管方法。

2、為達(dá)到所述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種煤礦機(jī)電設(shè)備檢修無(wú)線監(jiān)管系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

3、基于藍(lán)牙低功耗（ble）模塊和lora無(wú)線通信技術(shù)的數(shù)據(jù)采集終端，包含傳感器模塊、藍(lán)牙模塊、顯示屏和固定于機(jī)電設(shè)備上的藍(lán)牙標(biāo)簽，藍(lán)牙標(biāo)簽采用nordic?nrf52832芯片，傳感器模塊可包括振動(dòng)傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器，用于采集機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；

4、基于云計(jì)算的監(jiān)控端平臺(tái)，包含云數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)處理與分析模塊、restful?api服務(wù)器、藍(lán)牙標(biāo)簽讀取裝置和短信網(wǎng)關(guān)，藍(lán)牙標(biāo)簽讀取裝置采用藍(lán)牙5.0技術(shù)，短信網(wǎng)關(guān)采用twilio?api，監(jiān)控端平臺(tái)能夠?qū)崟r(shí)處理和存儲(chǔ)來(lái)自數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)；

5、基于lora網(wǎng)關(guān)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋系統(tǒng)，通過(guò)lora網(wǎng)關(guān)產(chǎn)生lora無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，lora網(wǎng)關(guān)采用semtech?sx1301芯片，lora網(wǎng)絡(luò)覆蓋煤礦機(jī)電設(shè)備所在區(qū)域，并通過(guò)以太網(wǎng)連接到云計(jì)算平臺(tái)，確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸；

6、上述系統(tǒng)通過(guò)以下方式進(jìn)行連接：云數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)處理與分析模塊和restful?api服務(wù)器部署在云計(jì)算平臺(tái)上，藍(lán)牙標(biāo)簽讀取裝置和短信網(wǎng)關(guān)通過(guò)api接口連接到云計(jì)算平臺(tái)，lora網(wǎng)關(guān)通過(guò)lora無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋煤礦機(jī)電設(shè)備所在區(qū)域，并通過(guò)以太網(wǎng)連接到云計(jì)算平臺(tái)。

7、優(yōu)選地，所述的數(shù)據(jù)采集終端還包括環(huán)境傳感器，環(huán)境傳感器包括氣體傳感器和光強(qiáng)傳感器，用于采集煤礦環(huán)境中的溫度、濕度、氣體濃度和光照強(qiáng)度等信息，以便更全面地監(jiān)控煤礦環(huán)境的安全狀況。

8、優(yōu)選地，所述的監(jiān)控端平臺(tái)還包括一個(gè)基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的數(shù)據(jù)分析模塊，數(shù)據(jù)分析模塊能夠進(jìn)行多變量時(shí)間序列分析，用于對(duì)采集到的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)分析和異常檢測(cè)，提供設(shè)備故障預(yù)測(cè)和維護(hù)建議。

9、優(yōu)選地，所述的數(shù)據(jù)采集終端采用太陽(yáng)能供電模塊，并配備高效鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，以減少電池更換頻率，確保數(shù)據(jù)采集終端的持續(xù)運(yùn)行。

10、優(yōu)選地，所述的監(jiān)控端平臺(tái)通過(guò)web界面提供實(shí)時(shí)監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)查詢功能，并支持移動(dòng)設(shè)備訪問(wèn)，web界面具有友好的用戶交互界面，支持?jǐn)?shù)據(jù)可視化、報(bào)警通知和巡檢任務(wù)管理功能。

11、優(yōu)選地，該方法包括以下步驟：

12、在云計(jì)算平臺(tái)上錄入機(jī)電設(shè)備信息，根據(jù)巡檢項(xiàng)目分類(lèi)錄入并生成巡檢任務(wù)，系統(tǒng)自動(dòng)生成巡檢計(jì)劃并分配任務(wù)，巡檢計(jì)劃包括具體的巡檢時(shí)間、巡檢人員、巡檢設(shè)備和巡檢內(nèi)容；

13、固定在機(jī)電設(shè)備上的藍(lán)牙標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)號(hào)，煤礦機(jī)電設(shè)備通過(guò)藍(lán)牙標(biāo)簽中的唯一標(biāo)識(shí)號(hào)作為身份認(rèn)證信息，數(shù)據(jù)采集終端通過(guò)藍(lán)牙通信讀取藍(lán)牙標(biāo)簽中的唯一標(biāo)識(shí)號(hào)并提交到restful?api服務(wù)器，數(shù)據(jù)采集終端還可采集設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)；

14、巡檢人員根據(jù)監(jiān)控端平臺(tái)的任務(wù)安排，通過(guò)數(shù)據(jù)采集終端填寫(xiě)巡檢表，填寫(xiě)完成后生成巡檢數(shù)據(jù)，巡檢數(shù)據(jù)通過(guò)lora無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)發(fā)送到restful?api服務(wù)器，并存儲(chǔ)在云數(shù)據(jù)庫(kù)中，巡檢表包括設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)和巡檢人員的備注；

15、在數(shù)據(jù)處理與分析模塊中實(shí)時(shí)顯示傳回的數(shù)據(jù)和生成的圖表，以觀察機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)分析，生成設(shè)備健康狀態(tài)報(bào)告。

16、優(yōu)選地，還包括以下步驟：當(dāng)監(jiān)控端平臺(tái)檢測(cè)到機(jī)電設(shè)備運(yùn)行異常時(shí)，自動(dòng)通過(guò)短信網(wǎng)關(guān)發(fā)送預(yù)警信息給相關(guān)維護(hù)人員，預(yù)警信息包括設(shè)備編號(hào)、異常類(lèi)型、建議處理措施和緊急聯(lián)系人信息。

17、優(yōu)選地，所述的巡檢數(shù)據(jù)還包括環(huán)境傳感器采集的環(huán)境數(shù)據(jù)，環(huán)境數(shù)據(jù)包括溫度、濕度、氣體濃度和光照強(qiáng)度，以綜合評(píng)估機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和周?chē)h(huán)境的安全性。

18、優(yōu)選地，所述的監(jiān)控端平臺(tái)提供數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，支持多種數(shù)據(jù)格式導(dǎo)出，包括csv、excel和pdf格式，以便生成報(bào)告用于進(jìn)一步分析和決策支持，導(dǎo)出的報(bào)告包括設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)和預(yù)測(cè)性維護(hù)建議。

19、優(yōu)選地，所述的數(shù)據(jù)處理與分析模塊能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)生成趨勢(shì)分析圖表，趨勢(shì)分析圖表包括設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)趨勢(shì)、環(huán)境參數(shù)變化趨勢(shì)和設(shè)備故障預(yù)測(cè)圖表，幫助管理人員進(jìn)行設(shè)備維護(hù)決策，圖表支持自定義時(shí)間范圍和參數(shù)選擇。

20、本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

21、實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程管理：通過(guò)集成的web界面和移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，使管理人員能夠隨時(shí)獲取設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)，極大地提高了響應(yīng)速度和管理效率。

22、預(yù)測(cè)性維護(hù)和故障預(yù)警：利用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，系統(tǒng)能夠分析設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)潛在的故障和維護(hù)需求，及時(shí)通過(guò)短信或其他通訊方式發(fā)送預(yù)警信息，從而減少意外停機(jī)和維修成本。

23、優(yōu)化的巡檢流程：自動(dòng)化的巡檢任務(wù)生成和分配減輕了人工操作的負(fù)擔(dān)，確保巡檢工作的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，通過(guò)數(shù)字化記錄，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)管理和追蹤流程。

24、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策支持：通過(guò)收集和分析歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，生成趨勢(shì)分析和設(shè)備狀態(tài)報(bào)告，幫助管理層進(jìn)行科學(xué)的維護(hù)決策，優(yōu)化資源配置。

25、環(huán)境與安全監(jiān)測(cè)：綜合使用多種傳感器不僅監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)，還評(píng)估周?chē)h(huán)境的安全性，如氣體泄漏或其他潛在危險(xiǎn)，增強(qiáng)了整體安全管理。

26、節(jié)能和可持續(xù)運(yùn)行：利用太陽(yáng)能供電和高容量鋰電池，保證了設(shè)備在無(wú)外部電源的情況下也能持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，支持綠色能源使用。

27、該系統(tǒng)通過(guò)技術(shù)整合提供了一個(gè)全面、高效和可持續(xù)的解決方案，不僅提高了煤礦機(jī)電設(shè)備的操作安全性和維護(hù)效率，也為礦區(qū)安全管理提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。此外，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和靈活性使其能夠適應(yīng)不斷變化的工業(yè)環(huán)境和技術(shù)發(fā)展，為未來(lái)的智能化煤礦操作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)這種高度集成的監(jiān)控系統(tǒng)，煤礦企業(yè)能夠有效地降低運(yùn)營(yíng)成本，提升生產(chǎn)效率，同時(shí)保障工作人員的安全和環(huán)境的保護(hù)。