專利名稱：一種基于物聯(lián)網(wǎng)的抽風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對抽風(fēng)機(jī)的監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，特別是一種基于物聯(lián)網(wǎng)的抽風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
抽風(fēng)機(jī)是煤礦生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，它每天24小時(shí)不間斷運(yùn)行，承擔(dān)著礦井呼吸系統(tǒng)的角色，是煤礦安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。它的主要作用有:(I)供給井下人員充足的新鮮空氣，滿足人員呼吸需要；(2)排除或沖淡井下有毒氣體和粉塵，保證工作人員不中毒、保持空氣的清潔度；(3)稀釋、排除井下的熱量和水蒸氣，調(diào)節(jié)礦井的氣候條件，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境；(4)提高礦井的抗災(zāi)能力。如果礦井抽風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況出現(xiàn)意外導(dǎo)致通風(fēng)不暢，將會使得巷道內(nèi)的瓦斯等有害氣體積聚，可能導(dǎo)致瓦斯爆炸、火災(zāi)、窒息等事故，給煤礦井下工作人員的生命安全和整個(gè)礦業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行帶來巨大的威脅。實(shí)際生產(chǎn)表明，由于風(fēng)機(jī)運(yùn)行故障引起的瓦斯事故仍屢有發(fā)生，究其原因在于沒有對風(fēng)機(jī)設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行良好的監(jiān)測監(jiān)控，并且缺乏有效的運(yùn)行監(jiān)督方法。目前我國大部分煤礦只采取巡查的方式檢查礦井風(fēng)機(jī)的工作狀況，這樣存在很多弊端:不能實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況；耗費(fèi)大量的人力和物力；容易發(fā)生工作人員舞弊的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的抽風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)，解決目前煤礦不能實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況、耗費(fèi)大量的人力和物力、容易發(fā)生工作人員舞弊的問題。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:該監(jiān)測和診斷系統(tǒng)包括:感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層、層間無線通信和層間互聯(lián)網(wǎng)通信；感知層和網(wǎng)絡(luò)層之間通過層間無線通信連接；網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層之間通過層間互聯(lián)網(wǎng)通信連接； 所述的感知層由采集節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)無線通信組成，采集節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)通過節(jié)點(diǎn)無線通信連接；
所述的網(wǎng)絡(luò)層由協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)中心和節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)通信組成，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)中心之間通過節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)通信連接；
所述的應(yīng)用層由手機(jī)和PC機(jī)組成，手機(jī)和PC機(jī)通過無線手機(jī)信息進(jìn)行通訊。有益效果，由于采用了上述方案，選擇物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用最為廣泛的三層架構(gòu)作為研究對象，由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三層組成。感知層的主要功能是全面感知，獲取抽風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)；網(wǎng)絡(luò)層的主要作用是將抽風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)信息進(jìn)行處理和存儲，通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將抽風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)和故障信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心；應(yīng)用層主要是利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù)，用戶可以通過PC機(jī)或者手機(jī)查詢該數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn):根據(jù)抽風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)，以及抽風(fēng)機(jī)發(fā)生故障之前及故障發(fā)生時(shí)運(yùn)行參數(shù)的變化，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳輸運(yùn)行參數(shù)，通過小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，對故障進(jìn)行早期預(yù)警和故障診斷。


圖1是本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu) 圖2是本發(fā)明感知層結(jié)構(gòu)框 圖3是本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)層結(jié)構(gòu)框 圖4是本發(fā)明應(yīng)用層結(jié)構(gòu)框圖。圖中:1、采集節(jié)點(diǎn)；2、路由節(jié)點(diǎn)；3、節(jié)點(diǎn)無線通信；4、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)；5、數(shù)據(jù)中心；
6、節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)通信；7、手機(jī)；8、PC機(jī)；9、感知層；10、網(wǎng)絡(luò)層；11、應(yīng)用層；12、層間無線通信；13、層間互聯(lián)網(wǎng)通信。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:該監(jiān)測和診斷系統(tǒng)包括:感知層9、網(wǎng)絡(luò)層10、應(yīng)用層11、層間無線通信12和層間互聯(lián)網(wǎng)通信13 ;感知層9和網(wǎng)絡(luò)層10之間通過層間無線通信12連接；網(wǎng)絡(luò)層10與應(yīng)用層11之間通過層間互聯(lián)網(wǎng)通信13連接；
所述的感知層9由采集節(jié)點(diǎn)1、路由節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)無線通信3組成，采集節(jié)點(diǎn)I與路由節(jié)點(diǎn)2通過節(jié)點(diǎn)無線通信3連接；
所述的網(wǎng)絡(luò)層10由協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)4、數(shù)據(jù)中心5和節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)通信6組成，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)4與數(shù)據(jù)中心5之間通過節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)通信6連接；` 所述的應(yīng)用層11由手機(jī)7和PC機(jī)8組成，手機(jī)7和PC機(jī)8通過無線手機(jī)信息進(jìn)行通
τΗ ο在圖1中，感知層9和網(wǎng)絡(luò)層10通過層間無線通信12進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，網(wǎng)絡(luò)層10和應(yīng)用層11通過層間互聯(lián)網(wǎng)通信13進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在圖2中，采集節(jié)點(diǎn)I安裝于抽風(fēng)機(jī)外殼，負(fù)責(zé)采集抽風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，參數(shù)包括電壓、電流、溫度、轉(zhuǎn)速、振動和噪聲信號，通過節(jié)點(diǎn)無線通信3將參數(shù)傳輸給路由節(jié)點(diǎn)2，路由節(jié)點(diǎn)2通過節(jié)點(diǎn)無線通信3將故障報(bào)警信號傳輸給采集節(jié)點(diǎn)I。在圖3中，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)4通過節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)通信6將抽風(fēng)機(jī)參數(shù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心5，數(shù)據(jù)中心5通過智能專家系統(tǒng)對抽風(fēng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行分析處理，對故障進(jìn)行預(yù)警和分析。在圖4中，手機(jī)7和PC機(jī)8用來查詢抽風(fēng)機(jī)故障的歷史記錄。
權(quán)利要求
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的抽風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)，其特征是:該監(jiān)測和診斷系統(tǒng)包括:感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層、層間無線通信和層間互聯(lián)網(wǎng)通信；感知層和網(wǎng)絡(luò)層之間通過層間無線通信連接；網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層之間通過層間互聯(lián)網(wǎng)通信連接； 所述的感知層由采集節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)無線通信組成，采集節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)通過節(jié)點(diǎn)無線通信連接； 所述的網(wǎng)絡(luò)層由協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)中心和節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)通信組成，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)中心之間通過節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)通信連接； 所述的應(yīng)用層由手機(jī)和PC·機(jī)組成，手機(jī)和PC機(jī)通過無線手機(jī)信息進(jìn)行通訊。
全文摘要
一種基于物聯(lián)網(wǎng)的抽風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)，屬于對抽風(fēng)機(jī)的監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層、層間無線通信和層間互聯(lián)網(wǎng)通信；感知層和網(wǎng)絡(luò)層之間通過層間無線通信連接；網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層之間通過層間互聯(lián)網(wǎng)通信連接。感知層全面感知，獲取抽風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)；網(wǎng)絡(luò)層將抽風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)信息進(jìn)行處理和存儲，通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將抽風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)和故障信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心；應(yīng)用層利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù)，用戶可以通過PC機(jī)或者手機(jī)查詢該數(shù)據(jù)。根據(jù)抽風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)及運(yùn)行參數(shù)的變化，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳輸運(yùn)行參數(shù)，通過小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，對故障進(jìn)行早期預(yù)警和故障診斷。
文檔編號F04D27/00GK103244446SQ20131017684
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月14日
發(fā)明者袁小平, 耿標(biāo), 任杰, 池慶, 姚萬華, 張明濤, 鮑捷, 高文平 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)