CN212009837U - 基于工业物联网的智慧矿山数据采集管理*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供基于工业物联网的智慧矿山数据采集管理***，属于数据采集管理技术领域，该基于工业物联网的智慧矿山数据采集管理***包括基站，基站的顶部安装有数字传感器和天线，基站的正面开设有卡槽，卡槽的内侧卡接有节点模块，基站的内部嵌入有无线透传模块，基站的底部卡接有支撑柱，支撑柱的底端套接有电动推杆，电动推杆的外侧固定连接有底座，底座的内部转动连接有转盘，转盘的中心处卡接有转轴，底座的底部固定连接有卡筒，卡筒的内部固定连接有物联网网关，本实用新型通过设置的数字传感器、节点模块、电动推杆和转盘，解决了偏远矿区信号覆盖范围较小、矿井数据采集不够完整的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于数据采集管理技术领域，具体涉及基于工业物联网的智慧矿山数据采集管理***。
背景技术
在现有技术中，数字信号传输分为有线和无线两个部分，传统的有线信号传输受时间、空间等因素影响，在特殊的环境中如(无人山区、江河湖泊、海洋、无网络地区、无电源地区)环境较恶劣情况下，不能及时有效的将数字信号进行传达，在无线窄带通信领域，我国目前主流采用NB-IOT和LoRa两种方式窄带物联网技术，采用窄带信号独立频段将信号进行传送，现有的窄带网络，采用窄带物联网通信基站与窄带物联网通信节点模块及相关传感器相结合的方式，形成自组网，在无信号的特殊区域可将数字信号进行无线传达。
经过检索发现，在授权公告号为CN106611376A的中国专利中公开了一种矿井智能量矿及数据采集管理***，包括矿井生产实时分析管理***、数据采集子***、数据管理子***、工程分析子***、远程计量子***、优化设计子***及方案发布子***。
但是上述技术方案由于在偏远采矿地区无运营商网络信号覆盖，使得无信号覆盖区域的设备端信号采集比较麻烦，数据得不到有效地收集盒整理，使得底层机电设备用能及用能状态的实时监测采集不够完整，全矿区的工业窄带无线数据传输网络的安装和采集方案不够合理，使得数据管理***不够完善，因此还存在偏远矿区信号覆盖范围较小、矿井数据采集不够完整的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供基于工业物联网的智慧矿山数据采集管理***，旨在解决现有技术中的偏远矿区信号覆盖范围较窄、矿井数据采集不够及时的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：基于工业物联网的智慧矿山数据采集管理***，包括基站，所述基站的顶部安装有数字传感器和天线，所述基站的正面开设有卡槽，所述卡槽的内侧卡接有节点模块，所述基站的内部嵌入有无线透传模块，所述基站的底部卡接有支撑柱，所述支撑柱的底端套接有电动推杆，所述电动推杆的外侧固定连接有底座，所述底座的内部转动连接有转盘，所述转盘的中心处卡接有转轴，所述底座的底部固定连接有卡筒，所述卡筒的内部固定连接有物联网网关。
为了使得偏远矿区的信号覆盖范围增加，作为本实用新型一种优选的，所述基站采用ARM系列、三十二位机设计，所述基站覆盖范围在十公里以内，所述基站通过卡筒与无人机支架固定连接。
为了使得数据采集足够及时，作为本实用新型一种优选的，所述节点模块采用ARM系列、八位机设计，所述节点模块的宽度小于卡槽的宽度一公分，所述节点模块的剖面形状呈“矩形”。
为了使得***能够采集和处理更多数据，作为本实用新型一种优选的，所述数字传感器包括放大器、A/D转换器、微处理器、存储器、通讯接口以及温度测试电路，所述数字传感器位于基站顶部的正中位置，所述数字传感器通过数据线与无线透传模块电性连接。
为了使得基站的高度可发生变化，作为本实用新型一种优选的，所述电动推杆的主***于底座的内部，所述电动推杆的行程在三千毫米以内，所述电动推杆通过外接电源供电。
为了使得天线接收不同方向传输的信号，作为本实用新型一种优选的，所述转盘的内部嵌入有滚珠，所述转盘的底部与电动推杆的顶部通过转轴连接，所述转盘经过抛光工序加工。
为了使得无线信号的传输质量更加稳定，作为本实用新型一种优选的，所述无线透传模块设置有四个，四个所述无线透传模块分为两组、每组两个，四个所述无线透传模块对称于卡槽的两侧。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、通过部署在矿区内的各个数字传感器，连接指定相应的窄带物联网节点模块，利用窄带物联网基站及各个节点的传输网络，节点模块安装与各配电室内，节点与现场设备传感器及数字表具通过 RS485连接，将数据传至后台服务器，通过数据处理呈现于智慧矿山数据采集管理***软件，还可以通过各种方式获取设备数据形成企业生产全链条设备运行信息数据库，包括从DCS***获取数据，对于部分无法自动采集或获取的数据采用手工方式补充录入，提高了矿山数据采集的完整程度，解决了煤矿企业的底层机电设备用能及用能状态的实时监测采集不够完整的问题。
2、通过设置的电动推杆和转盘，在遇到数字传感器传输的信号中断时，可将基站接通外接电源，使得电动推杆推动支撑柱，使得支撑柱将基站抬升至合适高度，使得位于基站顶部的数字传感器通过天线接收到各个矿区配电室内的数字表具传送的遥感信号，此时在风力的带动下，能够使得通过卡槽卡接在基站正面的节点模块与基站形成“十字”结构，吹动基站和节点模块通过转轴沿着底部的转盘转动，使得天线和数字传感器的方向发生改变，使得天线能够接收沿不同方向传输的信号波段，再将信号通过无线透传模块传递至其他基站，最终传输至物联网网关，使得物联网网关通过TCP/IP协议传输至内网和外网，提高了天线对信号接收的成功率，解决了偏远矿区信号覆盖范围较小从而使得数据采集较为麻烦的问题。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中的底座结构剖视图；
图3为本实用新型中的基站结构剖视图；
图4为本实用新型中的***工作流程图；
图5为本实用新型中的基站安装覆盖范围效果图。
图中：1、数字传感器；2、天线；3、节点模块；4、基站；401、卡槽；402、无线透传模块；5、支撑柱；6、电动推杆；7、底座；701、转盘；702、转轴；8、卡筒；801、物联网网关。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
请参阅图1-5，本实用新型提供以下技术方案：基于工业物联网的智慧矿山数据采集管理***，包括基站4，基站4的顶部安装有数字传感器1和天线2，基站4的正面开设有卡槽401，卡槽401的内侧卡接有节点模块3，基站4的内部嵌入有无线透传模块402，基站 4的底部卡接有支撑柱5，支撑柱5的底端套接有电动推杆6，电动推杆6的外侧固定连接有底座7，底座7的内部转动连接有转盘701，转盘701的中心处卡接有转轴702，底座7的底部固定连接有卡筒8，卡筒8的内部固定连接有物联网网关801。
在本实用新型的具体实施例中，使得支撑柱5将基站4抬升至合适高度，使得基站4的高度可发生变化，增加基站4的覆盖范围。
具体的，基站4采用ARM系列、三十二位机设计，基站4覆盖范围在十公里以内，基站4通过卡筒8与无人机支架固定连接。
本实施例中：连接指定相应的窄带物联网节点模块3，利用窄带物联网基站4及各个节点的传输网络，提高数据采集的及时性。
具体的，节点模块3采用ARM系列、八位机设计，节点模块3的宽度小于卡槽401的宽度一公分，节点模块3的剖面形状呈“矩形”。
本实施例中：节点与现场设备数字传感器1及数字表具通过 RS485连接，提高数据采集的数量和质量，提高本***的智能化程度。
具体的，数字传感器1包括放大器、A/D转换器、微处理器CPU、存储器、通讯接口以及温度测试电路，数字传感器1位于基站4顶部的正中位置，数字传感器1通过数据线与无线透传模块402电性连接。
本实施例中：使得电动推杆6推动支撑柱5，使得支撑柱5将基站4抬升至合适高度，使得基站4高度发生变化，扩大基站4的覆盖范围。
具体的，电动推杆6的主***于底座7的内部，电动推杆6的行程在三千毫米以内，电动推杆6通过外接电源供电。
本实施例中：在风力的带动下，基站4和节点模块3通过转轴 702沿着底部的转盘701转动，使得天线2和数字传感器1的方向发生改变，使得天线2能够接收沿不同方向传输的信号波段，提高了天线2对信号接收的成功率。
具体的，转盘701的内部嵌入有滚珠，转盘701的底部与电动推杆6的顶部通过转轴702连接，转盘701经过抛光工序加工。
本实施例中：再将信号通过无线透传模块402传递至其他基站4，最终传输至物联网网关801，使得物联网网关801通过TCP/IP协议传输至内网和外网，提高了信号的传输质量，保证了各种数据的无缝连接。
具体的，无线透传模块402设置有四个，四个无线透传模块402 分为两组、每组两个，四个无线透传模块402对称于卡槽401的两侧。
本实用新型的工作原理及使用流程：通过部署在矿区内的各个数字传感器1，连接指定相应的窄带物联网节点模块3，利用窄带物联网基站4及各个节点的传输网络，节点模块3安装与各配电室内，节点与现场设备传感器及数字表具通过RS485连接，将数据传至后台服务器，通过数据处理呈现于智慧矿山数据采集管理***软件，还可以通过各种方式获取设备数据形成企业生产全链条设备运行信息数据库，包括从DCS***获取数据，对于部分无法自动采集或获取的数据采用手工方式补充录入，在遇到数字传感器1传输的信号中断时，可将基站4接通外接电源，使得电动推杆6推动支撑柱5，使得支撑柱 5将基站4抬升至合适高度，使得位于基站4顶部的数字传感器1通过天线2接收到各个矿区配电室内的数字表具传送的遥感信号，此时在风力的带动下，能够使得通过卡槽401卡接在基站4正面的节点模块3与基站4形成“十字”结构，吹动基站4和节点模块3通过转轴702沿着底部的转盘701转动，使得天线2和数字传感器1的方向发生改变，使得天线2能够接收沿不同方向传输的信号波段，再将信号通过无线透传模块402传递至其他基站4，最终传输至物联网网关801，使得物联网网关801通过TCP/IP协议传输至内网和外网，卡筒8则用于固定基站4，这样便完成了本***的使用过程。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。
Claims (7)
1.基于工业物联网的智慧矿山数据采集管理***，包括基站(4)，其特征在于：所述基站(4)的顶部安装有数字传感器(1)和天线(2)，所述基站(4)的正面开设有卡槽(401)，所述卡槽(401)的内侧卡接有节点模块(3)，所述基站(4)的内部嵌入有无线透传模块(402)，所述基站(4)的底部卡接有支撑柱(5)，所述支撑柱(5)的底端套接有电动推杆(6)，所述电动推杆(6)的外侧固定连接有底座(7)，所述底座(7)的内部转动连接有转盘(701)，所述转盘(701)的中心处卡接有转轴(702)，所述底座(7)的底部固定连接有卡筒(8)，所述卡筒(8)的内部固定连接有物联网网关(801)。
2.根据权利要求1所述的基于工业物联网的智慧矿山数据采集管理***，其特征在于：所述基站(4)采用ARM系列、三十二位机设计，所述基站(4)覆盖范围在十公里以内，所述基站(4)通过卡筒(8)与无人机支架固定连接。
3.根据权利要求1所述的基于工业物联网的智慧矿山数据采集管理***，其特征在于：所述节点模块(3)采用ARM系列、八位机设计，所述节点模块(3)的宽度小于卡槽(401)的宽度一公分，所述节点模块(3)的剖面形状呈“矩形”。
4.根据权利要求1所述的基于工业物联网的智慧矿山数据采集管理***，其特征在于：所述数字传感器(1)包括放大器、A/D转换器、微处理器(CPU)、存储器、通讯接口以及温度测试电路，所述数字传感器(1)位于基站(4)顶部的正中位置，所述数字传感器(1)通过数据线与无线透传模块(402)电性连接。
5.根据权利要求1所述的基于工业物联网的智慧矿山数据采集管理***，其特征在于：所述电动推杆(6)的主***于底座(7)的内部，所述电动推杆(6)的行程在三千毫米以内，所述电动推杆(6)通过外接电源供电。
6.根据权利要求1所述的基于工业物联网的智慧矿山数据采集管理***，其特征在于：所述转盘(701)的内部嵌入有滚珠，所述转盘(701)的底部与电动推杆(6)的顶部通过转轴(702)连接，所述转盘(701)经过抛光工序加工。
7.根据权利要求1所述的基于工业物联网的智慧矿山数据采集管理***，其特征在于：所述无线透传模块(402)设置有四个，四个所述无线透传模块(402)分为两组、每组两个，四个所述无线透传模块(402)对称于卡槽(401)的两侧。
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