CN103244446A - 一种基于物联网的抽风机在线监测和故障诊断系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于物联网的抽风机在线监测和故障诊断系统，属于对抽风机的监测及故障诊断系统。该系统包括：感知层、网络层、应用层、层间无线通信和层间互联网通信；感知层和网络层之间通过层间无线通信连接；网络层与应用层之间通过层间互联网通信连接。感知层全面感知，获取抽风机运行参数；网络层将抽风机的运行参数信息进行处理和存储，通过各种电信网络与互联网的融合，将抽风机运行参数和故障信息实时准确地传输到数据中心；应用层利用经过分析处理的感知数据，用户可以通过PC机或者手机查询该数据。根据抽风机的运行特点及运行参数的变化，采用物联网技术传输运行参数，通过小波神经网络算法对运行参数进行分析，对故障进行早期预警和故障诊断。

Description

一种基于物联网的抽风机在线监测和故障诊断系统
技术领域
    本发明涉及一种对抽风机的监测及故障诊断系统，特别是一种基于物联网的抽风机在线监测和故障诊断系统。
背景技术
    抽风机是煤矿生产中的重要设备之一，它每天24小时不间断运行，承担着矿井呼吸系统的角色，是煤矿安全生产的基础。它的主要作用有:(l)供给井下人员充足的新鲜空气，满足人员呼吸需要;(2)排除或冲淡井下有毒气体和粉尘，保证工作人员不中毒、保持空气的清洁度;(3)稀释、排除井下的热量和水蒸气，调节矿井的气候条件，创造良好的工作环境；(4)提高矿井的抗灾能力。如果矿井抽风机系统的运行状况出现意外导致通风不畅，将会使得巷道内的瓦斯等有害气体积聚，可能导致瓦斯爆炸、火灾、窒息等事故，给煤矿井下工作人员的生命安全和整个矿业生产的正常运行带来巨大的威胁。实际生产表明，由于风机运行故障引起的瓦斯事故仍屡有发生，究其原因在于没有对风机设备的工作状态进行良好的监测监控，并且缺乏有效的运行监督方法。目前我国大部分煤矿只采取巡查的方式检查矿井风机的工作状况，这样存在很多弊端:不能实时监测风机的运行情况；耗费大量的人力和物力；容易发生工作人员舞弊的情况。
发明内容
本发明的目的是要提供一种基于物联网的抽风机在线监测和故障诊断系统，解决目前煤矿不能实时监测风机的运行情况、耗费大量的人力和物力、容易发生工作人员舞弊的问题。
本发明的目的是这样实现的：该监测和诊断系统包括：感知层、网络层、应用层、层间无线通信和层间互联网通信；感知层和网络层之间通过层间无线通信连接；网络层与应用层之间通过层间互联网通信连接；
所述的感知层由采集节点、路由节点和节点无线通信组成，采集节点与路由节点通过节点无线通信连接；
所述的网络层由协调器节点、数据中心和节点互联网通信组成，协调器节点与数据中心之间通过节点互联网通信连接；
所述的应用层由手机和PC机组成，手机和PC机通过无线手机信息进行通讯。
有益效果，由于采用了上述方案，选择物联网中应用最为广泛的三层架构作为研究对象，由感知层、网络层和应用层三层组成。感知层的主要功能是全面感知，获取抽风机运行参数；网络层的主要作用是将抽风机的运行参数信息进行处理和存储，通过各种电信网络与互联网的融合，将抽风机运行参数和故障信息实时准确地传输到数据中心；应用层主要是利用经过分析处理的感知数据，用户可以通过PC机或者手机查询该数据。
优点：根据抽风机的运行特点，以及抽风机发生故障之前及故障发生时运行参数的变化，采用物联网技术传输运行参数，通过小波神经网络算法对运行参数进行分析，对故障进行早期预警和故障诊断。
附图说明
图1是本发明的连接结构图；
图2是本发明感知层结构框图；
图3是本发明网络层结构框图；
图4是本发明应用层结构框图。
图中：1、采集节点；2、路由节点；3、节点无线通信；4、协调器节点；5、数据中心；6、节点互联网通信；7、手机；8、PC机；9、感知层；10、网络层；11、应用层；12、层间无线通信；13、层间互联网通信。
具体实施方式
实施例1：该监测和诊断系统包括：感知层9、网络层10、应用层11、层间无线通信12和层间互联网通信13；感知层9和网络层10之间通过层间无线通信12连接；网络层10与应用层11之间通过层间互联网通信13连接；
所述的感知层9由采集节点1、路由节点2和节点无线通信3组成，采集节点1与路由节点2通过节点无线通信3连接；
所述的网络层10由协调器节点4、数据中心5和节点互联网通信6组成，协调器节点4与数据中心5之间通过节点互联网通信6连接；
所述的应用层11由手机7和PC机8组成，手机7和PC机8通过无线手机信息进行通讯。
在图1中，感知层9和网络层10通过层间无线通信12进行数据交换，网络层10和应用层11通过层间互联网通信13进行数据交换。
在图2中，采集节点1安装于抽风机外壳，负责采集抽风机运行参数，参数包括电压、电流、温度、转速、振动和噪声信号，通过节点无线通信3将参数传输给路由节点2，路由节点2通过节点无线通信3将故障报警信号传输给采集节点1。
在图3中，协调器节点4通过节点互联网通信6将抽风机参数传输到数据中心5，数据中心5通过智能专家系统对抽风机参数进行分析处理，对故障进行预警和分析。
在图4中，手机7和PC机8用来查询抽风机故障的历史记录。

Claims (1)

1.一种基于物联网的抽风机在线监测和故障诊断系统，其特征是：该监测和诊断系统包括：感知层、网络层、应用层、层间无线通信和层间互联网通信；感知层和网络层之间通过层间无线通信连接；网络层与应用层之间通过层间互联网通信连接；
所述的感知层由采集节点、路由节点和节点无线通信组成，采集节点与路由节点通过节点无线通信连接；
所述的网络层由协调器节点、数据中心和节点互联网通信组成，协调器节点与数据中心之间通过节点互联网通信连接；
所述的应用层由手机和PC机组成，手机和PC机通过无线手机信息进行通讯。
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