CN209881826U - 一种矿井中监控数据的模块化边缘处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开一种矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，包括：用于处理和存储矿井中视频数据的视频处理装置，用于处理和存储矿井中第一监测数据的监控装置，用于与云端网络进行数据通信的第一通信装置，用于与矿井内的生产网络进行数据通信的第二通信装置，用于为所述视频处理装置、所述监控装置、所述第一通信装置以及所述第二通信装置提供数据通信线路接口的网络交换机装置。采用本实用新型所述的系统，能够在煤矿端为矿井内的监测设备提供统一的运维平台，对监控数据进行及时的分类处理，可以有效提高煤矿行业内部生产网络和外部云端网络的数据交互效率，从而及时避免煤矿事故的发生。

Description

一种矿井中监控数据的模块化边缘处理系统

技术领域

本实用新型涉及煤矿数据通信领域，具体涉及一种矿井中监控数据的模块化边缘处理系统。

背景技术

煤炭产业在国民经济中占有重要的地位，而煤矿安全生产是煤炭产业健康有序发展的重要保证。由于煤炭资源特殊的生产环境，经常发生瓦斯爆炸、火灾、透水等重大灾害，严重地制约着煤矿行业的发展。因此，需要对矿井生产有效的预处理，提高煤矿生产网络内的各类监控数据与云端网络实现实时信息共享，加强数据处理和应急联动效率，实现事故提前预测预警，保障煤矿安全生产。

然而，目前煤矿安全生产中的安全、人员、产量、水文等监测任务所属的子系统相对独立，功能分散，管理不集中，且煤矿端缺少对监控数据的边缘计算过程，使得煤矿生产网络之间以及煤矿生产网络与云端网络之间信息不能交互效率低下，容易形成“数据孤岛”各子系统之间难以做到彼此之间的协调工作，不利于生产效力的进一步提升。因此，如何设计一种统一的监控管理矿井中监控数据的边缘模块化处理系统成为本领域技术人员研究的热点。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，以解决现有技术中存在的实现云端网络与矿井生产网络之间的数据通信效率低下，进而无法满足用户需求的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

本实用新型提供一种矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，包括：用于处理和存储矿井中视频数据的视频处理装置，用于处理和存储矿井中第一监测数据的监控装置，用于与云端网络进行数据通信的第一通信装置，用于与矿井内的生产网络进行数据通信的第二通信装置，用于为所述视频处理装置、所述监控装置、所述第一通信装置以及所述第二通信装置提供数据通信线路接口的网络交换机装置，所述视频处理装置、所述监控装置、所述网络交换机装置、所述第一通信装置以及所述第二通信装置通过通信线路连接。

进一步的，所述视频处理装置具体包括：用于处理矿井内视频类数据的GPU服务器装置和用于存储矿井中视频类数据的硬盘录像机装置；所述GPU服务器装置与所述硬盘录像机装置通过通信线路连接。

进一步的，所述监控装置具体包括：用于处理矿井内监测类数据的第一服务器装置和用于存储矿井内监测类数据的集中存储装置；所述第一服务器装置与所述集中存储装置通过通信线路连接。

进一步的，所述用于与云端网络进行数据通信的第一通信装置为路由器，所述路由器通过所述网络交换机装置分别与所述视频处理装置和所述监控装置连接。

进一步的，用于与矿井内的生产网络进行数据通信的第二通信装置为工业隔离网关，所述工业隔离网关通过所述网络交换机装置分别与所述视频处理装置和所述监控装置连接。

进一步的，所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，还包括：所述工业隔离网关与所述网络交换机装置之间设置有用于通信终端进行语音数据通信的语音网关装置；所述语音网关装置分别与所述工业隔离网关和所述网络交换机装置通过通信线路连接。

进一步的，所述工业隔离网关与所述网络交换机装置之间设置有用于通信终端进行语音数据通信的语音网关装置；所述语音网关装置分别与所述工业隔离网关和所述网络交换机装置通过通信线路连接。

进一步的，所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，还包括：用于提供备用电能的UPS不间断电源装置；所述UPS不间断电源装置分别与所述视频处理装置、所述监控装置、所述第一通信装置、所述第二通信装置以及所述网络交换机装置之间通过供电线路连接。

进一步的，所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，还包括：用于装载所述视频处理装置、所述监控装置、所述第一通信装置、所述第二通信装置以及所述网络交换机装置的网络机柜装置。

进一步的，所述网络机柜装置顶部设置有用于获取预设传感器的第二监测数据的采集器。

进一步的，所述网络机柜装置底部设置有用于检测所述网络机柜装置底部浸入的水位信息的水浸传感器；所述水浸传感器与所述采集器的电连接。

进一步的，所述网络机柜装置顶部设置有用于检测所述网络机柜装置内温湿度信息的温湿度传感器和/或用于检测所述网络机柜装置内烟雾信息的烟雾传感器；所述温湿度传感器和/或烟雾传感器与所述采集器电连接。

采用本实用新型所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，能够在煤矿端为矿井内的监测设备提供统一的运维平台，对监控数据进行及时的分类处理，可以有效提高煤矿行业内部生产网络和外部云端网络的数据交互效率，从而及时避免煤矿事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种矿井中监控数据的模块化边缘处理系统的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的一种矿井中监控数据的模块化边缘处理系统的连接示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种矿井中监控数据的模块化边缘处理系统中采集器的连接示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种矿井中监控数据的模块化边缘处理系统外部结构示意图；

其中，101为GPU服务器装置，102第一服务器装置，103第二服务器装置，104为集中存储装置，105为工业隔离网关，106为网络交换机装置，107为UPS不间断电源装置，108为第一组电池，109为第二组电池，110为水浸传感器，111为采集器，112为门磁开关，113为温湿度传感器，114为空调来电自启器，115为烟雾传感器，116为路由器，117为防火墙，118为语音网关装置，119硬盘录像机装置，120为触控显示屏，121为摄像头。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型实施例中，所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统可以应用于煤矿端，能够为矿井内的监控数据提供及时的边缘计算服务，提升煤矿端对监控数据的处理、分析和预警的能力，从而提高生产网络与云端网络之间数据交互的效率，及时避免灾害事故的发生。需要说明的是，所述的边缘计算服务是相对于云计算网络中心节点所提供的云计算服务而言的，依托于边缘计算和云计算的结合可以有效提高煤矿端监控数据的处理、分析和预警能力。边缘计算可以为云计算网络中心节点的云计算过程提供最准确、最及时的数据来源。

下面基于本实用新型所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，对其实施例进行详细描述。

如图1和2所示，其分别为本实用新型实施例提供的一种矿井中监控数据的模块化边缘处理系统的结构图和连接示意图，具体实现过程包括以下部分：用于处理和存储矿井中视频数据的视频处理装置，用于处理和存储矿井中第一监测数据的监控装置，用于与云端网络进行数据通信的第一通信装置，用于与矿井内的生产网络进行数据通信的第二通信装置，用于为所述视频处理装置、所述监控装置、所述第一通信装置以及所述第二通信装置提供数据通信线路接口的网络交换机装置106。

所述的监控数据可以包括所述第一监测数据和所述视频数据等，其中，所述的第一监测数据可以包括设备监测数据和环境监测数据，所述视频数据可以包括矿井内视频采集装置获取的视频数据。采用针对视频数据和第一监测数据分别设置视频处理装置以及监控装置进行处理的方式，能够有效提高矿井内数据处理的效率。其中，所述视频采集装置可以是指摄像头、录像机以及摄像机等具备视频采集功能的设备。所述设备监测数据可以是指监测刮板运输机工作状态的数据等，所述环境监测数据可以是指矿井内瓦斯浓度数据、氧气浓度数据、温湿度数据等。

所述视频处理装置、所述监控装置、所述网络交换机装置106、所述第一通信装置以及所述第二通信装置通过通信线路连接。其中，所述通信线路可以是指双绞线、同轴电缆、光缆等信号传输媒介。

具体的，所述视频处理装置可以包括：用于处理矿井内视频类数据的GPU服务器装置101和用于存储矿井中视频类数据的硬盘录像机装119。所述GPU服务器装置101与所述硬盘录像机装置119通过通信线路连接。所述监控装置可以包括：用于处理矿井内监测类数据的第一服务器装置102和用于存储矿井内监测类数据的集中存储装置104；所述第一服务器装置102与所述集中存储装置104通过通信线路连接。所述通信线路可以是指双绞线、同轴电缆、光缆等信号传输媒介。需要说明的是，为了满足煤矿数据处理的负载需求，所述系统还可以增加第二服务器装置103。所述第一服务器装置102或所述第二服务器装置103可以是指为所述系统提供计算服务的设备，通常可以由处理器、硬盘、内存、系统总线等设备构成。

为了便于与云端网络进行通信，所述的用于与云端网络进行数据通信的第一通信装置可以是指路由器116，所述路由器116通过所述网络交换机装置106提供的通信线路接口可以分别与所述视频处理装置和所述监控装置实现连接。另外，所述路由器116与所述网络交换机装置106之间还可以设置用于保护生产网络内部资料与信息安全性的防火墙117。其中，所述的路由器可以是指4G路由器等。

为了使得生产网络安全接入外部云端网络，所述的用于与矿井内的生产网络进行连通的第二通信装置可以是指工业隔离网关105，所述工业隔离网关105通过所述网络交换机装置106提供的通信线路接口可以分别与所述视频处理装置和所述监控装置实现连接。

在实际实施过程中，所述工业隔离网关105与所述网络交换机装置106之间可以设置有语音网关装置118，所述语音网关装置118用于在矿井内和矿井外的用户通信终端进行语音数据通信。具体的，语音网关装置118可以将矿井内和矿井外的用户通信终端与网络连接，从而实现通过网络进行语音通话的功能。

另外，在本实用新型实施例，所述系统还可以包括用于装载所述视频处理装置、所述监控装置、所述第一通信装置、所述第二通信装置以及所述网络交换机装置106的网络机柜装置。

在具体实施过程中，所述网络机柜装置顶部设置有用于获取预设传感器的第二监测数据的采集器111。所述网络机柜装置底部可以设置用于检测所述网络机柜装置底部浸入的水位信息的水浸传感器110。如图3所示，所述水浸传感器110与所述采集器111通过RS485-COM1接口电连接。其中，所述第二监测数据可以是指网络机柜装置内的温湿度数据、烟雾数据等

进一步的，所述网络机柜装置顶部还可以设置用于检测所述网络机柜装置内温湿度信息的温湿度传感器113。如图3所示，所述温湿度传感器113与所述采集器111通过AI/DI-1通道实现电连接。所述网络机柜装置顶部还可以设置用于检测所述网络机柜装置内烟雾信息的烟雾传感器115。所述烟雾传感器115与所述采集器111通过AI/DI-2通道实现电连接。

除此之外，所述网络机柜装置上可以设置用于控制所述网络机柜装置门扇开或关的门磁开关112，当门磁开关112在检测到外力强行打开所述网络机柜装置门扇时，可以生成报警指示信息，并根据RS485-COM2接口与所述采集器111之间实现电连接，进而将所述报警指示信息发送至所述采集器111。

另外，所述网络机柜装置上还可以设置用于实现远程遥控所述网络机柜装置内空调装置的空调来电自启器114，如图3所示，所述空调来电自启器114与所述采集器111通过RS485-COM3接口实现电连接。

在本实用新型具体实施过程中，设置有用于为所述系统提供电能的第一组电池108，第二组电池109。

为了防止出现突然断电的情况，所述系统还可以包括用于提供备用电能的UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply)不间断电源装置107。所述UPS不间断电源装置107可以分别与所述系统内的所述视频处理装置、所述监控装置、所述第一通信装置、所述第二通信装置以及所述网络交换机装置106等设备通过供电线路连接，当检测到突然断电的信号时，可以通过预先连接的供电线路为所述系统内的设备供电。

如图4所示，其为本实用新型实施例提供的一种矿井中监控数据的模块化边缘处理系统外部结构示意图。为了直观显示所述网络机柜装置内部的第二监测数据，所述网络机柜装置外部设置有用于显示指示灯的显示状态的触控显示屏120，所述采集器111可以与所述触控显示屏120电连接，从而将采集的数据实时显示在所述触摸显示屏401上，方便用户随时查看和管理。

另外，如图4所示，所述网络机柜装置上部还可以设置用于监控所述矿井中监控数据的模块化边缘处理系统中网络机柜状态的摄像头121。所述触控显示屏120为电容屏，设置在本网络机柜装置的外侧中间偏上位置，用于实现本地智能化管理和实时监控，提供可视化界面，方便用户运维该装置的内部设备。所述摄像头121可以是指200万宽动态红外变焦半球型网络摄像机，支持壁装、吊装等安装方式，对本网络机柜装置内部进行视频监控。

采用本实用新型所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，能够在煤矿端为矿井内的监测设备提供统一的运维平台，对监控数据进行及时的分类处理，可以有效提高煤矿行业内部生产网络和外部云端网络的数据交互效率，从而及时避免煤矿事故的发生。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，其特征在于，包括：用于处理和存储矿井中视频数据的视频处理装置，用于处理和存储矿井中第一监测数据的监控装置，用于与云端网络进行数据通信的第一通信装置，用于与矿井内的生产网络进行数据通信的第二通信装置，用于为所述视频处理装置、所述监控装置、所述第一通信装置以及所述第二通信装置提供数据通信线路接口的网络交换机装置，所述视频处理装置、所述监控装置、所述网络交换机装置、所述第一通信装置以及所述第二通信装置通过通信线路连接。

2.根据权利要求1所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，其特征在于，所述视频处理装置具体包括：用于处理矿井内视频类数据的GPU服务器装置和用于存储矿井中视频类数据的硬盘录像机装置；所述GPU服务器装置与所述硬盘录像机装置通过通信线路连接。

3.根据权利要求1所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，其特征在于，所述监控装置具体包括：用于处理矿井内监测类数据的第一服务器装置和用于存储矿井内监测类数据的集中存储装置；所述第一服务器装置与所述集中存储装置通过通信线路连接。

4.根据权利要求1所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，其特征在于，所述用于与云端网络进行数据通信的第一通信装置为路由器，所述路由器通过所述网络交换机装置分别与所述视频处理装置和所述监控装置连接。

5.根据权利要求1所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，其特征在于，用于与矿井内的生产网络进行连通的第二通信装置为工业隔离网关，所述工业隔离网关通过所述网络交换机装置分别与所述视频处理装置和所述监控装置连接。

6.根据权利要求5所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，其特征在于，所述工业隔离网关与所述网络交换机装置之间设置有用于通信终端进行语音数据通信的语音网关装置；所述语音网关装置分别与所述工业隔离网关和所述网络交换机装置通过通信线路连接。

7.根据权利要求1所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，其特征在于，还包括：用于装载所述视频处理装置、所述监控装置、所述第一通信装置、所述第二通信装置以及所述网络交换机装置的网络机柜装置。

8.根据权利要求7所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，其特征在于，所述网络机柜装置顶部设置有用于获取预设传感器的第二监测数据的采集器。

9.根据权利要求8所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，其特征在于，所述网络机柜装置底部设置有用于检测所述网络机柜装置底部浸入的水位信息的水浸传感器。

10.根据权利要求8所述的矿井中监控数据的模块化边缘处理系统，其特征在于，所述网络机柜装置顶部设置有用于检测所述网络机柜装置内温湿度信息的温湿度传感器和/或用于检测所述网络机柜装置内烟雾信息的烟雾传感器。