[發明專利]基于物聯網的煤礦生產三維可視化信息系統

無效

• 申請號: 201110262868.5
• 申請日: 2011-09-05
• 公開（公告）號: CN102325177A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 田慕琴;田慕玲;陳惠英;魏森聲;王志鵬;郝永兵
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/28
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 龐建英

技術領域

本發明一種基于物聯網的煤礦生產三維可視化信息系統，屬于煤礦安全生產綜合信息監控研究領域。本系統以物聯網的應用層出發，通過系統集成和三維可視化等計算機技術，構建三維可視化的綜合信息系統。

背景技術

煤炭作為一種常規的礦物能源，對國民經濟和社會發展有著不可替代的重要作用。煤炭生產歷史悠久，但煤礦的安全生產一直是一個世界性難題。煤礦生產由于具有難以進行現場管理、工作面不斷變化以及地下水和煤層分布復雜性等特殊原因，客觀上造成煤礦安全生產管理的諸多困難。近年來，隨著信息化技術的發展，我國多數的規模煤礦企業已經開發出了各式各樣的業務信息系統，如生產調度系統、安全監測系統、人力資源系統、財務系統、辦公自動化系統等，使得煤礦安全生產管理水平不斷提高。但是，各種業務信息系統一般多為不同機構開發實施，系統信息自采自用，各系統之間沒有統一標準，難以共享，形成了多個信息島的局面，因此，基于上述現有技術的狀況，構建一個集成的信息化管理平臺，有著深遠的意義。

發明內容

本發明一種基于物聯網的煤礦生產三維可視化信息系統的目的在于：公開一種以提高生產效率、降低安全隱患為目的，以直觀地展示煤礦地下運輸巷道與生產現場的地形地貌、煤炭生產的各個重要環節以及礦內工作人員活動情況為手段，基于物聯網技術，構建三維可視化的煤礦綜合信息系統的技術方案。

本發明一種基于物聯網的煤礦生產三維可視化信息系統，其特征在于是一種基于物聯網的煤礦生產三維可視化信息的集成系統，該系統利用計算機互聯網以及傳感器技術，將現實世界與互聯網連接起來，實現對煤礦安全生產和安全避險六大系統的集成和三維圖形的動態控制，其中傳統六大系統包括采煤、掘進、機電、運輸、通風、排水系統，井下安全避險六大系統包括監測監控、人員定位、緊急避險、壓風自救、供水施救、通信聯絡系統，由于人對圖形的感知能力以及圖形易于表達復雜、量多但精度要求不高的信息的特點，因此采用三維圖形形成動態平臺展示，該系統以物聯網的概念和現有的傳感器技術為基礎，通過以太網構建起整個物聯網應用系統，其物聯網應用系統的體系結構有三層，如圖1所示，分別是感知層、網絡層和應用層：其感知層包括傳感器、讀寫器、圖像處理設備、PLC、DSP控制器和廣播系統下位機終端，所述感知層是通過安裝在井下的PLC、DSP控制器和傳感設備采集數據信息將煤礦底層所要監控的數據采集并進行初步的數據處理；其網絡層包括基于OPC的網絡層通信系統和以太網，所述網絡層是將感知層所采集的異構信息通過基于OPC的網絡層通信系統傳輸到以太網當中，通過以太網將數據WEB發布并傳輸到應用層中；其應用層利用面向服務的體系結構SOA體系，創建一個組件模型，把每個功能單元定義為一個構件，通過構件之間定義良好獨立的接口和契約，對服務進行重用和擴展并構造新的應用，包括三維圖形動態控制系統、基于OPC的應用層通信系統、基于OPC的數據處理系統、煤礦廣播系統上位機終端和應用層的界面設置，所述應用層將網絡層所傳輸來的信息通過基于OPC的應用層通信系統傳輸至三維動態控制系統和基于OPC的數據處理系統，對數據進行數據分析以及態勢預知，通過廣播系統進行信息的實時預報，最終在煤礦生產三維可視化信息系統的可視化界面中進行動態顯示和控制，實現了數據共享、各系統的集成控制和煤礦生產和安全的三維可視化。

上述一種基于物聯網的煤礦生產三維可視化信息系統，其特征在于所述的應用層中的三維圖形動態控制系統，包括煤礦三維動態圖形模型庫、OpenGL程序入口、控件工具箱、OPC程序接口和三維空間盒，在Visual?Studio平臺上，通過編寫C++腳本語言，將上述的五個部分聯系起來，建立三維圖形的動態控制系統，從而達到對系統的動態控制，如圖2所示。

上述一種基于物聯網的煤礦生產三維可視化信息系統，其特征在于所述的應用層中的基于OPC的應用層通信系統，包括OPC服務器、OPC服務器組件、OPC程序接口，通過DCOM技術和OPC標準，采用OPC協議，將不同的系統組態化，形成一個集成的系統，如圖5所不。