[發明專利]一種礦區防越界盜采監測預警方法及系統

有效

• 申請號: 202010016262.2
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111009087B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 劉光輝;鐘禮
• 申請（專利權）人: 桂林賽普電子科技有限公司
• 主分類號: G08B13/16
• 分類號: G08B13/16;G08B25/08
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 劉梅芳

1.一種礦區防越界盜采監測預警方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1：在礦區選擇3個監測點，位置呈三角形分布，每個安裝點將一個拾震器埋于地面0.5米深處，安裝點上面通過立桿安裝主控模塊和電源模塊；

S2：獲取監測點的地理坐標；

S3：測定在礦區介質中震動波的橫波、縱波傳輸速度 V1、V2；

S4：拾震器獲取到礦區爆破產生的震動波信息，傳輸到數據采集模塊；

S5：數據采集模塊對信息進行處理，分析出橫波和縱波分別到達拾震器的時間，計算得到時間差T，將時間差和震動波信息，傳輸到主控模塊；

S6：主控模塊定時進行北京標準時間同步；

S7：主控模塊收到數據采集模塊信息后，在信息內封裝當前北京標準時間和校驗碼，并通過無線傳輸模塊將信息傳輸到管理系統；

S8：在管理系統錄入礦區批準開采范圍的地理坐標信息和震動波在該礦區介質的校正速度 V1^'、 V2^'，生成礦區三維圖；

S9：管理系統收到傳輸模塊上傳的信息，進行數據有效性、完整性分析處理，包括但不限于以下方法：

1）通過校驗碼分析數據的完整性；

2）確保收齊3個拾震器的時間差和震動波信息；

3）通過信息內攜帶的北京標準時間，分析數據是否來自同一時刻的同一爆破點；

S10：管理系統通過每個監測點獲取的橫波、縱波時間差信息，計算出爆破點到監測點的距離S = V1*V2*T/(V1-V2)

式中S為爆破點到監測點的距離，V1為橫波傳輸速度、V2為縱波傳輸速度，T為橫波、縱波到達監測點的時間差；

S11：管理系統結合之前獲得的監測點的地理坐標，通過三點定位法，計算得到爆破點的實際平面地理坐標；

S12：管理系統通過分析震動波信息，得到爆破點的深度坐標：

深度計算公式： H=logA/10^((R-B)/C)+D

式中H為震源深度，A為起始震動強度，R為等震源半徑，B反射震動強度，C為標定系數，D為測點的高程；

S13：管理系統結合爆破點的平面坐標和深度坐標，得到爆破點的實際三維地理坐標；

S14：管理系統根據爆破點的地理坐標，與該礦區批準的開采范圍地理坐標進行比較，如果越界，則產生告警信息；

S15：管理系統告警信息通知方式，包括但不限于：PC終端告警信息推送、移動終端APP信息推送、短信信息推送。

2.根據權利要求1所述的一種礦區防越界盜采監測預警方法，其特征在于：步驟S2中獲取方法包括但不限于：GPS模塊主動獲取定位、輔助設備人工獲取。

3.根據權利要求1所述的一種礦區防越界盜采監測預警方法，其特征在于：步驟S6中同步方式包括但不限于：無線基站時間同步、GPS衛星時間同步，網絡時間同步。

4.根據權利要求1所述的一種礦區防越界盜采監測預警方法，其特征在于：步驟S7中傳輸方式包括但不限于：NB-iot、GPRS、3G、4G、5G、lora。

5.一種礦區防越界盜采監測預警系統，包括：拾震器、數據采集模塊、主控模塊、傳輸模塊、GPS模塊、電源模塊、IC卡模塊、電子鎖、防雷裝置、管理系統、用戶終端，其特征在于：

所述拾震器為3個，分別進行爆破震動波信息采集，拾震器與數據采集模塊通過有線連接傳輸信息；

所述數據采集模塊與主控模塊有線連接進行信息交換，將拾震器采集的震動波信息進行分析處理后，傳輸到主控模塊，主控模塊將相關配置參數下發給數據采集模塊；

所述主控模塊與傳輸模塊、GPS模塊集成在一起，與IC卡模塊有線連接，通過IC卡刷卡，經行IC卡號鑒權，判斷是否允許電子鎖開啟，所述主控模塊通過GPS模塊獲取監測點位置信息及GPS衛星時間同步，所述主控模塊通過傳輸模塊與管理系統進行信息通信，所述主控模塊與電子鎖有線連接，通過身份識別對電子鎖進行控制，用于設備箱的打開關閉管理，身份識別方式包括但不限于：IC卡刷卡、遠程命令，所述主控模塊，對各模塊進行狀態監控，發現狀態異常進行報警；監測項包括但不限于：數據采集模塊工作狀態、GPS模塊狀態、傳輸模塊工作狀態、電源模塊工作狀態、設備箱異常打開、環境溫度異常、設備被破壞，異常報警方式包括但不限于：指示燈告警、聲音報警、告警信息上傳管理系統，控制方式包括但不限于：模塊復位、系統復位、系統啟用、系統禁用；

所述傳輸模塊，包括但不限于： NB-iot、GPRS、3G、4G、5G、lora；

所述防雷裝置，為整個監測點的模塊和設施提供防雷保護；

所述電源模塊，包括電源控制模塊、電壓轉換模塊、電源供應源，電源供應源包括但不限于：蓄電池、太陽能板、鋰亞電池；

所述電源模塊，負責給拾震器、數據采集模塊、主控模塊、傳輸模塊、GPS模塊、IC卡模塊、電子鎖提供電源；

所述管理系統，部署在服務器或者云平臺上，根據產區審批的開采范圍，生成礦區三維圖形，所述管理系統對監測點上傳的爆破點震動波信息進行分析處理，對信息的完整性、有效性經行處理，計算出爆破點的實際地理坐標，并與礦區批準的開采范圍進行比較判斷，如果越界，進行越界盜采告警；

所述管理系統，遠程監控設備狀態，對設備進行遠程參數設置和控制，通過遠程下發設備箱開箱權限和開箱命令，進行開箱智能管理，對設備異常進行告警，告警信息的方式包括但不限于：管理系統信息推送、PC客戶端信息推送、移動終端APP推送、短信通知；

用戶終端，通過TCP/IP協議與管理系統通信，包括但不限于：PC客戶端、移動客戶端。