系統架構設計
系統整體框架由五部分組成,包括:應用及展示層、傳輸層、感知層(前端傳感器)、邊緣計算集群及控制單元。
由于工礦的特殊環境,要求所使用的系統必須具備高穩定性、可靠性及實時性,所以整體架構采用了前端處理實時數據、高效智能反饋,確保整體系統的可靠性。
智能系統將大量的數據進行邊緣計算,結果再進行集群處理,可實現各控制系統操作程序聯動,操作數據互通及操作策略相互協同,并根據各種操作策略進行模糊邏輯預判做到生產流程流暢化,同時確保生產事故提前預判、預警及預防。
●感知層
感知層為信息采集端,用于識別外界物體和采集信息,根據煤礦企業減人的目標,前端傳感器主要用于代替作業人員的感知任務(如視覺、聽覺、溫度感知等)。根據礦山的實際環境,新一代傳感器均采用網絡化、非接觸式型,以減少惡劣環境對傳感器造成直接損壞,增加其可靠性。同時網絡化傳感器可同時向不同的邊緣計算單元提供感知服務。
●邊緣計算集群
邊緣計算是井下各系統操控的核心處理部件,加載了智能算法的分析器單元,在獲取各類傳感器信息后,采用前端就地處理的方式直接得出分析結論。各分析單元的邊緣計算結果,直接對接控制單元,就地完成控制,從而實現各系統的實時化、無人化的目標。
●控制單元
控制單元主要功能為對接礦山企業原有自動控制系統,并且承擔獲取原有傳感器數據的功能,與此同時作為原自動控制系統與智能控制系統的橋梁,將邊緣計算后的智能控制信號,轉化為原自動控制系統可執行的信號,避免系統重復投資,降低礦山企業智能化升級改造成本。
●傳輸層
系統可采用自建環網、對接企業現有環網或者增加WIFI、5G傳輸設備對接井下無線傳輸網絡。傳輸層僅負責井下各系統的運行狀態、歷史記錄等數據的上傳,系統正常運行時,井上與井下系統可斷開連接,不影響井下生產。
●應用及展示層
提供平臺軟件、各系統監控、數據存儲等服務,并為大數據平臺提供數據支撐及完成各系統控制規則設定、下發。
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