一种基于F5G的矿下信息管理传输系统装置的制作方法

一种基于f5g的矿下信息管理传输系统装置
技术领域
1.本实用新型属于煤炭技术领域，涉及一种基于f5g的矿下信息管理传输系统装置。


背景技术：

2.f5g的全称是the 5th generationfixed network，即第五代固定网络。f5g是以10g pon、wi-fi 6、200g/400g和osu-otn等技术为代表的第五代固定网络。f5g时代，物理光纤(fibre)网走向全光业务网，包含了全光接入网和全光传送网两大部分。全光接入网为个人、家庭、企业等各种场景用户提供极致的联接体验；全光传送网构建基础底座并扩展到业务领域，以高品质的下一代光传送网联接打造行业数字化升级的坚实基座。
3.cn102821008a公开了一种通信数据监控设备，包括：通信单元，用于连接至矿下设备所处的通信网络，并从所述通信网络获取所有矿下设备的状态信息；处理单元，用于通过所述状态信息判断对应的矿下设备是否正常运转；显示单元，用于显示总线上的数据信息以及故障状态；输入装置，用于输入控制信息以及设定信息；存储装置，用于存储故障信息以及所下载的控制程序；电源装置，用于给通信数据监控设备提供独立电源。通过该通信数据监控设备，可以对矿下设备调试、下载程序、排故、控制，并且电源独立，该通信数据监控设备应用简单、方便携带。
4.cn213205763u公开了一种矿用本质安全型站点信息交互装置，涉及矿用信息交互设备领域，站点信息交互装置包括用于高带宽网络通信的网络交换单元、用于远距离高速率网络通信的同时进行高压脉冲信号隔离的网络隔离变压单元和用于矿下防爆电路保护的本安电源单元。基于该本质安全型站点信息交互装置，还提供一种矿用站点信息交互系统，相对于现有的采用低速现场总线、点对点通信的站点信息交互技术来说，可以满足本质安全、长距离、低延迟、高带宽和网络架设简单的通信要求，抗干扰能力强，提高了井下作业时各站点间的通讯效率，保障了井下开采作业的安全性与各站点间通讯及时性。
5.目前矿下信息传输存在传输信号不稳定、矿下信息划分不准确等问题，如何基于f5g技术，实现矿下信息稳定准确传输，成为目前迫切需要解决的技术问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于f5g的矿下信息管理传输系统装置，通过f5g数据存储基站和f5g信息交换装置对矿下传感器的信号进行收集和交换，从而实现高带宽、低延时、传输稳定和抗干扰的信息传输。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.本实用新型提供了一种基于f5g的矿下信息管理传输系统装置，所述基于f5g的矿下信息管理传输系统装置包括矿下信息收集单元、信息传输单元和矿上信息管理单元。
9.所述矿下信息收集单元包括至少一个检测装置、至少一个移动终端和至少一个f5g数据存储基站，所述f5g数据存储基站分别设置于矿下不同区域内，所述f5g数据存储基站分别通讯连接区域内的检测装置和移动终端，所述f5g数据存储基站收集所述检测装置
和移动终端的检测信号，所述移动终端设置有身份认证模块和连接区域认定模块，佩戴者携带所述移动终端在矿下移动，所述连接区域认定模块连接对应区域的f5g数据存储基站确定佩戴者位置。
10.所述矿上信息管理单元包括数据接收装置和云端平台，所述数据接收装置用于接收并储存矿下信息收集单元发出的检测信号，所述数据接收装置将检测信号上传至云端平台。
11.所述信息传输单元包括f5g信息交换装置，所述f5g信息交换装置分别通讯连接所述的f5g数据存储基站、数据接收装置和控制装置，所述f5g数据存储基站收集的数据信号通过f5g信息交换装置传输至数据接收装置。
12.本实用新型通过设置f5g数据存储基站，对矿下分区的环境信息、设备信息和人员信息进行收集汇总，对每个人员持有的移动终端在矿下划分区域内分别连接相应区域的f5g数据存储基站，从而判断矿下分区内人员信息情况，以及各区域的环境情况和设备工作情况，进一步地，通过f5g信息交换装置将数据信号传输至矿井上，进行收集分析，实现对矿下信息的实时监控，能够在极短时间内(一般低于30ms)收集和传输数据，保障整个数据收集过程中信息传输的稳定性和及时性，有效避免矿下安全问题的发生。
13.需要说明的是，本实用新型对f5g数据存储基站、f5g信息交换装置和连接方式不做具体要求和特殊限定，采用满足f5g传输的器件即可，例如，f5g数据存储基站采用的是工业光环网头端设备(orh)，工业光环网头端设备用于汇集矿下各种业务数据流，并上传至数据接收装置，同时将接收到的控制数据下发至井下各类设备，还用于管理井下的检测装置，通过千兆、万兆等以太网接口与核心交换机通信；检测装置采用工业光环网终端设备(ore)，安装在井下，将井下的检测数据上传至f5g数据存储基站，例如包括视频摄像机、温度传感器和湿度传感器等；还包括无源光环网设备(orp)，即把一个工业光环网头端设备的接口连接到多个工业光环网终端设备。
14.需要说明的是，所述f5g数据存储装置还设置有至少一个连接插口。
15.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述矿上信息管理单元还包括控制装置，所述控制装置通过所述f5g信息交换装置和f5g数据存储基站与移动终端和工作装置通讯连接，所述控制装置向移动终端和工作装置发送控制信号。
16.本实用新型通过设置控制装置对移动终端和工作装置发出信号，从而保证人员的安全以及工作装置运行的稳定性，根据检测信号及时反馈给对应区域的移动终端，及时对出现问题的工作装置进行检修，避免安全问题影响扩大。
17.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述f5g数据存储装置设置有无线通讯器，所述移动终端与f5g数据存储装置通过无线通讯器通讯连接。
18.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述无线通讯器为5g路由器。
19.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述移动终端与无线通讯器的连接方式包括手动连接和自动连接。
20.本实用新型中移动终端和f5g数据存储装置采用无线通讯器连接，移动终端处于不同区域时，可以采用手动和自动连接的方式，将无线终端连接至对应的f5g数据存储装置上，实现人员的定位、移动轨迹和身份认证(本领域技术人员可根据使用需求，在移动终端上设置相应的人员认证模块)。
21.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述矿上信息管理单元还包括语音通讯器，所述语音通讯器通过f5g信息交换装置与移动终端通讯连接，所述语音通讯器与移动终端进行语音通讯。
22.需要说明的是，本实用新型中相应检测装置、通讯装置和交换装置的连接中，均设置有相应的中继网关，从而保证各信号的稳定传输，例如f5g信息交换装置上设置有语音中继网关，语音中继网关用于将语音通讯器传输和监控语音信息。
23.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述检测装置包括温度传感器、湿度传感器、瓦斯浓度传感器、粉尘传感器、空气压力传感器以及工作装置的工作传感器。
24.需要说明的是，本实用新型对工作装置的工作传感器不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员根据相应矿下区域的工作装置合理设置，例如，工作装置的工作传感器包括采煤机的功率传感器和直线度传感器等。
25.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述检测装置还包括图像采集器，所述图像采集器用于采集矿下视频或图片。
26.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述控制装置还包括判断模块，所述判断模块用于比较检测装置发出检测信号与相应危险阈值的大小。
27.需要说明的是，本实用新型中对危险阈值的设定不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据相应检测信号的类型合理设置，例如，检测信号为瓦斯浓度，对应的危险阈值为体积浓度2％，即判断装置根据检测信号的数值进行判断分析，如检测信号高于2％，则发出报警并将该区域划分为危险区域，做出相关提示。
28.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述f5g数据存储基站和移动终端均设置有报警器，所述报警器用于接收判断模块发出的危险指令，并向周围发出警报。
29.示例性地，提供一种上述基于f5g的矿下信息管理传输系统装置的工作方法，所述工作方法具体包括以下步骤：
30.工作装置将检测信号发送至f5g数据存储基站，f5g数据存储基站再将信号整合后通过f5g信息交换装置传输至矿上的数据接收装置，对检测信号进行收集和储存，并通过判断模块对检测数据进行分析对比，根据与危险阈值的差值情况，划分相应f5g数据存储基站所在区域的危险程度和报警；
31.移动终端与f5g数据存储基站实时通讯连接，移动终端通过f5g数据存储基站随时接收对应区域内的环境情况和设备工作情况。
32.需要说明的是，本实用新型中对于连接的方式不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据现有技术中的电器件通讯连接的方式做合理调整，连接方式并非本实用新型中的主要创新点。
33.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
34.本实用新型通过设置f5g数据存储基站，对矿下分区的环境信息、设备信息和人员信息进行收集汇总，对每个人员持有的移动终端在矿下划分区域内分别连接相应区域的f5g数据存储基站，从而判断矿下分区内人员信息情况，以及各区域的环境情况和设备工作情况，进一步地，通过f5g信息交换装置将数据信号传输至矿井上，进行收集分析，实现对矿下信息的实时监控，能够在极短时间内(一般低于30ms)收集和传输数据，保障整个数据收集过程中信息传输的稳定性和及时性，有效避免矿下安全问题的发生。
附图说明
35.图1为本实用新型一个具体实施方式中提供的基于f5g的矿下信息管理传输系统装置的模块结构示意图。
具体实施方式
36.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
39.在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种基于f5g的矿下信息管理传输系统装置，如图1所示，所述基于f5g的矿下信息管理传输系统装置包括矿下信息收集单元、信息传输单元和矿上信息管理单元。
40.所述矿下信息收集单元包括至少一个检测装置、至少一个移动终端和至少一个f5g数据存储基站，所述f5g数据存储基站分别设置于矿下不同区域内，所述f5g数据存储基站分别通讯连接区域内的检测装置和移动终端，所述f5g数据存储基站收集所述检测装置和移动终端的检测信号，所述移动终端设置有身份认证模块和连接区域认定模块，佩戴者携带所述移动终端在矿下移动，所述连接区域认定模块连接对应区域的f5g数据存储基站确定佩戴者位置。
41.所述矿上信息管理单元包括数据接收装置和云端平台，所述数据接收装置用于接收并储存矿下信息收集单元发出的检测信号，所述数据接收装置将检测信号上传至云端平台。
42.所述信息传输单元包括f5g信息交换装置，所述f5g信息交换装置分别通讯连接所述的f5g数据存储基站、数据接收装置和控制装置，所述f5g数据存储基站收集的数据信号通过f5g信息交换装置传输至数据接收装置。
43.可选地，f5g数据存储基站采用的是工业光环网头端设备(orh)，工业光环网头端设备用于汇集矿下各种业务数据流，并上传至数据接收装置，同时将接收到的控制数据下发至井下各类设备，还用于管理井下的检测装置，通过千兆、万兆等以太网接口与核心交换机通信；检测装置采用工业光环网终端设备(ore)，安装在井下，将井下的检测数据上传至f5g数据存储基站，例如包括视频摄像机、温度传感器和湿度传感器等；还包括无源光环网设备(orp)，即把一个工业光环网头端设备的接口连接到多个工业光环网终端设备。
44.可选地，所述f5g数据存储装置还设置有至少一个连接插口。
45.具体地，所述矿上信息管理单元还包括控制装置，所述控制装置通过所述f5g信息
交换装置和f5g数据存储基站与移动终端和工作装置通讯连接，所述控制装置向移动终端和工作装置发送控制信号。本实用新型通过设置控制装置对移动终端和工作装置发出信号，从而保证人员的安全以及工作装置运行的稳定性，根据检测信号及时反馈给对应区域的移动终端，及时对出现问题的工作装置进行检修，避免安全问题影响扩大。
46.具体地，所述f5g数据存储装置设置有无线通讯器，所述移动终端与f5g数据存储装置通过无线通讯器通讯连接。进一步地，所述无线通讯器为5g路由器，所述移动终端与无线通讯器的连接方式包括手动连接和自动连接。本实用新型中移动终端和f5g数据存储装置采用无线通讯器连接，移动终端处于不同区域时，可以采用手动和自动连接的方式，将无线终端连接至对应的f5g数据存储装置上，实现人员的定位、移动轨迹和身份认证(本领域技术人员可根据使用需求，在移动终端上设置相应的人员认证模块)。
47.具体地，所述矿上信息管理单元还包括语音通讯器，所述语音通讯器通过f5g信息交换装置与移动终端通讯连接，所述语音通讯器与移动终端进行语音通讯。
48.具体地，所述检测装置包括温度传感器、湿度传感器、瓦斯浓度传感器、粉尘传感器、空气压力传感器以及工作装置的工作传感器。可选地，工作装置的工作传感器包括采煤机的功率传感器和直线度传感器等。
49.具体地，所述检测装置还包括图像采集器，所述图像采集器用于采集矿下视频或图片。
50.具体地，所述控制装置还包括判断模块，所述判断模块用于比较检测装置发出检测信号与相应危险阈值的大小。例如，检测信号为瓦斯浓度，对应的危险阈值为体积浓度2％，即判断装置根据检测信号的数值进行判断分析，如检测信号高于2％，则发出报警并将该区域划分为危险区域，做出相关提示。
51.具体地，所述f5g数据存储基站和移动终端均设置有报警器，所述报警器用于接收判断模块发出的危险指令，并向周围发出警报。
52.示例性地，提供一种上述基于f5g的矿下信息管理传输系统装置的工作方法，所述工作方法具体包括以下步骤：
53.工作装置将检测信号发送至f5g数据存储基站，f5g数据存储基站再将信号整合后通过f5g信息交换装置传输至矿上的数据接收装置，对检测信号进行收集和储存，并通过判断模块对检测数据进行分析对比，根据与危险阈值的差值情况，划分相应f5g数据存储基站所在区域的危险程度和报警；
54.移动终端与f5g数据存储基站实时通讯连接，移动终端通过f5g数据存储基站随时接收对应区域内的环境情况和设备工作情况。
55.通过一个具体实施方式，本实用新型通过设置f5g数据存储基站，对矿下分区的环境信息、设备信息和人员信息进行收集汇总，对每个人员持有的移动终端在矿下划分区域内分别连接相应区域的f5g数据存储基站，从而判断矿下分区内人员信息情况，以及各区域的环境情况和设备工作情况，进一步地，通过f5g信息交换装置将数据信号传输至矿井上，进行收集分析，实现对矿下信息的实时监控，能够在极短时间内(一般低于30ms)收集和传输数据，保障整个数据收集过程中信息传输的稳定性和及时性，有效避免矿下安全问题的发生。
56.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范
围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。