基于物联网实现煤矿封孔下的设备控制方法及系统

本发明涉及煤矿设备，尤其涉及一种基于物联网实现煤矿封孔下的设备控制方法及系统。

背景技术：

1、煤矿封孔是指在煤矿中进行封堵工作，以隔离或封闭特定区域或通道，煤矿封孔工作通常使用各种材料和技术进行，例如混凝土封堵、钢板封堵、注浆封堵等，具体的封孔方法和措施根据煤矿工作面的具体情况和安全要求而定，在煤矿封孔过程中，设备控制是指对相关设备的操作和监控，在进行煤矿封孔工作时，可能需要使用各种设备来完成封堵任务，例如移动设备、机械设备、喷浆设备等。

2、但是现有的煤矿封孔下的设备控制方法是采用自动化控制方法，及通过电气、仪控技术实现对设备的自动控制和监控，利用传感器、plc（可编程逻辑控制器）等设备进行数据采集，并将采集的数据发送到数据存储库中进行分析处理，但是由于设备的工作环境具有一定的密封性，并且工作深度较长，以至于该方法中的数据在发送过程中容易出现数据丢失和受到干扰的问题，进而降低了数据的准确性，导致设备控制的准确性降低。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于物联网实现煤矿封孔下的设备控制方法及系统，其主要目的在于提高煤矿封孔下的设备控制准确性。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种基于物联网实现煤矿封孔下的设备控制方法，包括：

3、获取煤矿封孔下的矿井封孔设备和中心服务器，收集所述矿井封孔设备对应的设备数据，计算所述设备数据对应的数据增益值，根据所述数据增益值，提取出所述设备数据中的关键设备数据；

4、采集所述矿井封孔设备对应的设备环境，根据所述设备环境，构建煤矿封孔下的矿井通信环境模型，根据所述矿井通信环境模型，确定煤矿封孔下的通信障碍物，所述通信障碍物包括第一障碍物和第二障碍物，结合所述第一障碍物，计算出所述中心服务器和所述矿井封孔设备之间的传输距离，根据所述传输距离，确定所述矿井封孔设备中的接收端设备和发送端设备，根据所述接收端设备和所述发送端设备，对所述关键设备数据进行分类处理，得到接收端设备数据和发送端设备数据；

5、结合所述第二障碍物，计算出所述接收端设备和所述发送端设备之间的设备传输距离，对所述发送端设备数据进行调制处理，得到第一数据信号，根据所述设备传输距离，对所述第一数据信号进行信号增益处理，得到第一增益信号，并将所述第一增益信号发送到所述接收端设备中；

6、对所述接收端设备数据进行调制处理，得到第二数据信号，对所述第二数据信号和所述第一增益信号进行信号合并处理，得到合并信号，根据所述传输距离，对所述合并信号进行信号增益处理，得到第二增益信号，并将所述第二增益信号发送到所述中心服务器中；

7、利用所述中心服务器对所述第二增益信号进行信息挖掘处理，得到挖掘信息，根据所述挖掘信息，制定所述矿井封孔设备对应的设备控制方案，根据所述设备控制方案，执行所述矿井封孔设备的控制处理，得到控制结果。

8、可选地，所述计算所述设备数据对应的数据增益值，包括：

9、对所述设备数据进行数据清洗处理，得到目标设备数据；

10、对所述目标设备数据进行数据分类处理，得到分类设备数据；

11、提取所述分类设备数据对应的数据特征，计算所述数据特征对应的特征熵值；

12、根据所述特征熵值，计算所述数据特征在所述分类数据中对应的特征条件熵；

13、结合所述特征熵值和所述特征条件熵，计算出所述数据特征对应的特征增益值；

14、根据所述特征增益值，得到所述设备数据对应的数据增益值。

15、可选地，所述根据所述特征熵值，计算所述数据特征在所述分类数据中对应的特征条件熵，包括：

16、通过下述公式计算所述数据特征在所述分类数据中对应的特征条件熵：

17、；

18、其中，a表示数据特征在分类数据中对应的特征条件熵，表示在数据特征中取值为a的所有特征，q表示分类数据，表示数据特征中的第b个特征，表示数据特征b中取值为a的特征熵值。

19、可选地，所述结合所述第一障碍物，计算出所述中心服务器和所述矿井封孔设备之间的传输距离，包括：

20、采集所述第一障碍物对应的障碍物信息；

21、根据所述障碍物信息，利用预设的障碍物损耗模型计算出所述第一障碍物对应的路径损耗系数；

22、分别查询所述矿井封孔设备和所述中心服务器对应的参数，得到设备参数和服务器参数；

23、根据所述设备参数，确定所述矿井封孔设备对应的设备发射功率和设备发送增益；

24、根据所述服务器参数，确定所述中心服务器的接受增益；

25、结合所述路径损耗系数、所述设备发射功率、所述设备发送增益及所述接受增益，计算出所述中心服务器和所述矿井封孔设备之间的传输距离。

26、可选地，所述结合所述路径损耗系数、所述设备发射功率、所述设备发送增益及所述接受增益，计算出所述中心服务器和所述矿井封孔设备之间的传输距离，包括：

27、可以通过计算出所述中心服务器和所述矿井封孔设备之间的传输距离：

28、；

29、其中，d表示中心服务器和矿井封孔设备之间的传输距离，表示矿井封孔设备中第b个设备的设备发射功率，b表示矿井封孔设备的设备序列号，表示矿井封孔设备中第b个设备的设备发送增益，g表示接受增益，表示矿井封孔设备中第b个设备的发射信号波长，h表示路径损耗系数

30、可选地，所述对所述发送端设备数据进行调制处理，得到数据信号，包括：

31、确定所述发送端设备数据对应的数据载波区间；

32、根据所述数据载波区间，对所述发送端设备数据进行归一化处理，得到归一化数据；

33、计算所述发送端设备数据对应的数据缩放系数；

34、根据所述数据缩放系数，对所述归一化数据进行缩放处理，得到目标数据；

35、根据所述目标数据，计算出所述发送端设备数据对应的数据幅度；

36、根据所述数据幅度，对所述发送端设备数据进行调制处理，得到第一数据信号。

37、可选地，所述根据所述数据幅度，对所述发送端设备数据进行调制处理，得到第一数据信号，包括：

38、通过下述公式对所述发送端设备数据进行调制处理：

39、；

40、其中，l表示第一数据信号，i表示数据幅度，表示发送端设备数据中第e个数据，e表示发送端设备数据对应的数据序列号，表示脉冲生成函数。

41、可选地，所述对所述第一数据信号进行信号增益处理，得到第一增益信号，包括：

42、提取所述第一数据信号对应的时频特征信号；

43、计算所述时频特征信号对应的信号强度值；

44、根据所述信号强度值，计算出所述时频特征信号的强度方差值

45、结合所述强度方差值和所述信号强度值，对所述第一数据信号进行信号增益处理，得到第一增益信号。

46、可选地，所述根据所述挖掘信息，制定所述矿井封孔设备对应的设备控制方案，包括：

47、提取出所述挖掘信息中的信息变量，并分析所述挖掘信息对应的信息属性；

48、结合所述信息变量和所述信息属性，对所述挖掘信息进行可视化处理，得到可视化信息；

49、查询所述矿井封孔设备对应的封孔作业；

50、根据所述封孔作业和所述可视化信息，分析出所述矿井封孔设备对应的调控要求；

51、根据所述调控要求，制定所述矿井封孔设备对应的设备控制方案。

52、一种基于物联网实现煤矿封孔下的设备控制系统，其特征在于，所述系统包括：

53、数据处理模块，用于获取煤矿封孔下的矿井封孔设备和中心服务器，收集所述矿井封孔设备对应的设备数据，计算所述设备数据对应的数据增益值，根据所述数据增益值，提取出所述设备数据中的关键设备数据；

54、设备分类模块，用于采集所述矿井封孔设备对应的设备环境，根据所述设备环境，构建煤矿封孔下的矿井通信环境模型，根据所述矿井通信环境模型，确定煤矿封孔下的通信障碍物，所述通信障碍物包括第一障碍物和第二障碍物，结合所述第一障碍物，计算出所述中心服务器和所述矿井封孔设备之间的传输距离，根据所述传输距离，确定所述矿井封孔设备中的接收端设备和发送端设备，根据所述接收端设备和所述发送端设备，对所述关键设备数据进行分类处理，得到接收端设备数据和发送端设备数据；

55、第一信号增益模块，用于结合所述第二障碍物，计算出所述接收端设备和所述发送端设备之间的设备传输距离，对所述发送端设备数据进行调制处理，得到第一数据信号，根据所述设备传输距离，对所述第一数据信号进行信号增益处理，得到第一增益信号，并将所述第一增益信号发送到所述接收端设备中；

56、第二信号增益模块，用于对所述接收端设备数据进行调制处理，得到第二数据信号，对所述第二数据信号和所述第一增益信号进行信号合并处理，得到合并信号，根据所述传输距离，对所述合并信号进行信号增益处理，得到第二增益信号，并将所述第二增益信号发送到所述中心服务器中；

57、控制方案制定模块，用于利用所述中心服务器对所述第二增益信号进行信息挖掘处理，得到挖掘信息，根据所述挖掘信息，制定所述矿井封孔设备对应的设备控制方案，根据所述设备控制方案，执行所述矿井封孔设备的控制处理，得到控制结果。

58、本发明通过计算所述设备数据对应的数据增益值，可以评测所述设备数据的质量和价值，为后续提取出所述设备数据中的关键设备数据提供了依据，本发明通过结合所述物理障碍物，计算出所述中心服务器和所述矿井封孔设备之间的传输距离，可以了解所述中心服务器和所述矿井封孔设备之间的远近程度，以便于根据所述传输距离的远近，进而从所述矿井封孔设备中确定数据的接收端设备和发送端设备，本发明通过计算出所述接收端设备和所述发送端设备之间的设备传输距离，可以了解所述接收端设备和所述发送端设备之间进行数据传输时的远近距离，以便于后续对第一数据信号进行信号增益处理，对所述发送端设备数据进行调制处理，可以得到所述发送端设备数据传输时对应的电信号，本发明通过对所述第二数据信号和所述第一增益信号进行信号合并处理，便于后续将信号一起发送到所述中心服务器中进行处理，对所述合并信号进行信号增益处理，以便于提高后续信号发送的可靠性，本发明通过利用所述中心服务器对所述第二增益信号进行信息挖掘处理，可以分析出数据中的隐藏信息，以便于后续设备控制方案的制定处理，进而提高所述矿井封孔设备的控制准确性。因此，本发明实施例提供的一种基于物联网实现煤矿封孔下的设备控制方法及系统，能够提高煤矿封孔下的设备控制准确性。