基于大数据的矿山机电设备智能监控系统应用体现

在数字时代的浪潮中,矿山工作已逐渐变得机械化。机电管理已经跃升为矿山开发建设的核心任务。在如此复杂的作业环境中,如何利用机电设备保障矿工们的人身安全和财产安全,已成为各大矿山企业研究的焦点问题。鉴于矿山机电设备安全监控系统尚处于起步阶段,为充分发挥智能监控系统的潜在优势,有必要对其基础理论和相关应用技术展开进一步探索及分析。基于此,本文将对现代矿山智能监控系统的发展现状进行简要阐述,并对系统的基本构成和特性加以分析。通过对比智能监控系统与传统监控系统之间的差异,提出基于大数据的矿山机电设备智能监控系统的应用策略,为矿山开采生产管理提供坚实支持。

基于微积分控制的智能灌溉动态监控系统设计

为了解决当前农田灌溉水肥配比不均匀、不精确的问题,借助微积分控制原理,设计了智能灌溉动态监控系统。系统分为监测部分和控制部分,监测部分加载了显示软件、监控软件、MySQL数据库、水肥浓度控制算法的工业计算机,控制部分是指嵌入式控制器及其外围电路。整个系统的工作过程为:用户设置灌溉施肥参数,监测部分通过TCP通信将灌溉指令发送给嵌入式控制器,控制器收到指令后,启动变频器和增压泵,由此打开水肥一体机的电动球阀,开始灌溉作业;与此同时,EC传感器、pH传感器、管道压力传感器、流量计实时采集灌溉过程中水肥溶液的相关参数,并发送给嵌入式控制器;由控制器将数据发送给监测部分,监测部分将采集的数据与设定阈值进行对比,如不满足误差,则启动水肥浓度控制模块,输出调节电动球阀的开合度的指令,从而调整水肥浓度,满足灌溉需求。

基于OneNET云平台的智慧消防远程监控系统的设计

针对传统消防监控系统存在开发成本高、误警率高、实时监控不便的问题,提出一种基于物联网云平台的智慧消防远程监控系统。采用STM32单片机作为中枢控制芯片,经多传感器采集温度、湿度、烟雾、火焰等环境数据,通过窄带物联网(NB-IoT,Narrow Band Internet of Things)上传至OneNET云平台。经数据分析后以可视化方式呈现,对异常数据触发报警实时响应。通过手机APP实现数据实时监测及一键处置。经测试,监控系统报警准确率高于97.2%,数据延迟低于50 ms,表明该系统能够实现消防火警的无线远程监控,并做出快速反应,满足中小微企业和普通家庭用户的消防监控需要。

堤防光纤感知系统建立与汛期应急监控

汛期堤防安全关系到人民的生命和财产安危与社会稳定,而不断提高汛期堤防应急监控水平是减轻洪涝灾害的必然途径。本文对现有堤防的相关监测技术进行了评述,在此基础上,结合作者20余年在地质与岩土工程光纤监测理论研究、技术研发和堤防监控应用实践,梳理了汛期堤防的应急光纤监控内容;介绍了基于3Ds的分布式光纤感测技术的堤防监控原理与最新进展;构建了汛期堤防应急光纤感知系统;重点介绍了汛期堤防水位、渗流、侵蚀和形变等分布式光纤监控技术,并指出了今后的研发方向和目标,以期为我国的汛期堤防应急防控提供一个新的监控思路与技术手段。

基于预知维修的小麦播种机运行监控系统设计

为了减少播种机故障频率,提升小麦播种机的播种效率和播种质量,基于预知维修对小麦播种机的运行监控系统进行了设计。系统的主要组成包括主控单片机、检测系统、显示监控系统、报警系统及电源。为了对播种机进行预知维修,将灰色模型和神经网络模型结合,建立了动态灰色神经网络模型,并进行了算法设计。为了验证小麦播种机监控系统性能和预知维修算法的有效性,对其进行了监测精度和趋势预测试验,结果表明:监测系统的监测精度较高,播种机可有效对数据趋势进行预测。

基于条件生成对抗网络的实验室红外监控系统

实验室作为科研基地,其中存储了很多珍贵的资料和危险物品,因此,进行安全监控是十分必要的。在此背景下,设计一种基于条件生成对抗网络的实验室红外监控系统。借助B/S三层架构设计系统框架,分为采集层、网络层和应用层,将MySQL作为支撑,设计数据库。以STC89C52单片机为核心,主控各个外围硬件,搭建系统硬件。以ZigBee技术为基础组建系统的无线传输网络,用于远程传输。设计监控系统功能单元,通过采集单元采集实验室红外图像并利用预处理单元对实验室红外图像实施去噪、亮度调节、图像分割预处理,基于条件生成对抗网络(cGAN)设计异常识别单元,判断监控图像中是否存在异常情况并以此为依据进行预警。结果表明:系统对异常的监控结果与真实情况一致,由此证明了所设计的监控系统性能较高。

基于物联网技术的育雏鸡舍环境监控系统设计与应用

本文设计基于物联网技术的育雏鸡舍环境监控系统,在监控系统设计中从软件与硬件两个部分对整体结构进行构建。其主要功能包括育雏鸡舍环境温湿度监测,有害气体浓度监测以及自动加温与报警。主要功能设计完成后,分别从软件与硬件两个部分进行系统调试,设计系统整体功能实现符合育雏鸡舍环境内部监控系统使用要求,能够帮助提升育雏鸡舍管理能力,降低管理中投入的人力成本。

基于多传感器的室内环境监控系统设计

为满足室内环境监控的新需求,设计并实现了一种基于多传感器的室内环境远程监控系统。系统采用物联网三层架构体系包括感知层、网络层和应用层,感知层主要实现室内环境信息监控、室内舒适性判断及有害气体预警功能;网络层负责传递数据信息;应用层负责数据发布,供用户远程实时获取室内环境信息。实验结果表明,该系统能远程实时监控室内环境,具有低功耗、操作简单、成本较低等优点。

不平衡数据下基于SVM增量学习的指挥信息系统状态监控方法

针对指挥信息系统历史状态样本有限的特点,基于支持向量机(support vector machines,SVM)设计了一种面向不平衡数据的SVM增量学习方法。针对系统正常/异常状态样本不平衡的情况,首先利用支持向量生成一部分新样本,然后通过分带的思想逐带产生分布更加均匀的新样本以调节原样本集的不平衡比。针对系统监控实时性要求高且在运行过程中会有新样本不断加入的特点,采用增量学习的方式对分类模型进行持续更新,在放松KKT(Karush-Kuhn-Tucker)更新触发条件的基础上,通过定义样本重要度并引入保留率和遗忘率的方式减少了增量学习过程中所需训练的样本数量。为了验证算法的有效性和优越性,实验部分在真实系统中获得的数据集以及UCI数据集中3类6组不平衡数据集中与现有的算法进行了对比。结果表明,所提算法能够有效实现对不平衡数据的增量学习,从而满足指挥信息系统状态监控的需求。

基于融合模型的换流站监控系统事件分析研究

在信息网络技术日新月异的时代背景下,直流输电换流站自动化技术发展迅速,网络安全问题日益凸显;同时,自动化系统中海量信息的涌现导致信息茧房效应愈发显著。鉴于此,本文首先分析海上风电柔性直流输电换流站监控系统的硬件构成和软件功能架构;然后研究基于融合模型的监控应用,并在此基础上设计冗余配置设备时的监控处理方案,研发基于知识模型的事件告警辅助分析优化技术;最后进行换流站监控系统的优化开发,并通过实际案例验证其性能。验证结果表明,该系统可减少重复劳动,提高人员工作效率。

基于PLC控制下水肥一体化智能监控系统设计

水肥一体化系统通过实时监测土壤湿度、植物生长状态等参数,精确控制水肥供给,避免过量使用水和肥料,这对于解决水资源短缺和减少农业生产对肥料的依赖具有重要意义。通过深入分析PLC技术,基于西门子S7-1200作为控制核心,采用先进的传感器技术,实现了对土壤湿度、植物生长状态等关键参数的实时监测,通过智能设备,实时监测农田状态,并远程调整水肥系统的运行参数。试验结果表明,基于PLC控制的水肥一体化智能监控系统能够显著提高水肥利用率,减少资源浪费,降低生产成本,可以为农业生产提供一种先进、高效的管理方案,不仅有助于解决当前农业面临的水资源和肥料管理难题,也为实现可持续农业发展贡献重要的技术手段。

无人船载监控系统的设计与开发

为了满足无人船实时通信和远程操控需要,综合利用计算机、传感器及无线通信等技术,设计一种无人船载监控系统,实现了对无人船的实时监测、控制与实时通信。设计一种双驱动独立控制方案,实现了无人船遥控器控制与计算机控制的相互分离,可提高无人船运行操控的安全性与可靠性。提出采用插件式软件架构,将易变动的功能模块以插件的方式动态加载至系统框架中,加快了开发速度,降低了系统的耦合程度,提高了系统的可扩展性,并利用插件动态加载与卸载方法,实现了插件功能的动态加载与在线升级,提高了系统应对任务多样化的能力。

高校实验室安全风险监控融合预警与数字化决策系统

高校实验室风险点与危险源密集,人机环管因素持续变化,且人员流动快、前沿探索多,导致风险隐患动态识别难、预判预警精准度不高、风险管控精细化水平不足。围绕实验室安全风险精准辨识与快速响应这一关键问题,基于实验室安全风险—隐患—事故演化规律,建立安全风险监测监控指标体系,运用物联网、人工智能、大数据分析等技术,开发安全隐患视频图像智能辨识算法,研发多源信息感知融合分析技术,研究应急响应辅助决策方法,从而构建“云边端”一体化的融合监控预警与数字化决策系统,并在学校安全工程学院实验室应用。实践表明,该系统能够对实验室进行全时间—空间—要素的多维度持续覆盖,及时发现风险隐患并有效应急响应,有助于提升实验室安全风险管控与应急能力,具有一定推广应用价值。

基于物联网的造纸过程监控与控制系统设计与实践

造纸业是一种技术密集型产业,造纸工业发展情况与一个国家的经济发展水平、文化发展有密切的关系。为达成提升造纸生产效率、控制品质、节能环保等要求,造纸企业应对造纸过程进行监控和分析。这有利于企业合理调整造纸生产环节各项参数或保护造纸生产线昂贵的设施,对优化整个造纸过程、推进造纸企业大规模发展具有重要的意义。基于此,以造纸业为对象,在深入分析造纸生产实现流程基础上,基于物联网技术设计造纸过程监控与控制系统,详细介绍系统制浆调节、数据采集、纸病诊断等模块设计情况,并对其安全性等指标展开测试。本次测试结果表明,所设计的监控与控制系统能满足造纸生产过程监控和控制要求,支持全方位监控造纸生产现场,以期推进造纸业可持续发展。

基于环境安全的实验室智能监控管理系统

高校实验室是开展科学研究和人才培养的重要场所,但近年实验室频发的安全事故对正常的教学科研工作带来了不利影响。为有效地进行实验安全管理,设计了一套实验室智能监控管理系统,能实现实验室环境全天候智能化的监测和安全管理。系统分为上位机和下位机两部分,上位机安装在办公室或其他场所,能远程监控实验室的各项环境参数并控制实验室的环境设备;下位机安装在实验室实时采集实验室的各项环境参数,并连接实验室的环境设备。系统采用基于ARM的芯片作为主芯片,选择了一系列适合的传感器采集环境参数,包括一氧化碳、二氧化碳、温湿度、漏水传感器等。该系统已在华中师范大学电工电子湖北省实验教学示范中心试用,试用期间运行正常,为实验室的管理工作带来很大便利。

基于OTDR的集成监控管理系统的设计与实现分析

光时域反射仪(OTDR)是光纤测量中最主要的仪器,被广泛地应用于光纤光缆工程的测量、施工、维护和验收工作中,是光纤系统中使用频度最高的现场仪器,被人形象地称为光通信中的“万用表”。为了更好地解决传统OTDR价格相对昂贵、无法进行实时监测等弊端,明确提出了一种采用虚拟仪器技术设计的基于PC的OTDR新方案,采用PC-DAQ系统结构,由数据采集卡和数据处理方法两大部分组成,可实现光纤回传数据信号的实时采集、存储和解析,具有一定的工程实用价值。

新型液压蓄能式风力发电机组监控系统设计

由于新型液压蓄能式风力发电机组的关键机理、核心部件、工作模式和控制方案均进行了创新设计,现有的监控系统无法直接应用于该类新型风力机。针对新型风力发电机组工作原理和监控需求,以罗克韦尔公司的FactoryTalk View为平台,设计监控系统方案,规划监控系统功能,完成通信配置、数据库构建和监控界面等开发,研发了新型液压蓄能式风力发电机组的监控软件,并应用于600 kW液压蓄能式风力发电试验机组中,实现了对机组实时的远程监控功能。

某院PIVAS智能环境实时监控系统的建立与应用

目的保障静脉用药调配中心(PIVAS)输液调配质量及患者的用药安全。方法医院依托PIVAS洁净室安全生产监测及预警平台,与某公司联合开发了可实现洁净室净化空调系统与操作台智能控制,以及浮游菌及尘埃粒子、压差及温湿度、净化机组状态等的动态监测及预警功能的智能环境实时监控系统。比较系统运行前(2021年7月至12月)、运行后(2022年1月至6月)的相关指标监测结果。结果与系统运行前比较,系统运行后异常监测结果月均发现次数与压差月均正常天数均显著增多(P<0.05);异常监测次均处理用时与浮游菌检测及报告用时均显著缩短(P<0.05);各监测位置(除百级操作台外)浮游菌及尘埃粒子的实时监测数值均显著下降(P<0.05)。结论该系统实现了PIVAS洁净室环境关键指标的实时收集、动态监测及预警,有效地保证了PIVAS输液的安全生产及全流程信息可追溯,推动了智慧PIVAS体系的建设,进一步保障了患者的用药安全。

造纸污水处理自动监控系统设计

重点研究一种创新的造纸污水连续深度处理自动监控系统,满足造纸过程中对污水处理监测的需求。首先,分析了试验型造纸污水光电催化深度处理系统的技术原理和特点,明确了监控系统的功能需求、设计目标和总体架构。其次,详细阐述了上位机和下位机系统的设计方法和实现步骤。为了评估监控系统的性能和效果,选取甲基绿染料废水作为模拟造纸污水,进行了光电催化深度处理实验,并对监控系统进行了全面的调试和运行测试。实验结果表明,监控系统能够有效地实现造纸污水连续深度处理的自动化,具有较高的稳定性和可靠性。

基于数字孪生的数据中心机房设备耗电可视化监控系统设计

为提升数据中心机房设备耗电监控效果及可视化监控系统的实时性,提出基于数字孪生的数据中心机房设备耗电可视化监控系统设计。首先,在数字孪生技术的基础上完成系统架构及功能的设计;其次,构建源数据矩阵,计算矩阵的欧氏距离,并通过K-means聚类算法实现设备耗电的聚类处理;最后,利用数字孪生技术将映射真实物理车间到虚拟车间,引入孪生实体概念表达机房部件,融合数据中心机房设备故障数据,构建网络神经模型训练样本数据,生成新的故障诊断模型,实现基于数字孪生的数据中心机房设备耗电可视化监控。结果表明,所提方法的数据中心机房设备耗电监控系统的可视化效果好、设备耗电监控结果好,可为数据管理提供可靠的技术支撑。