井下数据处理方法、设备及其介质

技术领域

本发明涉及井下数据处理技术领域，尤其涉及一种井下数据处理方法、设备及其介质。

背景技术

煤矿作业环境的场景、结构、光线、信号常常发生变化，令煤炭作业较为困难且容易发生事故。随着计算机技术、通信技术、微电子技术的迅速发展，多传感器数据融合技术受到普遍关注和广泛应用，将其应用于煤炭作业领域，用于环境感知，大大降低了煤矿下作业的难度。

在现有技术中，通过设置在井下的传感器感知井下环境数据，通过数据采集装置采集感知的井下环境数据，数据采集装置将采集到的井下环境数据传输至数据平台中心，数据平台中心对井下环境数据进行处理分析，实现井下生产安全重要环节涉及到的各种现场监测数据以及井下设备的能耗数据进行记录、处理、存档、分析，实现信息的可视化，为煤矿安全生产提供有力的保障。现有技术中，所有算力都集中在数据平台中心处理，井下采场设备与数据平台中心距离远、网络传输环节多，存在数据传输有延时、容易丢失数据、对数据平台中心依赖度高等问题，可能会导致煤矿安全事故的发生。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中所有算力都集中在数据平台中心处理，井下采场设备与数据平台中心距离远、网络传输环节多，存在数据传输有延时、容易丢失数据、对数据平台中心依赖度高等问题，本发明提供一种井下数据处理方法，对数据平台中心依赖度低，避免数据易丢包、数据传输有延时的情况，提高了井下作业安全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种井下数据处理方法，所述方法包括：

S1，基于井下需求在数据平台中心确定抽象设备的属性；

S2，根据确定的抽象设备属性在数据库中查找匹配的对象模型；

若匹配成功，则直接下发对象模型至数据采集装置；

若匹配不成功，则建立新的对象模型、或修改已经创建的对象模型；

S3，至少一个所述数据采集装置根据对象模型与设置在井下的若干井下采场设备数据交互，所述数据采集装置获取井下采场设备采集的井下环境数据；

S4，所述数据采集装置处理所述井下环境数据，并将处理结果及井下采场设备的相关信息传输至所述数据平台中心；

S5，所述数据平台中心接收并显示处理结果。

进一步，具体地，所述方法还包括：

S6，根据井下需求动态调试所述对象模型，将调试完的对象模型下发至所述数据源采集装置，所述数据采集装置重新加载，基于调试完的对象模型处理井下采场设备采集的井下环境数据。

进一步，具体地，在所述步骤S1中，所述抽象设备的建立包括以下步骤：

S11，获取所述井下采场设备的设备信息；

S12，根据所述设备信息，获取所述井下采场设备的设备抽象规则；

S13，根据所述设备信息和所述设备抽象规则创建所述井下采场设备对应的抽象设备。

进一步，具体地，所述设备信息包括所述井下采场设备的类型。

进一步，具体的，在步骤S2中，查找匹配的对象模型的匹配条件为：将抽象设备的属性与对向模型中的属性一一对比，若两者一致则匹配成功，反之则匹配不成功。

进一步，具体地，所述属性包括井下采场设备的IP、地址，状态，报警值、采集频率以及控制关系；

匹配成功的所述对象模型包括每个抽象设备属性和每个抽象设备属性包含的参数。

进一步，具体地，所述数据采集装置的数量为多个，相邻所述数据采集装置之间相互连接；

每个所述数据采集装置均与所述井下采场设备连接。

进一步，具体地，每个所述数据采集装置包括存储模块，用以存储处理结果。

一种计算机设备，包括：

处理器；

存储器，用于存储可执行指令；

其中，所述处理器用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现如上所述的井下数据处理方法。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，使得处理器实现如上所述的井下数据处理方法。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的一种井下数据处理方法，基于抽象设备属性匹配设置对应的对象模型，将设置的对象模型下发至数据采集装置，用以实现对数据的采集和分析，以及对各个井下采场设备的控制，对数据平台中心依赖度低，避免数据易丢包、数据传输有延时的情况，提高了井下作业安全；

(2)本发明数据采集装置对井下环境数据分析处理，无需将数据传输到数据平台中心处理后再将结果下发到数据采集装置进行执行，提高了数据实时性；

(3)当井下环保变化导致数据处理方法需要修改时,本发明只需修改对应的对象模型，将修改的对象模型下发到对应的数据采集装置，避免了直接到硬件设备上进行程序修改或更换硬件，使得数据采集装置可复用，降低了改造成本；

(4)本发明数据采集装置对井下环境数据分析处理，数据采集装置与数据平台中心通信中断时，数据采集装置能够对接入的井下采场设备的数据进行分析处理以及对各个井下采场设备的控制，通信恢复后将中断数据上传到平台，避免了因网络环境不稳定导致的丢包率增高、实时数据不可靠的问题，具备离线数据同步的作用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例一的方法流程示意图。

图2是本发明实施例一的结构架构图。

图3是本发明实施例二的计算机设备硬件结构示意图

图中10、计算机设备；1002、处理器；1004存储器；1006、传输装置。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

本申请实施例提供了一种井下数据处理方法，如图1-2所示，方法包括：

S1，基于井下需求在数据平台中心确定抽象设备的属性；

需要说明的是，抽象设备为物理设备的抽象，在本实施例中，物理设备为井下采场设备，抽象设备与井下采场设备为一一对应关系，井下采场设备包括传感器、显示器、信号灯以及摄像机等。

在步骤S1中，抽象设备的建立包括以下步骤：

S11，获取井下采场设备的设备信息；

S12，根据设备信息，获取井下采场设备的设备抽象规则；

S13，根据设备信息和设备抽象规则创建井下采场设备对应的抽象设备。

其中，设备信息包括井下采场设备的类型，如：氧气监测传感器，一氧化碳监测传感器，温度监测传感器，湿度监测传感器，风速监测传感器以及声光报警器，但不仅限如此；抽象设备的属性包括井下采场设备的IP、地址，状态，报警值、采集频率以及控制关系，但不仅限如此。

S2，根据确定的抽象设备的属性在数据库中查找匹配的对象模型；

若匹配成功，则直接下发对象模型至数据采集装置；

若匹配不成功，则建立新的对象模型、或修改已经创建的对象模型；

需要说明的是，查找匹配的对象模型的匹配条件为：将抽象设备的属性与对向模型中的属性一一对比，若两者一致则匹配成功，反之则匹配不成功。

其中，匹配成功的对象模型包括每个抽象设备属性和每个抽象设备属性包含的参数，每个抽象设备属性包含的参数。即抽象设备属性具体的数值。

S3，至少一个数据采集装置根据对象模型与设置在井下的若干井下采场设备数据交互，数据采集装置获取井下采场设备采集的井下环境数据；

S4，数据采集装置处理井下环境数据，并将处理结果及井下采场设备的相关信息传输至数据平台中心；其中井下采场设备的相关信息包括设备实时数据，设备状态(正常，报警，故障，检修，调试)以及设备运行时间，但不仅限如此。

S5，数据平台中心接收并显示处理结果，

为了进一步说明本实施例，以井下需求A为：对一氧化碳，氧气监测值正常时显示屏绿色显示监测值，监测值超过设置报警值后声光报警器报警，通过扬声器广播相应预案，显示屏红色显示监测值，并提示超限为例详细说明本实例。设置的井下采场设备包括：一个一氧化碳传感器，一个氧气，一个声光报警器，一个显示屏以及一个扬声器，根据井下需求确定抽象设备的属性，属性包括：设备对应IP，设备地址，报警值(一氧化碳，氧气)、采集频率以及对应控制关系；根据确定的抽象设备属性在数据库中查找匹配的对象模型，若匹配不成功，则在数据平台中心新建对象模型，新建完成后，对象模型中每个抽象设备属性的包含的参数进行赋值，如一氧化碳超限报警值为24ppm，并将对象模型下发至数据采集装置；数据采集装置根据对象模型配置的属性参数对获取的井下环境数据进行处理，超过设定报警值后根据对应控制关系驱动声光报警器，显示屏以及扬声器工作。数据采集装置还将处理结果传输至数据平台中心显示。

在本实施例中，数据采集装置的数量为多个，相邻数据采集装置之间相互连接。

在本实施例中，由于相邻数据采集装置之间相互连接，如第一数据采集装置和第二数据采集装置连接，数据采集装置之间能够数据交互，如当第一数据采集装置用以实现井下需求A，第二数据采集装置用以实现井下需求B，井下需求包括井下需求A，第一数据采集装置可以直接将处理的数据结果传输给第二数据采集装置，能够有效减少第二数据采集装置处理时间，提高处理效率。

具体的，当井下需求B包括井下需求A以及还需要控制信号灯进行车辆管理(如：车辆数量超过设定值后禁止进入，允许类型车辆才能进入，车辆在规定时间才能进入)

设置的井下采场设备还包括：信号灯，对应的属性还包括：允许车辆进入数量，允许进入车辆类型，允许进入时间以及车辆实际数据。此时根据确定的抽象设备属性在数据库中查找匹配的对象模型时，可以直接在井下需求A建立的对象模型上修改，增加允许车辆进入数量，允许进入车辆类型，允许进入时间以及车辆实际数据相关参数的数值，并并对修改的对象模型进行存储。数据采集装置实现井下需求A还将根据车辆进入数量(车辆数超过设定值后禁止驶入)，进入车辆类型(只有设定车辆类型可以进入)，进入时间(规定时间内信号灯放行，进入)与信号灯进行联动，对车辆管理。

在本实施例中，每个数据采集装置包括存储模块，用以存储处理结果。相对于现有技术中，数据平台中心用以实现对数据的分析，以及对各个井下采场设备的控制，若数据采集装置与数据平台中心之间通信异常，使得井下环境数据不能够及时、有效地上传，本实施例中的数据采集装置通过设置的对象模型用以实现对数据的分析，以及对各个井下采场设备的控制，设置的存储模块能够存储分析结果，当通信恢复后，再将分析结果传输至数据平台中心，避免了容数据丢失以及会使对突发的紧急情况了解不及时、处理不到位现状发生，提高了井下作业的安全性。

在本实施例中，方法还包括：

S6，根据井下需求动态调试对象模型，将调试完的对象模型下发至数据源采集装置，数据采集装置重新加载，基于调试完的对象模型处理井下采场设备采集的井下环境数据。其中，动态调试对象模型为调整对象模型抽象设备属性参数。

综上所述，本发明的有益效果是：

(1)本发明的一种井下数据处理方法，基于抽象设备属性匹配设置对应的对象模型，将设置的对象模型下发至数据采集装置，用以实现对数据的采集和分析，以及对各个井下采场设备的控制，对数据平台中心依赖度低，避免数据易丢包、数据传输有延时的情况，提高了井下作业安全；

(2)本发明数据采集装置对井下环境数据分析处理，无需将数据传输到数据平台中心处理后再将结果下发到数据采集装置进行执行，提高了数据实时性；

(3)当井下环保变化导致数据处理方法需要修改时,本发明只需修改对应的对象模型，将修改的对象模型下发到对应的数据采集装置，避免了直接到硬件设备上进行程序修改或更换硬件，使得数据采集装置可复用，降低了改造成本；

(4)本发明数据采集装置对井下环境数据分析处理，数据采集装置与数据平台中心通信中断时，数据采集装置能够对接入的井下采场设备的数据进行分析处理以及对各个井下采场设备的控制，通信恢复后将中断数据上传到平台，避免了因网络环境不稳定导致的丢包率增高、实时数据不可靠的问题，具备离线数据同步的作用。

实施例2

本申请实施例提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器和存储器，该存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，该至少一条指令或该至少一段程序由该处理器加载并执行以实现如上述方法实施例所提供的一种井下数据处理方法。

图3示出了一种用于实现本申请实施例所提供的一种井下数据处理方法的设备的硬件结构示意图，设备可以参与构成或包含本申请实施例所提供的装置或系统。如图3所示，计算机设备10可以包括一个或多个处理器1002(处理器可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)、用于存储数据的存储器1004、以及用于通信功能的传输装置1006。除此以外，还可以包括：显示器、输入/输出接口(I/O接口)、通用串行总线(USB)端口(可以作为I/O接口的端口中的一个端口被包括)、网络接口、电源和/或相机。本领域普通技术人员可以理解，图3所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，计算机设备10还可包括比图3中所示更多或者更少的组件，或者具有与图3所示不同的配置。

应当注意到的是上述一个或多个处理器和/或其他数据处理电路在本文中通常可以被称为“数据处理电路”。该数据处理电路可以全部或部分的体现为软件、硬件、固件或其他任意组合。此外，数据处理电路可为单个独立的处理模块，或全部或部分的结合到计算机设备10(或移动设备)中的其他元件中的任意一个内。如本申请实施例中所涉及到的，该数据处理电路作为一种处理器控制(例如与接口连接的可变电阻终端路径的选择)。

存储器1004可用于存储应用软件的软件程序以及模块，如本申请实施例中的一种井下数据处理方法对应的程序指令/数据存储装置，处理器通过运行存储在存储器1004内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的一种方法。存储器1004可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器1004可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机设备10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输装置1006用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机设备10的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置1006包括一个网络适配器(Network Interface Controller，NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置1006可以为射频(Radio Frequency，RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

显示器可以例如触摸屏式的液晶显示器(LCD)，该液晶显示器可使得用户能够与计算机设备10(或移动设备)的用户界面进行交互。

实施例3

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质可设置于服务器之中以保存用于实现方法实施例中一种井下数据处理方法相关的至少一条指令或至少一段程序，该至少一条指令或该至少一段程序由该处理器加载并执行以实现上述方法实施例提供的一种井下数据处理方法。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络服务器中的至少一个网络服务器。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

实施例4

本发明实施例还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各种可选实施方式中提供的一种井下数据处理方法。

需要说明的是：上述本申请实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本申请特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备和存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。