[发明专利]边缘计算架构的堆场煤炭自燃预警装置和预警方法

权利要求书

1.一种边缘计算架构的堆场煤炭自燃预警装置，其特征在于，包括：

子节点，用于负责煤场的数据采集、处理以及外设响应与任务调度，控制不同传感器数据采样速率与采样精度的调节；

边缘服务器，所述边缘服务器获取本区域内的节点数据并通过评估自己当前的算力、通信质量和功耗以确定当前计算任务的执行策略；

云端服务器，所述云端服务器通过所述边缘服务器获取需要执行的计算任务，并经过计算之后输出预警信息；

所述子节点将采集到的数据通过无线模块发送到其所在区域的所述边缘服务器，所述边缘服务器在收到所述子节点发送的数据后部署训练好的LSTnet网络，所述边缘服务器在综合考虑算力、功耗和信道质量后，选出对应的计算策略对数据进行处理，并发送给所述云端服务器，所述云端服务器对接收的信息进行处理后生成预警信息并将所述预警信息展示给用户。

2.根据权利要求1所述的边缘计算架构的堆场煤炭自燃预警装置，其特征在于，所述子节点包括：

温湿度检测传感器，对煤炭自燃层的温度、湿度参数进行监测；

自燃特征气体浓度检测器，对煤炭自燃过程中产生的特征气体浓度进行监测；

所述温湿度检测传感器将检测到的煤炭自燃层的温度和湿度参数通过无线通信模块发送到其所在区域的所述边缘服务器，所述自燃特征气体浓度检测器将检测到的特征气体浓度进行监测通过所述无线通信模块发送到其所在区域的所述边缘服务器。

3.根据权利要求1所述的边缘计算架构的堆场煤炭自燃预警装置，其特征在于，所述边缘服务器包括：

算力评估模块，用来评价当前系统的算力是否能够支持计算其负责区域的数据处理任务算力评估模块；

通信质量评估模块，用来监测当前信道的通信质量；

功耗评估模块，用来评估当前系统功耗；

通过所述算力评估模块、所述通信质量评估模块、所述功耗评估模块的综合评估结果来决定LSTnet网络的模型卸载策略，通信模块负责将边缘服务器计算的结果或者提取到的中间特征传输到云端服务器。

4.根据权利要求1所述的边缘计算架构的堆场煤炭自燃预警装置，其特征在于，所述云端服务器包括：数据收集模块、计算模块、控制模块和预警模块，所述数据收集模块将从边缘服务器收集到的数据中剔除已经毁坏的数据并传给所述计算模块，所述计算模块拿到数据并判断自己需要执行的计算任务对数据进行处理并输出最终的预测结果并将结果传送到所述控制模块，所述控制模块接收到预警信息后控制所述预警模块通知用户，用户根据预警信息做出相应的预防措施。

5.一种边缘计算架构的堆场煤炭自燃的预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：部署在煤堆中的节点进行采集数据，并且节点将采集到的原始数据发送到其所对应的边缘服务器；

S2：边缘服务器拿到本区域内的节点数据之后评估自己当前的算力、通信质量和功耗以判断当前计算任务的执行策略，从执行策略获取的数据从边缘服务器传输到云端服务器；

S3：云端服务器在接收到边缘服务器发送过来的数据之后检测自己需要执行的计算任务，经过计算之后输出预警信息；

S4：用户在获取预警信息后进行人工干预消除自然风险。

6.根据权利要求5所述的边缘计算架构的堆场煤炭自燃的预警方法，其特征在于，所述步骤S2中：边缘服务器的执行策略通过评估自己的算力、通讯质量和功耗进行判断，并将判断的结果输送给所述云端服务器。

7.根据权利要求6所述的边缘计算架构的堆场煤炭自燃的预警方法，其特征在于，若信道质量良好，边缘服务器直接把原始数据发送到云端消耗的电量小于在边缘服务器执行部分计算任务之后将提取到的特征发送到云服务器消耗的电量，并且小于直接在边缘服务器计算出结果消耗的电量，则原始数据直接发到云服务器计算。