[发明专利]一种基于云平台的数字化矿山能效管控系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于云平台的数字化矿山能效管控系统及方法，包括分布在矿山的若干现场设备、若干边缘计算服务器、业务分配服务器；现场设备通过无线通信将现场数据发送至边缘计算服务器；边缘计算服务器通过以太网与业务分配服务器通信连接；业务分配服务器通过互联网与云平台通信连接。本发明通过分区设置多个边缘计算服务器，均衡化各个边缘计算服务器的计算负荷，降低现场设备与边缘计算服务器的能耗；本发明通过专门设置的业务分配服务器，能够根据故障情况智能分配计算任务，保证了智慧矿山的可靠性安全性以及矿山能效的智能化管控。

技术领域

本发明涉及智慧矿山监测技术领域，尤其涉及一种基于云平台的数字化矿山能效管控系统及方法。

背景技术

现如今，智慧矿山逐步发展，相应的需要使用大量的智能设备，产生大量的数据，这就对智慧矿山的数据分析处理设备提出了很高的要求。一方面需要具有很强的计算能力，能够对大量数据进行准确分析计算；一方面对通讯时长提出了较高的要求，能够保证数据处理的及时有效。

现有技术中基于云计算的智慧矿山依托于云平台的超强计算能力，其能够对大量矿山数据进行分析计算，但是需要矿山的全部设备具备联网能力，且大量设备需要具有无线联网功能，能耗巨大，且数据需要经过长距离的传输，无法保证实时性。现有技术中也有将分析处理设备设置于矿山现场的处理方式，但是这种方式通常需要设置多个现场计算设备。而矿山地理位置偏远、环境复杂恶劣，为了保证数据采集和控制的可靠性，需要设置多个冗余设备。并且很多现场设备难以布线必须采用电池供电，即使布线的设备也需要矿山供电系统进行电力分配，而矿山容易产生的各类应急事件时常会调用备用电源进行供电。因此，对现场设备的能效管理是必须解决的技术问题。

中国发明专利CN112929074B提出一种卫星和高空平台协助的星地边缘计算任务卸载方法，通过地面用户设备选择关联的高空平台；地面用户设备利用多输入多输出MIMO传输，将计算任务卸载到高空平台；高空平台也可以利用多输入多输出MIMO传输将地面用户设备的计算任务卸载到低轨卫星；高空平台和低轨卫星会协作处理地面用户设备的计算任务，并合理分配计算资源以减少能耗；在多输入多输出MIMO边缘计算中，地面用户设备或高空平台使用相同的时域和频域资源，能提高计算卸载的效率，从而解决减少传输能量消耗和降低通信时延的技术问题。但是，该发明专利首先并未详细记载其采用的能量消耗模型，本领域技术人员无法将该发明专利的技术应用于智慧矿山领域；其次该发明专利需要依赖于卫星和高空平台的通信与计算，成本过高、难以在矿山中推广使用。中国发明专利CN111739253B提出一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统及其管理方法，包括前端装备系统、信息处理系统和管理终端，前端装备系统与信息处理系统信号相连，管理终端与信息处理系统信号相连，前端装备系统包括应急防护服、供氧模块、供电模块、照明模块和监测模块，供氧模块、供电模块、照明模块和监测模块均安装于应急防护服的侧部。该发明专利基于现场设备进行分析处理，而并未采用云计算方式，其计算处理性能较差，并且仅仅涉及通风设备的节能控制，而未全面考虑现场大量设备的能效管理。综上，现有技术并未根据矿山环境复杂恶劣、易发应急故障的特点，针对矿山设备的能效问题进行高效管控。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于云平台的数字化矿山能效管控系统及方法。

技术方案：

第一方面，本发明提出一种基于云平台的数字化矿山能效管控系统，包括，分布在矿山的若干现场设备、若干边缘计算服务器、业务分配服务器；

现场设备通过无线通信将现场数据发送至边缘计算服务器；

边缘计算服务器通过以太网与业务分配服务器通信连接；

业务分配服务器通过互联网与云平台通信连接；

优选地，业务分配服务器用于读取矿山计算任务的任务属性信息，获取每个边缘计算服务器的服务器属性信息，并根据任务属性信息和服务器属性信息进行计算任务的分配；