基于云平臺(tái)的礦山機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)

張?jiān)戮?/p>

（甘肅省定西市臨洮農(nóng)業(yè)學(xué)校，甘肅 定西 730500）

1 基于云平臺(tái)的礦山機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 硬件設(shè)計(jì)

在礦山作業(yè)中，為了能夠利用云計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)工作中隨時(shí)隨地對(duì)共享資源池進(jìn)行訪問(wèn)，需要搭建一個(gè)合理的系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)云平臺(tái)架構(gòu)。搭建的硬件層級(jí)架構(gòu)如下圖所示：

圖1 基礎(chǔ)云平臺(tái)層級(jí)架構(gòu)

該架構(gòu)中包括3個(gè)服務(wù)器，這3個(gè)服務(wù)器中的資源分別用來(lái)計(jì)算、存儲(chǔ)和共享，基礎(chǔ)云平臺(tái)是使用Openstack管理平臺(tái)進(jìn)行搭建，利用該管理平臺(tái)對(duì)這3個(gè)服務(wù)器進(jìn)行管理。該平臺(tái)具有兩種模式，基礎(chǔ)設(shè)施模式與平臺(tái)即服務(wù)模式[2]?；A(chǔ)設(shè)施模式主要是負(fù)責(zé)檢測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、計(jì)算，它使用了虛擬化技術(shù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)資源、礦山下日常數(shù)據(jù)的檢測(cè)資源以及層級(jí)架構(gòu)中上層的各個(gè)模塊資源，將這些資源都聚集在了虛擬資源池中。

隨著監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)展，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)不能支持海量數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，因此，數(shù)據(jù)表包含空間屬性中列族的位置坐標(biāo)。構(gòu)建基礎(chǔ)云平臺(tái)層級(jí)架構(gòu)更加有利于決策人員實(shí)時(shí)快速的處理多地點(diǎn)、多指標(biāo)的決策支持問(wèn)題，使之成為礦山安全預(yù)測(cè)的重要保障。

1.2 軟件設(shè)計(jì)

在完成硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。軟件著重設(shè)計(jì)的部分就是監(jiān)控系統(tǒng)的可靠度算法。在物聯(lián)網(wǎng)中，基于云平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)的可靠度算法是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵之處?？煽慷鹊木_算法是指通過(guò)樹(shù)和圖等工具，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，再用數(shù)學(xué)方法精確計(jì)算。

本文選擇了因子分解算法，該算法在實(shí)際應(yīng)用中方便有效，尤其是對(duì)于大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，能夠抑制信號(hào)抖動(dòng)，其典型公式為：

R(G)為可靠度，Pe為事件e的概率，R(G＊e)與R(G-e)為可靠度因子。在物聯(lián)網(wǎng)礦山機(jī)電智能設(shè)備中，需要實(shí)現(xiàn)采集控制終端的數(shù)據(jù)通信功能。這就需要在解析程序中設(shè)定URL，并通過(guò)Wifi去解析，其流程主要是：通過(guò)整體數(shù)據(jù)得到網(wǎng)址、POST/GET和數(shù)據(jù)內(nèi)容，利用網(wǎng)址進(jìn)一步解析能夠得到文件名、地址以及端口號(hào)。在進(jìn)行解析注冊(cè)時(shí)，需要提供一個(gè)服務(wù)ID碼，利用該ID碼作為標(biāo)識(shí)并存入后臺(tái)數(shù)據(jù)創(chuàng)建新的主機(jī)，解析調(diào)用數(shù)據(jù)信息進(jìn)行大容量存儲(chǔ)。至此完成了整個(gè)基于云平臺(tái)的礦山機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2 實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的基于云平臺(tái)的礦山機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的有效性，設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)驗(yàn)一共分成5組，每組包括不同數(shù)量的信息，分別使用現(xiàn)有的系統(tǒng)與本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并上傳，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

表1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)表1可以看出，在5組實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)最多能夠存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)只有500條，本文系統(tǒng)最多能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)能夠達(dá)到1000條，比傳統(tǒng)的系統(tǒng)多存儲(chǔ)500條，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的基于云平臺(tái)的礦山機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的有效性。

3 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的礦山機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量少，因此設(shè)計(jì)一個(gè)基于云平臺(tái)的礦山機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)。在硬件設(shè)計(jì)中，搭建基礎(chǔ)云平臺(tái)層級(jí)架構(gòu)，將各個(gè)模塊中的資源整合在同一層級(jí)，方便資源的共享和調(diào)取；在軟件設(shè)計(jì)中，確定了因子分解作為可靠度算法，能夠抑制信號(hào)抖動(dòng)，在解析程序中利用Wifi解析URL文件，至此完成了基于云平臺(tái)的礦山機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的有效性，設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)最多能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)比傳統(tǒng)系統(tǒng)多500條，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)系統(tǒng)的有效性。