W85-群智感知計算技術智慧煤礦綜合應用實訓平臺

一、平臺簡介

       智慧煤礦工業實訓沙盤是一款融合群智計算、開源鴻蒙OpenHarmony技術、華為OpenGauss數據庫、智能裝備、物聯網、數據采集與邊緣服務、工業互聯網標識解析、人工智能視覺分析的實訓系統。按照工業互聯網的架構自頂而下依次包括邊緣服務器及工業互聯網云平臺，鴻蒙網關，工業網絡及無線傳感網絡，嵌入式人工智能控制器，以及能夠滿足煤礦開采、煤流運輸、煤礦輸送、通風防塵、安全監控等應用場景；還提供豐富的課程資源和應用開發案例，具有協同分組實驗實訓、科研開發與應用創新的功能。
       系統涵蓋邊緣服務器及工業互聯網平臺、工控機、工業現場總線網絡、PLC工業控制器及HMI觸摸屏、采煤機械裝置、機械手、煤流輸送帶、原煤礦石、稱重傳感器、運輸小車、電子圍欄、攝像頭、機器視覺檢測模塊，以及粉塵、可燃氣體、溫濕度、風速等煤礦礦區環境監測傳感器等工業常見設備，結合工業智能網關、邊緣服務器及工業互聯網平臺，通過工業現場總線和無線自組網通信技術，實現煤礦開采、煤流運輸、煤礦輸送、通風防塵、安全監控等整體生產流程，達到工業生產跟蹤、產線生產數量統計、設備運行狀態監測、質量統計、生產流程追溯等智慧化管理。
 

二、課程資源

支持《PLC控制系統》布線實訓和控制系統編程開發的課程：

名稱	內容	課時（45分鐘）
報警燈控制	包含PLC和組態顯示屏兩部分	1-2
操作按鈕的控制實驗	包含PLC和組態顯示屏兩部分	1-2
氣動設備壓力檢測實驗	包含PLC和組態顯示屏兩部分	1-2
輸送帶電機啟停控制實驗	包含PLC和組態顯示屏兩部分	1-2
直線運動絲桿電機氣動抓手控制實驗	包含PLC和組態顯示屏兩部分	1-2
直線運動絲桿電機三軸的獨立控制實驗	包含PLC和組態顯示屏兩部分	1-2
直線運動絲桿電機的定位控制實驗	包含PLC和組態顯示屏兩部分	1-2
直線運動絲桿電機整體運動控制實驗	包含PLC和組態顯示屏兩部分	1-2
傳送帶到位檢測控制實驗	包含PLC和組態顯示屏兩部分	1-2

支持《嵌入式單片機控制系統》實訓和控制系統編程開發的課程：

名稱	內容	課時
傳送帶到位檢測實驗	嵌入式單片機控制系統開發	1-2
傳送帶運動控制實驗	嵌入式單片機控制系統開發	1-2
機械手操作控制實驗	嵌入式單片機控制系統	1-2
AGV小車操作控制實驗	嵌入式單片機控制系統	1-2

支持《智能網關應用與接入系統》應用開發的課程：

名稱	內容	課時
AGV車輛運輸系統實訓開發：	包含功能概述、系統組成、硬件電氣連 接說明、控制原理說明、AGV小車尋跡控制、Android網關軟件流程處理、車輛遠程控制、道路RFID標簽遠程讀取、系統測試；	2
直線運動機構系統實訓開發：	包含功能概述、系統組成、硬件電氣連接說明、控制原理說明、堆垛機倉儲存取控制、Android網關軟件流程處理、堆垛機遠程控制、系統測試；	2
工業多自由度機器臂的系統實訓開發：	包含功能概述、系統組成、硬件電氣連接說明、控制原理說明、多自由度控制、Android網關軟件流程處理、機器臂遠程控制、系統測試；	2
流水線傳輸系統實訓開發：	包含功能概述、系統組成、硬件電氣連接 說明、控制原理說明、傳送帶到位檢測與控制、Android網關軟件處理、傳輸帶遠程控制、系統測試；	2
變頻器系統實訓開發：	包含功能概述、系統組成、硬件電氣連接說明、控制原理說明、電機控制、Android網關軟件處理、系統測試；	2
工業級RS485傳感器遠程采集與控制：	提供溫濕度、光照度、粉塵、可燃氣體濃度采集，電壓電流電量能耗采集及可視化顯示；	2

支持《機器視覺檢測應用開發》：

名稱	內容	課時
人工智能實驗案例	包含OpenCV環境搭建、Tensorflow安裝、Pytorch環境配置、Python開發環境安裝，提供顏色識別、安全帽視覺檢測等	6

支持《邊緣服務及工業互聯網運維》的課程：

名稱	內容	課時
搭建NodeJS開發環境搭建	原理、步驟、系統測試	2
Node-Red部署	原理、步驟、系統測試	2
Node-red節點開發	原理、步驟、系統測試	2
低代碼開發平臺實現串口通信	原理、步驟、系統測試	1
低代碼開發平臺實現TCP通信	原理、步驟、系統測試	1
低代碼開發平臺實現UDP通信	原理、步驟、系統測試	1
低代碼開發平臺實現MQTT通信	原理、步驟、系統測試	2
低代碼開發平臺實現可視化看板	原理、步驟、系統測試	2
信息管理系統應用實訓	提供工業互聯網Web信息管理開發實訓案例5個，如SpringMVC+Mybatis環境搭建、工廠用戶登錄、工廠訂單查詢、工件信息統計圖展示、工廠環境實時監測等；	2

三、提供教學案例

序號	名稱	內容
1.	智慧煤礦導論	課程內容包含課程介紹、行業需求、智慧煤礦技術誕生、關鍵技術及發展沿革。
2.	煤礦時序數據采集	課程內容需覆蓋：以自動化系統為例，講解時序數據基本概念，煤礦通風、壓風、供電、排水、智能綜采和智能掘進系統等自動化系統的時序數據采集，包含數據類型、協議、采集方法。
3.	煤礦結構化數據采集	課程內容需覆蓋：以安監系統為例，講解結構化數據基本概念，應用ETL對瓦斯、水害、沖擊地壓等數據進行采集。
4.	數據可視化-界面定制化開發	課程內容需覆蓋：介紹智慧煤礦開發過程中常用的數據可視化開發模式、常用圖表工具，定制化前端數據可視化開發框架、步驟、應用需求。
5.	數據可視化-三維透明地質	課程內容需覆蓋：數字孿生技術等常用技術，利用地質地理信息、工程數據等構建煤礦地質模型的相關方法，在三維地質、水文地質初始模型基礎上融入煤礦采掘系統新的數據信息進行模型優化和動態更新。講述屬性空間插值與評價方法。三維透明地質模型在采礦系統工程、礦山生產與安全管控系統中的應用。
6.	人工智能-AI視頻分析	課程內容需覆蓋：AI視頻分析業務全流程，包括，設備接入、數據傳輸、樣本采集、數據標注、模型訓練/優化、模型部署/升級、AI識別及推理、告警、數據存儲等。
7.	平臺運維-網絡運維	課程內容需覆蓋：聚焦智能礦山應用的5G專網，講解的規劃、部署、應用場景，重點講解5G專網的運維。基站和核心網設備管理、網絡參數優化方法。
8.	平臺運維- Rancher+K8s	課程內容需覆蓋：部署工具類K8s、Rancher基礎概念、環境搭建、應用部署、運維監控（日常關注的點）、調試調優。
9.	數據綜合應用-智能煤礦綜合調度	課程內容需覆蓋：講解跨系統綜合調度的原理、在智慧煤礦中數據綜合應用的流程、煤礦綜合調度的應用場景。具體案例如：建設人員定位系統、進行告警和等級設定，根據發生告警的位置及災害類型進行實時避災路線的生成，通過算法對不同位置人員推送不同避災路線，自動觸發發送告警廣播、自動撥打5G和電話專網語音電話、自動人員定位卡震動等聯動。

四、案例實景

 
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