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申请/专利权人：中国矿业大学

摘要：一种基于数据与物理模型的作业场所粉尘浓度预测系统及方法，系统：传感监测网络包括多个传感监测单元，传感监测单元包括粉尘浓度监测模块、温湿度监测模块、风速监测模块、数据传输模块一和微控制器一；空间建模单元包括多个激光传感器、多组相机矩阵、数据传输模块二和微控制器二；数据中央处理单元包括中央数据库、三维空间重筑处理模块、粉尘浓度场计算模块、双驱动粉尘浓度预测计算模块、数据传输模块三和处理器。方法：利用双驱动粉尘浓度预测计算模块进行作业场所粉尘浓度分布的计算；通过可视化客户端实时显示待监测作业场所三维模型和粉尘浓度分布数据。该系统及方法能够实时、全面、准确地反映作业场所内不同位置处的粉尘浓度分布数据。

主权项：1.一种基于数据与物理模型的作业场所粉尘浓度预测系统，传感监测网络；其特征在于，还包括数据中央处理单元、空间建模单元和可视化客户端；所述传感监测网络包括多个传感监测单元，多个传感监测单元布置在待监测作业场所内的不同位置；所述传感监测单元包括粉尘浓度监测模块、温湿度监测模块、风速监测模块、数据传输模块一和微控制器一；所述微控制器一分别与粉尘浓度监测模块、温湿度监测模块、风速监测模块和数据传输模块一连接；所述粉尘浓度监测模块用于实时采集环境中的粉尘浓度信号；所述温湿度监测模块用于实时采集环境中的温湿度信号；所述风速监测模块用于实时采集环境中的风速信号；所述微控制器一用于根据粉尘浓度信号、温湿度信号和风速信号获得粉尘浓度数据、温湿度数据和风速数据，并用于根据内部的时针模块对粉尘浓度数据、温湿度数据和风速数据进行时序处理，同时，用于将时序化的粉尘浓度数据、温湿度数据和风速数据通过数据传输模块一向外部进行传输；所述空间建模单元包括多个激光传感器、多组相机矩阵、数据传输模块二和微控制器二，所述微控制器二分别与多个激光传感器、多组相机矩阵和数据传输模块二连接；多个激光传感器分布在待监测作业场所内的不同位置，用于从不同角度不同位置对待监测作业场所的三维空间信息进行采集；多组相机矩阵布置在待监测作业场所内的不同位置，用于从不同角度不同位置对待监测作业场所的图像数据进行采集；所述微控制器二用于将三维空间信息和图像数据处理成高精度三维点云数据，并用于将高精度三维点云数据通过数据传输模块二向外部进行传输；所述数据中央处理单元包括中央数据库、三维空间重筑处理模块、粉尘浓度场计算模块、双驱动粉尘浓度预测计算模块、数据传输模块三和处理器；所述处理器分别与中央数据库、三维空间重筑处理模块、粉尘浓度场计算模块、双驱动粉尘浓度预测计算模块和数据传输模块三连接；所述处理器用于在接收到高精度三维点云数据后，将其发送至三维空间重筑处理模块，用于在接收到各个传感监测单元所发出的时序化的粉尘浓度数据、温湿度数据和风速数据后，将其发送至粉尘浓度场计算模块、双驱动粉尘浓度预测计算模块和中央数据库，用于在接收到待监测作业场所三维模型、待监测作业场所三维模型的边界信息、待监测作业场所三维模型的网格划分信息、多个传感监测单元的相对位置标注信息后，将其发送至粉尘浓度场计算模块、中央数据库和可视化客户端，用于在接收到作业场所内的粉尘浓度场数据后，将其发送至双驱动粉尘浓度预测计算模块和中央数据库；用于在接收到作业场所内的粉尘浓度分布数据后，将其通过数据传输模块三发送至可视化客户端；所述中央数据库包括传感数据存储区、作业场所三维模型存储区和粉尘浓度数据计算存储区；所述传感数据存储区用于存储时序化的粉尘浓度数据、温湿度数据和风速数据，并将其与对应的传感监测单元相互匹配；所述作业场所三维模型存储区用于存储待监测作业场所三维模型、待监测作业场所三维模型的边界信息、待监测作业场所三维模型的网格划分信息、多个传感监测单元的相对位置标注信息；所述粉尘浓度数据计算存储区用于存储作业场所内的粉尘浓度场数据；所述三维空间重筑处理模块用于根据高精度三维点云数据生成待监测作业场所三维模型，并且用于对待监测作业场所三维模型的边界信息进行确定、用于对待监测作业场所三维模型的空间位置进行网格划分、用于在待监测作业场所三维模型中对多个传感监测单元进行相对位置标注，并用于将待监测作业场所三维模型、待监测作业场所三维模型的边界信息、待监测作业场所三维模型的网格划分信息、多个传感监测单元的相对位置标注信息发送至处理器；所述粉尘浓度场计算模块用于根据多个传感监测单元所发出的时序化的粉尘浓度数据、时序化的温湿度数据、时序化的风速数据，根据三维空间重筑处理模块所发出的待监测作业场所三维模型、待监测作业场所三维模型的边界信息、待监测作业场所三维模型的网格划分信息、多个传感监测单元的相对位置标注信息进行作业场所内的粉尘浓度场的计算，并用于将获得的作业场所内的粉尘浓度场数据发送至处理器；所述双驱动粉尘浓度预测计算模块用于根据时序化的粉尘浓度数据、时序化的温湿度数据、时序化的风速数据、作业场所内的粉尘浓度场数据计算作业场所内的粉尘浓度分布数据，并用于将获得的作业场所内的粉尘浓度分布数据发送至处理器；所述可视化客户端通过与数据中央处理单元连接，用于实时展示待监测作业场所三维模型和作业场所内的粉尘浓度分布数据。

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百度查询： 中国矿业大学 基于数据与物理模型的作业场所粉尘浓度预测系统及方法