一、平台简介

智慧煤矿工业实训沙盘是一款融合群智计算、开源鸿蒙OpenHarmony技术、华为OpenGauss数据库、智能装备、物联网、数据采集与边缘服务、工业互联网标识解析、人工智能视觉分析的实训系统。按照工业互联网的架构自顶而下依次包括边缘服务器及工业互联网云平台，鸿蒙网关，工业网络及无线传感网络，嵌入式人工智能控制器，以及能够满足煤矿开采、煤流运输、煤矿输送、通风防尘、安全监控等应用场景；还提供丰富的课程资源和应用开发案例，具有协同分组实验实训、科研开发与应用创新的功能。
系统涵盖边缘服务器及工业互联网平台、工控机、工业现场总线网络、PLC工业控制器及HMI触摸屏、采煤机械装置、机械手、煤流输送带、原煤矿石、称重传感器、运输小车、电子围栏、摄像头、机器视觉检测模块，以及粉尘、可燃气体、温湿度、风速等煤矿矿区环境监测传感器等工业常见设备，结合工业智能网关、边缘服务器及工业互联网平台，通过工业现场总线和无线自组网通信技术，实现煤矿开采、煤流运输、煤矿输送、通风防尘、安全监控等整体生产流程，达到工业生产跟踪、产线生产数量统计、设备运行状态监测、质量统计、生产流程追溯等智慧化管理。

二、课程资源

支持《PLC控制系统》布线实训和控制系统编程开发的课程：

名称	内容	课时（45分钟）
报警灯控制	包含PLC和组态显示屏两部分	1-2
操作按钮的控制实验	包含PLC和组态显示屏两部分	1-2
气动设备压力检测实验	包含PLC和组态显示屏两部分	1-2
输送带电机启停控制实验	包含PLC和组态显示屏两部分	1-2
直线运动丝杆电机气动抓手控制实验	包含PLC和组态显示屏两部分	1-2
直线运动丝杆电机三轴的独立控制实验	包含PLC和组态显示屏两部分	1-2
直线运动丝杆电机的定位控制实验	包含PLC和组态显示屏两部分	1-2
直线运动丝杆电机整体运动控制实验	包含PLC和组态显示屏两部分	1-2
传送带到位检测控制实验	包含PLC和组态显示屏两部分	1-2

支持《嵌入式单片机控制系统》实训和控制系统编程开发的课程：

名称	内容	课时
传送带到位检测实验	嵌入式单片机控制系统开发	1-2
传送带运动控制实验	嵌入式单片机控制系统开发	1-2
机械手操作控制实验	嵌入式单片机控制系统	1-2
AGV小车操作控制实验	嵌入式单片机控制系统	1-2

支持《智能网关应用与接入系统》应用开发的课程：

名称	内容	课时
AGV车辆运输系统实训开发：	包含功能概述、系统组成、硬件电气连接说明、控制原理说明、AGV小车寻迹控制、Android网关软件流程处理、车辆远程控制、道路RFID标签远程读取、系统测试；	2
直线运动机构系统实训开发：	包含功能概述、系统组成、硬件电气连接说明、控制原理说明、堆垛机仓储存取控制、Android网关软件流程处理、堆垛机远程控制、系统测试；	2
工业多自由度机器臂的系统实训开发：	包含功能概述、系统组成、硬件电气连接说明、控制原理说明、多自由度控制、Android网关软件流程处理、机器臂远程控制、系统测试；	2
流水线传输系统实训开发：	包含功能概述、系统组成、硬件电气连接说明、控制原理说明、传送带到位检测与控制、Android网关软件处理、传输带远程控制、系统测试；	2
变频器系统实训开发：	包含功能概述、系统组成、硬件电气连接说明、控制原理说明、电机控制、Android网关软件处理、系统测试；	2
工业级RS485传感器远程采集与控制：	提供温湿度、光照度、粉尘、可燃气体浓度采集，电压电流电量能耗采集及可视化显示；	2

支持《机器视觉检测应用开发》：

名称	内容	课时
人工智能实验案例	包含OpenCV环境搭建、Tensorflow安装、Pytorch环境配置、Python开发环境安装，提供颜色识别、安全帽视觉检测等	6

支持《边缘服务及工业互联网运维》的课程：

名称	内容	课时
搭建NodeJS开发环境搭建	原理、步骤、系统测试	2
Node-Red部署	原理、步骤、系统测试	2
Node-red节点开发	原理、步骤、系统测试	2
低代码开发平台实现串口通信	原理、步骤、系统测试	1
低代码开发平台实现TCP通信	原理、步骤、系统测试	1
低代码开发平台实现UDP通信	原理、步骤、系统测试	1
低代码开发平台实现MQTT通信	原理、步骤、系统测试	2
低代码开发平台实现可视化看板	原理、步骤、系统测试	2
信息管理系统应用实训	提供工业互联网Web信息管理开发实训案例5个，如SpringMVC+Mybatis环境搭建、工厂用户登录、工厂订单查询、工件信息统计图展示、工厂环境实时监测等；	2

三、提供教学案例

序号	名称	内容
1.	智慧煤矿导论	课程内容包含课程介绍、行业需求、智慧煤矿技术诞生、关键技术及发展沿革。
2.	煤矿时序数据采集	课程内容需覆盖：以自动化系统为例，讲解时序数据基本概念，煤矿通风、压风、供电、排水、智能综采和智能掘进系统等自动化系统的时序数据采集，包含数据类型、协议、采集方法。
3.	煤矿结构化数据采集	课程内容需覆盖：以安监系统为例，讲解结构化数据基本概念，应用ETL对瓦斯、水害、冲击地压等数据进行采集。
4.	数据可视化-界面定制化开发	课程内容需覆盖：介绍智慧煤矿开发过程中常用的数据可视化开发模式、常用图表工具，定制化前端数据可视化开发框架、步骤、应用需求。
5.	数据可视化-三维透明地质	课程内容需覆盖：数字孪生技术等常用技术，利用地质地理信息、工程数据等构建煤矿地质模型的相关方法，在三维地质、水文地质初始模型基础上融入煤矿采掘系统新的数据信息进行模型优化和动态更新。讲述属性空间插值与评价方法。三维透明地质模型在采矿系统工程、矿山生产与安全管控系统中的应用。
6.	人工智能-AI视频分析	课程内容需覆盖：AI视频分析业务全流程，包括，设备接入、数据传输、样本采集、数据标注、模型训练/优化、模型部署/升级、AI识别及推理、告警、数据存储等。
7.	平台运维-网络运维	课程内容需覆盖：聚焦智能矿山应用的5G专网，讲解的规划、部署、应用场景，重点讲解5G专网的运维。基站和核心网设备管理、网络参数优化方法。
8.	平台运维- Rancher+K8s	课程内容需覆盖：部署工具类K8s、Rancher基础概念、环境搭建、应用部署、运维监控（日常关注的点）、调试调优。
9.	数据综合应用-智能煤矿综合调度	课程内容需覆盖：讲解跨系统综合调度的原理、在智慧煤矿中数据综合应用的流程、煤矿综合调度的应用场景。具体案例如：建设人员定位系统、进行告警和等级设定，根据发生告警的位置及灾害类型进行实时避灾路线的生成，通过算法对不同位置人员推送不同避灾路线，自动触发发送告警广播、自动拨打5G和电话专网语音电话、自动人员定位卡震动等联动。