基于电鱼 ARM 工控机的井下设备运行状态监测方案——实时采集电机、电泵、皮带机等关键设备运行数据

一、行业痛点

煤矿井下及地下工业现场普遍存在以下问题:

  1. 设备运行状态难以实时掌握,依赖人工巡检;
  2. 网络传输距离远、信号弱,数据更新滞后;
  3. 异常故障预警滞后,容易造成停机损失;
  4. 监控系统缺乏边缘分析能力,数据依赖上位机集中处理。

✅ 解决思路:

在井下部署具备数据采集与智能处理能力的 ARM 工控机终端

直接接入传感器数据,实现本地分析、边缘上传与远程监控。

二、硬件平台与接口说明

模块 电鱼 EFISH-RK3588 工控机 电鱼 EFISH-RK3568 工控机
CPU 8核 Cortex-A76 + A55 4核 Cortex-A55
NPU性能 6TOPS 1TOPS
通讯接口 RS485 / CAN / Ethernet / USB / GPIO RS485 / CAN / Ethernet / USB / GPIO
存储 eMMC + SSD 扩展 eMMC + TF
工作温度 -20℃ ~ +70℃ -20℃ ~ +70℃
特点 高性能边缘计算、AI识别、宽温稳定 高性价比、工业采集稳定

✅ 支持多通道RS485 / CAN采集,可直接接入各类工业传感器或PLC设备;

✅ 兼容主流工业通信协议(Modbus RTU / CANOpen / MQTT)。

三、功能模块设计

1️ ⃣ 数据采集模块

  • 通过 RS485 / CAN 总线实时采集各设备传感器信号:
    • 电机电流、电压、转速;
    • 电泵压力、温度、流量;
    • 皮带机负载、电机扭矩。
  • 支持多通道并行采集,毫秒级响应。

2️ ⃣ 数据预处理模块

  • 本地执行滤波、平滑、异常值剔除等算法;
  • 根据设定阈值自动判断设备是否异常。

3️⃣ 边缘智能分析模块

  • 支持部署轻量AI模型(如异常检测、趋势预测);
  • 结合历史数据,实现预测性维护(Predictive Maintenance)

4️ ⃣ 数据上传模块

  • 数据通过 MQTT / HTTP / Modbus TCP 上报;
  • 支持断点续传、断网缓存、恢复同步;
  • 可与云平台或上位机系统对接(如阿里云IoT / SCADA)。

四、系统软件架构

层级 模块 功能
感知层 各类传感器、PLC 采集电气、机械状态信号
边缘层 电鱼 ARM 工控机 数据处理、异常检测、智能预警
通信层 MQTT / Modbus TCP 数据传输与远程维护
平台层 监控中心 / 云端 可视化、报表分析、报警管理

五、方案优势

  • 实时性强:本地采集与计算,无需依赖云端;
  • 低功耗运行:ARM平台功耗仅10W左右,适合井下持续运行;
  • 智能化:支持AI模型部署,实现趋势预测与异常分析;
  • 可靠性高:工业级设计,防尘、防震、宽温;
  • 开放协议:兼容Modbus、MQTT、CANOpen等标准接口。

六、实施步骤

阶段1 现场设备与传感器接入规划

阶段2 工控机接口调试与采集验证

阶段3 边缘计算算法部署(滤波/AI模型)

阶段4 数据上报与远程监控联调

阶段5 平台告警策略配置与报表生成

整个系统可模块化安装,支持分区部署与远程升级。

七、应用场景

✅ 煤矿井下设备监测(电泵、电机、皮带机)

✅ 水处理与泵站状态监控

✅ 隧道风机与排水系统运行检测

✅ 工厂产线能耗与设备健康监测

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