專利名稱：一種新型智能礦工帽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及安全防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種新型智能礦エ帽。
背景技術(shù)：
隨著礦山安全事故的屢次發(fā)生，國(guó)家越來(lái)越重視對(duì)井下安全的監(jiān)測(cè)和管理，在井下安裝了大量的針對(duì)甲烷、ー氧化碳?xì)怏w的監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理系統(tǒng)，特別是目前針對(duì)礦山開采領(lǐng)域所推行的綜合信息應(yīng)用管理系統(tǒng)，全面推進(jìn)煤礦行業(yè)管理的信息化、生產(chǎn)的自動(dòng)化、安全管理實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程化，這些對(duì)保證礦山的安全生產(chǎn)和礦エ 的生命安全都有著十分重要的作用，也是煤炭高產(chǎn)、高效的重要保證。隨著電子技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，以往只能固定使用的相關(guān)監(jiān)控設(shè)備可以升級(jí)到無(wú)線便攜式的應(yīng)用模式，這為礦山井下的安全監(jiān)測(cè)應(yīng)用提供了一個(gè)新的設(shè)計(jì)方案?？紤]到礦エ帽作為井下作業(yè)的必備防護(hù)工具，而目前的主要作用還是在于照明和安全防護(hù)。因此若能夠在礦エ帽上增加ー些新的功能特性，比如ー些有毒氣體的安全監(jiān)測(cè)、工作環(huán)境的溫/濕度測(cè)試、以及現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境圖像的監(jiān)測(cè)等，這些功能可以集成在礦エ帽上，做成一個(gè)很小的盒子與礦エ燈一起附在礦エ帽上，隨著礦エ在井下的活動(dòng)范圍的變化，從而實(shí)時(shí)快速的把相關(guān)信息傳送到井上的監(jiān)控中心。然而由于礦エ在井下的活動(dòng)空間不是完全固定的，所以采用傳統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)模式顯然存在比較大的問題，比如系統(tǒng)完全不能采用交流電源供電，一定要采用電池供電，但如何對(duì)設(shè)備的電源功耗進(jìn)行管理，需要ー個(gè)智能電源管理系統(tǒng)。同時(shí)如果采用無(wú)線信息傳輸，一般都是采用ISM頻段的WIFI、zigbee等無(wú)線技木，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法就需要増加相關(guān)模塊設(shè)計(jì)，因此傳統(tǒng)搭積木的設(shè)計(jì)方案不但加大了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本和系統(tǒng)的復(fù)雜度，而且系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性將是ー個(gè)考驗(yàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供ー種新型智能礦エ帽，其具有可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、設(shè)計(jì)靈活性高的特點(diǎn)。為解決上述問題，本實(shí)用新型是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的ー種新型智能礦エ帽，主要由帽體、以及設(shè)置在帽體上的監(jiān)測(cè)裝置和照明裝置。所述監(jiān)測(cè)裝置包括控制平臺(tái)、瓦斯檢測(cè)傳感器、溫濕度集成傳感器、手機(jī)攝像頭、帶有AD轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)和高速切換開關(guān)組成；其中所述控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)有相互連接的WIFI芯片、藍(lán)牙芯片、基帶芯片、射頻芯片及電源管理芯片。上述瓦斯檢測(cè)傳感器直接與高速切換開關(guān)ー個(gè)數(shù)據(jù)輸入端相連，溫濕度集成傳感器則經(jīng)由帶有AD轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)與高速切換開關(guān)的另ー個(gè)數(shù)據(jù)輸入端相連；高速切換開關(guān)的數(shù)據(jù)輸出端連接至控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)的基帶芯片上；手機(jī)攝像頭與控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)的基帯芯片連接。上述方案中,所述控制平臺(tái)為MTK (MediaTek,聯(lián)發(fā)科)平臺(tái)。上述方案中，所述控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)的基帯芯片還與高速切換開關(guān)的控制端相連。上述方案中，所述控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)的基帶芯片上接有語(yǔ)音通信単元。[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用高度集成的控制平臺(tái)即MTK手機(jī)模塊作為本發(fā)明的核心控制模塊、同時(shí)配合帶有AD轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)，這不僅充分利用了模塊的高集成度和豐富的功能特性，使得系統(tǒng)的復(fù)雜度大為降低、讓監(jiān)測(cè)裝置能夠以更小的體積集成在礦エ帽上，而且也使得系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性也大為提高；此外，上述模塊在通信行業(yè)多年應(yīng)用的成熟度，也使得產(chǎn)品的研發(fā)周期得以加快，更重要的是方案的靈活性能夠保證產(chǎn)品滿足用戶的需求。

圖I為ー種新型智能礦エ帽的監(jiān)測(cè)裝置原理框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型ー種新型智能礦エ帽，其主要由帽體、以及設(shè)置在帽體上的監(jiān)測(cè)裝置和照明裝置組成。所述監(jiān)測(cè)裝置如圖I所示，包括控制平臺(tái)、瓦斯檢測(cè)傳感器、溫濕度集成 傳感器、手機(jī)攝像頭、帶有AD轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)和高速切換開關(guān)組成。其中所述控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)有相互連接的WIFI芯片、藍(lán)牙芯片、基帶芯片、射頻芯片及電源管理芯片。上述瓦斯檢測(cè)傳感器直接與高速切換開關(guān)ー個(gè)數(shù)據(jù)輸入端相連，溫濕度集成傳感器則經(jīng)由帶有AD轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)與高速切換開關(guān)的另ー個(gè)數(shù)據(jù)輸入端相連；高速切換開關(guān)的數(shù)據(jù)輸出端連接至控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)的基帶芯片上。手機(jī)攝像頭與控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)的基帯芯片連接。為了能夠?qū)崿F(xiàn)高速切換開關(guān)的切換控制，所述控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)的基帯芯片還與高速切換開關(guān)的控制端相連。此外，為了能夠是井下各礦エ之間的相互通信、同時(shí)也為了是實(shí)現(xiàn)井下礦エ與井上監(jiān)控中心之間的通信，所述控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)的基帶芯片上接有語(yǔ)音通信単元。在本實(shí)用新型中，所述控制平臺(tái)選用集成度高、功能特性豐富、且應(yīng)用成熟的MTK平臺(tái)。在本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中，所述MTK平臺(tái)選用一款基于MTK6235平臺(tái)的P1322模塊。MTK6235平臺(tái)包括WG2250WIFI芯片、MT6612藍(lán)牙芯片、MT6235基帶芯片、MT6139射頻芯片、以及MT6318電源管理芯片?；贛TK6235平臺(tái)的P1322模塊的尺寸很小，只有40X42X3mm大小。P1322模塊采用的120個(gè)引腳是郵票孔的外接擴(kuò)展方式，使得模塊可以任意嵌入到用戶的應(yīng)用方案中。上述P1322模塊的CPU為208M ARM9處理器，總線速度104M (Pentium II性能)支持硬件JAVA虛擬機(jī);操作系統(tǒng)為Necleus OS ;內(nèi)存為512Mbit ；存儲(chǔ)器容量為IGbit ;默認(rèn)支持2. 4 3. 2inch 240*320點(diǎn)陣液晶模塊；鍵盤最多可為42按鍵，默認(rèn)定義27按鍵；支持雙聲道立體聲輸出；網(wǎng)絡(luò)連接方式為WIFI+GPRS ；WIFI支持802. lla/b/g/n ;藍(lán)牙 Bluetooth :支持 A2DP/FTP/HFP/0BEX/0PP/SPP ;外部設(shè)有 USB 接ロ/UART接ロ /耳機(jī)接ロ /充電器接ロ /TFLASH接ロ /S頂卡接ロ ；支持30萬(wàn)、150萬(wàn)、200萬(wàn)CMOS攝像頭。在本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中，瓦斯傳感采樣采用載體催化元件作為檢測(cè)元件，如MH-440V/D紅外氣體傳感器。MH-440V/D紅外氣體傳感器利用非色散紅外(NDIR)原理對(duì)空氣中存在的CH4進(jìn)行探測(cè)，由此產(chǎn)生ー個(gè)與甲烷的含量成比例的微弱信號(hào)，經(jīng)過多級(jí)放大電路放大后產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)，該信號(hào)已經(jīng)是數(shù)字輸出方式，通過串ロ的方式可以直接送后臺(tái)即控制平臺(tái)處理。在本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中，采用了集成化的溫濕度傳感器AHTll和帶有AD轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)STC89LE516AD。其中，AHTll是ー款濕敏電阻型傳感器，其溫度和濕度所對(duì)應(yīng)的電壓輸出經(jīng)過A/D變換即可得到相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，即可被后臺(tái)即控制平臺(tái)所識(shí)別。STC89LE516AD則是集成有AD轉(zhuǎn)換功能的處理器，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)AD轉(zhuǎn)換，同時(shí)能夠?qū)貪穸葌鞲衅魉蛠?lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后送入后臺(tái)。在礦エ智能帽的拍照解決方案中，由于手機(jī)攝像頭數(shù)據(jù)采集比較簡(jiǎn)單，通過采用JAVA編程，即可直接實(shí)現(xiàn)圖象的采集，因此本實(shí)用新型采用手機(jī)攝像頭解決方案。為了適應(yīng)礦井光線暗的環(huán)境，在本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中，采用了廣角夜視攝像頭0V7725，這是ー個(gè)低攻耗高性能的CMOS圖像傳感器，通過封裝在一個(gè)很小的電路板上能提供全功能單芯片VGA的技術(shù)解決方案，通過ー個(gè)攝像頭串行 控制總線(SCCB)接ロ，能提供多種圖像格式輸出，如全幀、子采樣和開窗ロ的圖像等格式。礦井通信是煤礦生產(chǎn)指揮必須具備的手段。煤礦作為一個(gè)多エ序、工作點(diǎn)分散的生產(chǎn)企業(yè)，很難用ー種通信方式、ー種通信系統(tǒng)覆蓋全礦井，所以按使用方式分為礦井固定通信方式和移動(dòng)通信方式。本實(shí)用新型考慮了通信的需求采用了無(wú)線WIFI的語(yǔ)音IP傳輸方式，將礦エ帽注冊(cè)到IPPBX，即可實(shí)現(xiàn)井上調(diào)度與各智能帽的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通話，通過礦エ帽的功能擴(kuò)展還能實(shí)現(xiàn)更多的功能。
權(quán)利要求1.ー種新型智能礦エ帽，主要由帽體、以及設(shè)置在帽體上的監(jiān)測(cè)裝置和照明裝置組成，其特征在于 所述監(jiān)測(cè)裝置包括控制平臺(tái)、瓦斯檢測(cè)傳感器、溫濕度集成傳感器、手機(jī)攝像頭、帶有AD轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)和高速切換開關(guān)組成；其中所述控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)有相互連接的WIFI芯片、藍(lán)牙芯片、基帶芯片、射頻芯片及電源管理芯片； 上述瓦斯檢測(cè)傳感器直接與高速切換開關(guān)ー個(gè)數(shù)據(jù)輸入端相連，溫濕度集成傳感器則經(jīng)由帶有AD轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)與高速切換開關(guān)的另ー個(gè)數(shù)據(jù)輸入端相連；高速切換開關(guān)的數(shù)據(jù)輸出端連接至控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)的基帶芯片上；手機(jī)攝像頭與控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)的基帯芯片連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種新型智能礦エ帽，其特征在于所述控制平臺(tái)為MTK平臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種新型智能礦エ帽，其特征在于所述控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)的基帯芯片還與高速切換開關(guān)的控制端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種新型智能礦エ帽，其特征在于所述控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)的基帶芯片上接有語(yǔ)音通信単元。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種新型智能礦工帽，包括帽體、以及設(shè)置在帽體上的監(jiān)測(cè)裝置和照明裝置。監(jiān)測(cè)裝置包括控制平臺(tái)、瓦斯檢測(cè)傳感器、溫濕度集成傳感器、手機(jī)攝像頭、帶有AD轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)和高速切換開關(guān)組成。控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)有相互連接的WIFI芯片、藍(lán)牙芯片、基帶芯片、射頻芯片及電源管理芯片。瓦斯檢測(cè)傳感器直接與高速切換開關(guān)數(shù)據(jù)輸入端相連，溫濕度集成傳感器則經(jīng)由單片機(jī)與高速切換開關(guān)的另一數(shù)據(jù)輸入端相連；高速切換開關(guān)的數(shù)據(jù)輸出端連接至控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)的基帶芯片上；手機(jī)攝像頭與控制平臺(tái)內(nèi)設(shè)的基帶芯片連接。它不僅能實(shí)現(xiàn)普通礦工帽照明和安全防護(hù)功能，而且能實(shí)現(xiàn)井下安全的監(jiān)測(cè)功能，并具有可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、設(shè)計(jì)靈活性高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)A42B1/24GK202635712SQ20122020890
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者杜瑞欽, 劉洪林, 梁文耕, 傅云生, 張保忠, 龍麗 申請(qǐng)人:桂林市利通電子科技有限責(zé)任公司