專(zhuān)利名稱:一種基于電力載波通信的井下led照明逃生系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)，包括預(yù)設(shè)于井下的巷道環(huán)境傳感器、用于監(jiān)測(cè)管理所述巷道環(huán)境傳感器信息的監(jiān)控中心服務(wù)器、供電網(wǎng)絡(luò)、智能LED巷道礦燈、用于將所述監(jiān)控中心服務(wù)器收發(fā)的信號(hào)變換為電力載波信號(hào)的信號(hào)變換器、電力載波中繼器。本系統(tǒng)將災(zāi)情預(yù)警預(yù)報(bào)，精細(xì)化到四個(gè)等級(jí)，讓LED巷道燈顯現(xiàn)不同顏色實(shí)現(xiàn)報(bào)警，無(wú)需礦工的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，只需識(shí)得不同顏色的LED燈，就可感知該工作區(qū)域的安全狀況，把災(zāi)情可視化，讓礦工實(shí)時(shí)了解井下情況，并且根據(jù)險(xiǎn)情狀況為礦工指示出有效的逃生通道，挽救了礦工生命，促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 一種基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種礦山井下智能逃生系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)及使用該逃生系統(tǒng)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]為提高礦山安全生產(chǎn)保障能力，國(guó)家強(qiáng)制要求全國(guó)煤礦及非煤礦礦山都必須建立和完善安全避險(xiǎn)系統(tǒng)。但是保障礦山安全不能僅僅依靠某一產(chǎn)品，而是要建設(shè)一套完善的安全體系，即建立一套預(yù)警、逃生、避險(xiǎn)、救援為一體的安全避險(xiǎn)體系，其中逃生系統(tǒng)是不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
[0003]目前礦山安全有安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”在建設(shè)，即國(guó)家強(qiáng)制要求全國(guó)煤礦及非煤礦礦山都必須建立和完善監(jiān)測(cè)監(jiān)控、人員定位、供水施救、壓風(fēng)自救、通信聯(lián)絡(luò)、緊急避險(xiǎn)等安全避險(xiǎn)六大系統(tǒng)。這六大安全避險(xiǎn)系統(tǒng)大大提升了礦井的安全水平，在井下發(fā)生災(zāi)害時(shí)，監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)發(fā)出預(yù)警預(yù)報(bào)信息，井下作業(yè)人員立即佩戴自救器，在遇險(xiǎn)無(wú)法撤離至地面時(shí)可尋找就近避險(xiǎn)設(shè)施(避難硐室、救生艙)躲避，然而當(dāng)安全事故發(fā)生時(shí)，僅憑自救器，在短短的40分鐘內(nèi)逃離險(xiǎn)區(qū)、安全升井，困難是很大的，而且發(fā)生爆炸后運(yùn)輸系統(tǒng)遭到破壞，巷道坍塌等，人員徒步升井非常困難，毒氣彌散使得人員很難正確找到安全出口和避險(xiǎn)設(shè)施。目前礦山尚無(wú)一套較為完善的安全逃生的指引系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在井下發(fā)生災(zāi)害時(shí)，能及時(shí)將險(xiǎn)情通過(guò)LED燈顯色方式通知給井下的每個(gè)礦工，并且根據(jù)險(xiǎn)情狀況為巷道內(nèi)礦工指示出準(zhǔn)確的逃生通道，保障井下作業(yè)人員安全。
[0005]為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是:一種基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)，包括預(yù)設(shè)于井下的巷道環(huán)境傳感器、用于監(jiān)測(cè)管理所述巷道環(huán)境傳感器信息的監(jiān)控中心服務(wù)器、供電網(wǎng)絡(luò)、智能LED巷道礦燈、用于將所述監(jiān)控中心服務(wù)器收發(fā)的信號(hào)變換為電力載波信號(hào)的信號(hào)變換器、電力載波中繼器。
[0006]所述監(jiān)控中心服務(wù)器設(shè)置在井上監(jiān)控室內(nèi)，所述信號(hào)變換器設(shè)置于每個(gè)巷道電力支線的前端，所述智能LED巷道礦燈并聯(lián)于所述電力支線上且設(shè)置于所述信號(hào)變換器之后，所述監(jiān)控中心服務(wù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巷道環(huán)境傳感器采集的數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算分析，得出預(yù)警信息和逃生途徑數(shù)據(jù)，再通過(guò)電力載波的方式將預(yù)警信息和逃生途徑數(shù)據(jù)產(chǎn)生的動(dòng)作指令傳送給對(duì)應(yīng)的智能LED巷道礦燈，從而遠(yuǎn)程控制對(duì)應(yīng)智能LED巷道礦燈處于照明模式或預(yù)警指示模式。
[0007]所述監(jiān)控中心服務(wù)器逃生監(jiān)控管理系統(tǒng)包括通信模塊、存儲(chǔ)模塊和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)處理模塊；所述通信模塊實(shí)時(shí)接收與發(fā)送系統(tǒng)中所述智能LED巷道礦燈的預(yù)警信息；所述存儲(chǔ)模塊保存有系統(tǒng)內(nèi)智能LED巷道礦燈的位置信息、井下路徑地圖信息和預(yù)警狀態(tài)信息；所述實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)處理模塊通過(guò)將接收險(xiǎn)情信息，判斷險(xiǎn)情級(jí)別，根據(jù)險(xiǎn)情級(jí)別，調(diào)用預(yù)存在存儲(chǔ)模塊中的預(yù)警指令，控制智能LED巷道礦燈變色和/或頻閃，并根據(jù)礦山井下路徑地圖信息計(jì)算生成各井下礦區(qū)、巷道的最佳逃生路徑，控制相應(yīng)智能LED巷道礦燈變色以指示最佳逃生路徑。
[0008]所述智能LED巷道礦燈包括照明指示模塊、通信模塊、控制模塊和電源模塊。
[0009]所述智能LED巷道礦燈由監(jiān)控中心服務(wù)器分配唯一地址，地址存儲(chǔ)在智能LED巷道礦燈所在的信號(hào)變換器中，由信號(hào)變換器統(tǒng)一管理。
[0010]所述的基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)，包括光纖電纜，監(jiān)控中心服務(wù)器的通信信息通過(guò)光纖電纜傳輸?shù)骄拢偻ㄟ^(guò)信號(hào)變換器將光纖信號(hào)變換為電信號(hào)，經(jīng)電力載波中繼器接力放大。
[0011]所述的基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)，包括變壓器，變壓器設(shè)置在信號(hào)變換器的前端，在每臺(tái)變壓器的供電范圍構(gòu)建局域管理網(wǎng)絡(luò)，多個(gè)局域管理網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中繼設(shè)備或網(wǎng)橋鏈接，構(gòu)建成井下逃生系統(tǒng)的廣域網(wǎng)。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:本系統(tǒng)將災(zāi)情預(yù)警預(yù)報(bào)，精細(xì)化到四個(gè)等級(jí)，讓LED巷道燈顯現(xiàn)不同顏色實(shí)現(xiàn)報(bào)警，無(wú)需礦工的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，只需識(shí)得不同顏色的LED燈，就可感知該工作區(qū)域的安全狀況，把災(zāi)情可視化，讓礦工實(shí)時(shí)了解井下情況，并且根據(jù)險(xiǎn)情狀況為礦工指示出有效的逃生通道，挽救了礦工生命，促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展。

【附圖說(shuō)明】

[0013]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是圖1所示監(jiān)控中心服務(wù)器的逃生監(jiān)控管理系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型的解決方案是:基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)包括預(yù)設(shè)于井下的巷道環(huán)境傳感器(圖未示)、用于監(jiān)測(cè)管理所述巷道環(huán)境傳感器信息的監(jiān)控中心服務(wù)器20、供電網(wǎng)絡(luò)10、智能LED巷道礦燈50、用于將所述監(jiān)控中心服務(wù)器收發(fā)的信號(hào)變換為電力載波信號(hào)的信號(hào)變換器30、電力載波中繼器40、光纖電纜60。
[0017]供電網(wǎng)絡(luò)10由井上變電站引至井下鋪設(shè)于每個(gè)巷道內(nèi)。該監(jiān)控中心服務(wù)器20設(shè)置在井上監(jiān)控室內(nèi)。該光纖電纜60設(shè)置于該信號(hào)變換器30的前端。該信號(hào)變換器30、電力載波中繼器40和智能LED巷道礦燈50設(shè)置于井下供電網(wǎng)絡(luò)10上，由監(jiān)控中心服務(wù)器20監(jiān)測(cè)所述巷道環(huán)境傳感器采集的數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，就通過(guò)電力載波通信的方式將預(yù)警信息和逃生指引信息傳遞給對(duì)應(yīng)的智能LED巷道礦燈50，使得智能LED巷道礦燈50變色和/或頻閃，以提醒相關(guān)人員險(xiǎn)情的發(fā)生和指引逃生路徑。
[0018]如圖1所示，該供電網(wǎng)絡(luò)10包括一條電力總線12、多個(gè)變壓器14和多條電力支線16。該電力總線12由井上變電站引入井下巷道中。通過(guò)變壓器14的供電范圍構(gòu)建由電力支線16構(gòu)成的局域管理網(wǎng)絡(luò)，多個(gè)局域管理網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中繼設(shè)備或網(wǎng)橋鏈接，構(gòu)建成井下電力載波通信的逃生系統(tǒng)的廣域網(wǎng)。
[0019]該監(jiān)控中心服務(wù)器20設(shè)置于井上監(jiān)控室內(nèi)，該監(jiān)控中心服務(wù)器20包括一逃生監(jiān)控管理系統(tǒng)22。如圖2所示，該逃生監(jiān)控管理系統(tǒng)22包括一通信模塊222、一存儲(chǔ)模塊224和一實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)處理模塊226。該通信模塊222實(shí)時(shí)接收分布在巷道中的巷道環(huán)境傳感器回傳的數(shù)據(jù)，同時(shí)向?qū)?yīng)的智能LED巷道礦燈50發(fā)送預(yù)警信息和逃生路徑信息。該存儲(chǔ)模塊224保存所有智能LED巷道礦燈50的位置信息、井下路徑地圖信息和預(yù)警狀態(tài)信息。該實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)處理模塊226通過(guò)將通信模塊222回傳的巷道環(huán)境傳感器采集的巷道環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊224中。該實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)處理模塊226調(diào)用該環(huán)境數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)模塊224中的預(yù)警狀態(tài)信息進(jìn)行比較，以判斷是否存在險(xiǎn)情及險(xiǎn)情級(jí)別。根據(jù)險(xiǎn)情級(jí)別，該實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)處理模塊226再調(diào)用存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)模塊224中的預(yù)警指令、并通過(guò)對(duì)應(yīng)的巷道環(huán)境傳感器所在的地址信息找出對(duì)應(yīng)的智能LED巷道礦燈的地址信息，通過(guò)光纖電纜60傳輸至井下，再通過(guò)信息變換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，通過(guò)電力載波的方式控制對(duì)應(yīng)的智能LED巷道礦燈50變色和/或頻閃，并根據(jù)礦山井下路徑地圖信息計(jì)算生成各井下礦區(qū)、巷道的最佳逃生路徑，控制相應(yīng)智能LED巷道礦燈50變色以指示最佳逃生路徑。
[0020]如圖1所示，每個(gè)信號(hào)變換器30分別設(shè)置在每條電力支線14的前端，并且電連接于每個(gè)巷道變壓器12的后端。該光纖電纜60電連接于該信號(hào)變換器30的輸入端，從而使得監(jiān)控中心服務(wù)器20發(fā)出的指令可以通過(guò)光纖電纜60傳遞到井下，在變換為電信號(hào)在供電網(wǎng)絡(luò)上傳輸。
[0021]隨著工程的深入開(kāi)展，大多數(shù)巷道會(huì)越挖越長(zhǎng)，這就使得電力支線14會(huì)越拉越長(zhǎng)，每條智能LED巷道礦燈的數(shù)量也會(huì)越設(shè)越多，這就使得電力載波通信在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)信號(hào)會(huì)逐漸減弱，為此，該逃生系統(tǒng)100還設(shè)置了多個(gè)電力載波中繼器40，該電力載波中繼器40串聯(lián)在電力支線14上，從而將載波信號(hào)接力放大。
[0022]所述智能LED巷道礦燈50并聯(lián)在電力線上。所述智能LED巷道礦燈50由該監(jiān)控中心服務(wù)器20分配唯一地址，所述智能LED巷道礦燈50的地址存儲(chǔ)在所述智能LED巷道礦燈50所在的信號(hào)變換器30中，由該信號(hào)變換器30統(tǒng)一管理。
[0023]每個(gè)智能LED巷道礦燈50包括一照明指示模塊、一通信模塊、一控制模塊和一電源模塊。該通信模塊和控制模塊分別于電源模塊電連接。該照明指示模塊分別于控制模塊和電源模塊電連接。該通信模塊包括一電力載波信號(hào)收發(fā)芯片，該通信模塊將電力載波通信信號(hào)傳遞給控制模塊，使得控制模塊控制照明指示模塊從照明模式轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)警指示模式，即使得LED燈變色和/頻閃。
[0024]綜上所述，基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)，利用井下現(xiàn)有的供電網(wǎng)絡(luò)10進(jìn)行通信，改用可根據(jù)指令變色和/或頻閃的智能LED巷道礦燈50替代傳統(tǒng)的井下照明設(shè)備，通過(guò)設(shè)置在井上的監(jiān)控中心服務(wù)器20對(duì)巷道環(huán)境傳感器回傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即判斷是否為險(xiǎn)情信息，并根據(jù)巷道環(huán)境傳感器的地址編碼定位險(xiǎn)情位置，及時(shí)控制險(xiǎn)情所在地附近的智能LED巷道礦燈50變色和/或頻閃，以提醒相關(guān)人員險(xiǎn)情的發(fā)生和險(xiǎn)情等級(jí)。監(jiān)控中心服務(wù)器20還會(huì)計(jì)算出合理的逃生路徑，通過(guò)控制對(duì)應(yīng)的智能LED巷道礦燈50變色，以指引相關(guān)人員逃生避險(xiǎn)。這就使得本發(fā)明基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)能夠在安全事故發(fā)生后的黃金“關(guān)鍵一小時(shí)”內(nèi)，及時(shí)將險(xiǎn)情通知給井下的每個(gè)礦工，并且根據(jù)險(xiǎn)情狀況為巷道內(nèi)礦工指示出有效地逃生通道，為挽救生命，促進(jìn)礦山安全生產(chǎn)提供保障。
[0025]此外，除了本實(shí)施例中提及的基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)由監(jiān)控中心服務(wù)器20到井下電力載波通信網(wǎng)絡(luò)之間通過(guò)的是光纖電纜60進(jìn)行通信外，還可以采用其他通信方式，例如無(wú)線通信方式，這就需要將本實(shí)施例中的信號(hào)變換器30更改成能實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的信號(hào)變換器，同時(shí)將監(jiān)控中心服務(wù)器20的逃生監(jiān)控管理系統(tǒng)的通信模塊更改成無(wú)線通信模塊即可實(shí)現(xiàn)。
[0026]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)，包括預(yù)設(shè)于井下的巷道環(huán)境傳感器、用于監(jiān)測(cè)管理所述巷道環(huán)境傳感器信息的監(jiān)控中心服務(wù)器、供電網(wǎng)絡(luò)、智能LED巷道礦燈、用于將所述監(jiān)控中心服務(wù)器收發(fā)的信號(hào)變換為電力載波信號(hào)的信號(hào)變換器、電力載波中繼器；其特征是，所述監(jiān)控中心服務(wù)器設(shè)置在井上監(jiān)控室內(nèi)，所述信號(hào)變換器設(shè)置于每個(gè)巷道電力支線的前端，所述智能LED巷道礦燈并聯(lián)于所述電力支線上且設(shè)置于所述信號(hào)變換器之后，所述監(jiān)控中心服務(wù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巷道環(huán)境傳感器采集的數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算分析，得出預(yù)警信息和逃生途徑數(shù)據(jù)，再通過(guò)電力載波的方式將預(yù)警信息和逃生途徑數(shù)據(jù)產(chǎn)生的動(dòng)作指令傳送給對(duì)應(yīng)的智能LED巷道礦燈，從而遠(yuǎn)程控制對(duì)應(yīng)智能LED巷道礦燈處于照明模式或預(yù)警指示模式。2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控中心服務(wù)器逃生監(jiān)控管理系統(tǒng)包括通信模塊、存儲(chǔ)模塊和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)處理模塊；所述通信模塊實(shí)時(shí)接收與發(fā)送系統(tǒng)中所述智能LED巷道礦燈的預(yù)警信息；所述存儲(chǔ)模塊保存有系統(tǒng)內(nèi)智能LED巷道礦燈的位置信息、井下路徑地圖信息和預(yù)警狀態(tài)信息；所述實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)處理模塊通過(guò)將接收險(xiǎn)情信息，判斷險(xiǎn)情級(jí)別，根據(jù)險(xiǎn)情級(jí)別，調(diào)用預(yù)存在存儲(chǔ)模塊中的預(yù)警指令，控制智能LED巷道礦燈變色和/或頻閃，并根據(jù)礦山井下路徑地圖信息計(jì)算生成各井下礦區(qū)、巷道的最佳逃生路徑，控制相應(yīng)智能LED巷道礦燈變色以指示最佳逃生路徑。3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)，其特征在于，所述智能LED巷道礦燈包括照明指示模塊、通信模塊、控制模塊和電源模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)，其特征在于，所述智能LED巷道礦燈由監(jiān)控中心服務(wù)器分配唯一地址，地址存儲(chǔ)在智能LED巷道礦燈所在的信號(hào)變換器中，由信號(hào)變換器統(tǒng)一管理。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)，其特征在于，還包括光纖電纜，所述監(jiān)控中心服務(wù)器的通信信息通過(guò)光纖電纜傳輸?shù)骄?，再通過(guò)信號(hào)變換器將光纖信號(hào)變換為電信號(hào)，經(jīng)電力載波中繼器接力放大。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力載波通信的井下LED照明逃生系統(tǒng)，其特征在于，還包括變壓器，所述變壓器設(shè)置在信號(hào)變換器的前端，在每臺(tái)變壓器的供電范圍構(gòu)建局域管理網(wǎng)絡(luò)，多個(gè)局域管理網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中繼設(shè)備或網(wǎng)橋鏈接，構(gòu)建成井下逃生系統(tǒng)的廣域網(wǎng)。
【文檔編號(hào)】H05B37-02GK204299615SQ201420749351
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