專利名稱：一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦井下的安全監(jiān)測系統(tǒng)，具體是ー種基于無線網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在煤礦井下作業(yè)，由于受地質(zhì)條件、環(huán)境及有毒有害氣體的影響，各種礦難事故頻頻發(fā)生，對生命與財產(chǎn)造成了嚴重的破壞性，所以煤礦井下的安全作業(yè)環(huán)境是我們當前及長遠的工作重點。雖然目前ー些針對煤礦井下安全監(jiān)測領(lǐng)域開發(fā)的產(chǎn)品設(shè)備，特別是針對危險氣體 的報警裝置已得到普遍的開發(fā)與應(yīng)用。但其基本上都是利用簡單的氣體傳感器來采集危險氣體的濃度信號，在其濃度超過一定標準后開始報警。這種設(shè)備其功能相對單一，在預(yù)防煤礦井下事故和突發(fā)事故中所起的作用畢竟有限，達不到“防突”的目的與要求。所以，目前迫切需要在井下布置安全監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，及時的獲取礦井中的各種環(huán)境因素的信息，如易燃易爆氣體、溫度、濕度、ニ氧化碳、ニ氧化硫、大氣壓等氣體指標信息，以及定位信息以及現(xiàn)場的圖像信息。并將其信息能定位到井下各處，還能及時傳輸?shù)骄系谋O(jiān)控中心進行處理，根據(jù)處理結(jié)果提出預(yù)防或救助方案。這樣才能有效地避免危險事故的發(fā)生，或在事故發(fā)生后及時掌握礦井中的情況，有利于開展應(yīng)急救援行動，最大程度上保護工作人員生命安全與減少國家財產(chǎn)的損失。這種安全監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要將礦井各種信息采集并上傳到地面監(jiān)控中心，然后對煤礦井下的信息進行綜合分析處理。但由于煤礦井下環(huán)境復(fù)雜，地勢起伏、轉(zhuǎn)彎等變化較大，造成井下布線困難，即使布線成功其成本是巨大的，還很難在煤礦普及。另外也會隨著煤礦開采的進行，煤井是不斷延伸發(fā)展的，先前布好的網(wǎng)線延伸不到新開采的區(qū)域，在新開采的地區(qū)就是ー個安全盲區(qū)。而且這種有線的監(jiān)測設(shè)備不能及時的對井下作業(yè)人員進行危險情況下的提醒，更不能及時地將監(jiān)控中心的管理信息反饋給井下工作人員。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決上述技術(shù)問題，提供ー種基于無線網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，具有低功耗和低成本，并能及時將井下相關(guān)環(huán)境信息及時傳輸與實行監(jiān)測。本發(fā)明的技術(shù)方案為ー種基于無線網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，包括無線網(wǎng)絡(luò)，還包括設(shè)置于井下用于實時采集各種環(huán)境參數(shù)進行傳感形成環(huán)境參數(shù)信號的傳感模塊；用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號并進行處理生成傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊；將所述數(shù)據(jù)處理模塊處理的數(shù)據(jù)通過中繼多跳方式進行傳輸?shù)闹欣^路由；所述中繼路由將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點再通過收發(fā)模塊傳送到監(jiān)控中心處理器上；所述傳感模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、中繼路由匯聚節(jié)點、收發(fā)模塊與處理器之間通過所述的無線網(wǎng)絡(luò)通訊。還包括GPS定位模塊，所述GPS定位模塊通過所述無線網(wǎng)絡(luò)與匯聚節(jié)點通訊。[0009]所述收發(fā)模塊由發(fā)射模塊與接收模塊組成。所述傳感模塊設(shè)置于井下工作人員的安全帽內(nèi)。所述傳感模塊包括微處理器，與微處理器連接的傳感器、報警器；所述微處理器通過所述無線網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)處理模塊通訊。所述報警器為光源與蜂鳴器。所述微處理器還連接有電源。所述傳感器包括圖像傳感器、溫 度傳感器、濕度傳感器、大氣壓傳感器、甲烷傳感器、硫化氫傳感器、ー氧化碳傳感器和氧氣傳感器。本發(fā)明將各種環(huán)境監(jiān)測的傳感器設(shè)于井下或井下工作人員的安全帽中，隨時能監(jiān)測到井下各處的環(huán)境指標參數(shù)，這些環(huán)境參數(shù)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊進行處理后，通過中繼路由傳輸?shù)絽R聚節(jié)點進行匯集，再通過收發(fā)模塊將其發(fā)送到監(jiān)控中心的處理器。處理器的分析軟件通過收集信息分析處理，提前預(yù)警，各井下工作人員在報警器的作用下進行有序地撤離，有效的減少事故的發(fā)生。還能在事故發(fā)生時，通過對收集信息的分析處理，能快速確定事故發(fā)生的礦井位置，制定應(yīng)急處理方案，極大的保證了井下作業(yè)人員的安全。

圖I是本發(fā)明的原理框圖；圖2是本發(fā)明傳感模塊的原理框圖；圖中1_傳感模塊，2-數(shù)據(jù)處理模塊，3-中繼路由，4-匯聚節(jié)點，5-發(fā)射模塊，6-接收模塊，7-處理器，8-GPS定位模塊，9-傳感器，10-光源，11-蜂鳴器，12-電源，13-微處理器。
具體實施方式
實施例一如圖I所示基于無線網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，包括無線網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置于井下工作人員的安全帽內(nèi)用于實時采集各種環(huán)境參數(shù)進行傳感形成環(huán)境參數(shù)信號的傳感模塊I ;用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號并進行處理生成傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊2 ;將所述數(shù)據(jù)處理模塊2處理的數(shù)據(jù)通過中繼多跳方式進行傳輸?shù)闹欣^路由3 ;所述中繼路由3將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點4再通過發(fā)射模塊5發(fā)送、接收模塊6接收并傳送到監(jiān)控中心處理器7上；所述傳感模塊I、數(shù)據(jù)處理模塊2、中繼路由3、匯聚節(jié)點4、發(fā)射模塊5、接收模塊6與處理器7之間通過所述的無線網(wǎng)絡(luò)通訊。還包括GPS定位模塊8，所述GPS定位模塊8通過所述無線網(wǎng)絡(luò)與匯聚節(jié)點4通訊。 傳感模塊設(shè)置每個井下工作人員的安全帽內(nèi)，同一處礦井的工作人員的傳感模塊1-11、1-12、1-13等將采集到的環(huán)境參數(shù)信號發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊2-1進行處理成傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)中繼路由3-1將其傳輸?shù)絽R聚節(jié)點4 ;另一處的傳感模塊1-21、1-22、1-23等將采集到的環(huán)境參數(shù)信號發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊2-2進行處理成傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)中繼路由3-2將其傳輸?shù)絽R聚節(jié)點4 ;另一處的傳感模塊1-31、1-32、1-33等將采集到的環(huán)境參數(shù)信號發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊2-3進行處理成傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)中繼路由3-3將其傳輸?shù)絽R聚節(jié)點4。如此類推進行排序，然后經(jīng)過發(fā)射模塊5、接收模塊6發(fā)射與接收再傳送到監(jiān)控中心處理器7上進行分析處理與監(jiān)測。本發(fā)明可以將同一礦區(qū)內(nèi)相鄰礦井的井下環(huán)境參數(shù)同時傳輸?shù)骄媳O(jiān)控中心的處理器上進行安全監(jiān)測。實施例二 如圖2所述傳感模塊包括微處理器13，與微處理器連接的傳感器9、報警器；所述報警器為光源10與蜂鳴器11 ;所述微處理器13還連接有電源12。所述傳感器9包括圖像傳感器9-1、溫度傳感器9-2、濕度傳感器9-3、大氣壓傳感器9-4、甲烷傳感器9-5、硫化氫傳感器9-6、一氧化碳傳感器9-7和氧氣傳感器9-8。本發(fā)明將井下各種環(huán)境參數(shù)如圖像、溫度、濕度、大氣壓、甲烷濃度、硫化氫濃度、一氧化碳濃度和氧氣濃度等設(shè)置一一對應(yīng)的檢測傳感器，將采集到的相關(guān)環(huán)境參數(shù)按約定的幀格式通過收發(fā)模塊傳出，將所有信息集合于多個中繼路由上；GPS定位模塊同時獲取各礦井口的坐標等定位信息；匯聚節(jié)點將GPS定位模塊上的GPS信息和中繼路由上的井下環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)進行融合，然后通過收發(fā)模塊經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心處理器上；監(jiān)控中 心處理器對數(shù)據(jù)進行實時處理首先判斷接收數(shù)據(jù)是否超標，當數(shù)據(jù)超標時與數(shù)據(jù)數(shù)庫進行對比，提示解決方案，并依照設(shè)定閾值向作業(yè)員發(fā)送報警指示，即通過無線網(wǎng)絡(luò)與收發(fā)模塊將報警信息傳輸給設(shè)置于井下工作人員的安全帽中的報警設(shè)備，其光源進行閃爍、蜂鳴器進行蜂鳴來通知井下工作人員危險要及時撤離至安全區(qū)域，最后將相關(guān)接收數(shù)據(jù)和報警信息按照約定類型存入不同的數(shù)據(jù)庫中。如發(fā)生事故，則可通過圖像傳感器采集的圖像數(shù)據(jù)與GPS定位模塊的定位信息快速確定事故發(fā)生的礦井位置，制定應(yīng)急處理方案，極大的保證了井下作業(yè)人員的安全。在事故易發(fā)點或信號強度較弱點進行組網(wǎng)時，于無線網(wǎng)絡(luò)中放置路由器來保證良好通"[目。以上實施例并非僅限于本發(fā)明的保護范圍，所有基于本發(fā)明的基本思想而進行修改或變動的都屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，包括無線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于還包括設(shè)置于井下用于實時采集各種環(huán)境參數(shù)進行傳感形成環(huán)境參數(shù)信號的傳感模塊；用于接收所述環(huán)境參數(shù)信號并進行處理生成傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊；將所述數(shù)據(jù)處理模塊處理的數(shù)據(jù)通過中繼多跳方式進行傳輸?shù)闹欣^路由；所述中繼路由將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點再通過收發(fā)模塊傳送到監(jiān)控中心處理器上；所述傳感模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、中繼路由匯聚節(jié)點、收發(fā)模塊與處理器之間通過所述的無線網(wǎng)絡(luò)通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于還包括GPS定位模塊，所述GPS定位模塊通過所述無線網(wǎng)絡(luò)與匯聚節(jié)點通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述收發(fā)模塊由發(fā)射模塊與接收模塊組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述傳感模塊設(shè)置于井下工作人員的安全帽內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述傳感模塊包括微處理器，與微處理器連接的傳感器、報警器；所述微處理器通過所述無線網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)處理模塊通訊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述報警器為光源與蜂鳴器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述微處理器還連接有電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器包括圖像傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、大氣壓傳感器、甲烷傳感器、硫化氫傳感器、一氧化碳傳感器和氧氣傳感器。
專利摘要本實用新型提供一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，包括無線網(wǎng)絡(luò)，傳感模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、中繼路由、匯聚節(jié)點、收發(fā)模塊與處理器；所述傳感模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、中繼路由匯聚節(jié)點、收發(fā)模塊與處理器之間通過所述的無線網(wǎng)絡(luò)通訊。本系統(tǒng)隨時能監(jiān)測到井下各處的環(huán)境指標參數(shù)，發(fā)送到監(jiān)控中心的處理器進行息分析處理，提前預(yù)警；在事故發(fā)生時能快速確定事故發(fā)生的礦井位置，制定應(yīng)急處理方案，極大的保證了井下作業(yè)人員的安全。
文檔編號E21F17/18GK202560327SQ20122022536
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者解波, 候?qū)W戰(zhàn) 申請人:解波