專利名稱：可實(shí)行井下定位監(jiān)控的礦井安全監(jiān)控管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子自動(dòng)化監(jiān)控設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于監(jiān)控地下礦井安全作業(yè)的監(jiān)控管理裝置。
背景技術(shù)：
地下礦井作業(yè)由于井下環(huán)境較差，一般的管理手段很難達(dá)到預(yù)期的目的。目前在各種地下礦井作業(yè)中，由于管理手段的相對(duì)滯后以及對(duì)井下危險(xiǎn)源缺少高效可靠的安全監(jiān)控設(shè)施特別是自動(dòng)化監(jiān)控設(shè)施，以至事故頻發(fā)，嚴(yán)重威脅著井下礦工的生命安全，影響了正常的生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)程，給生產(chǎn)企業(yè)和社會(huì)各相關(guān)部門帶來了巨大的壓力和損失，為此，本領(lǐng)域迫切需要盡快建立起一種具有自動(dòng)化模式的高效可靠的安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于對(duì)本領(lǐng)域存在的問題加以解決，進(jìn)而提供一種結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、自動(dòng)化程度高、可實(shí)時(shí)了解井下安全生產(chǎn)作業(yè)情況并切實(shí)保障地下礦井人員人身安全的可實(shí)行井下定位監(jiān)控的礦井安全監(jiān)控管理裝置。
用于實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是這樣的所提供的可實(shí)行井下定位監(jiān)控的礦井安全監(jiān)控管理裝置由一個(gè)設(shè)立在地面安全監(jiān)測主控室或管理中心內(nèi)的通過計(jì)算機(jī)(PC機(jī))控制運(yùn)行的系統(tǒng)主機(jī)、多部設(shè)立在井下安全監(jiān)測控制基站(點(diǎn))中的井下分機(jī)、以及分別與每部井下分機(jī)配合使用的多只由井下工作礦工或其他相關(guān)人員隨身攜配的便攜式移動(dòng)分機(jī)組成，計(jì)算機(jī)通過串口與系統(tǒng)主機(jī)的輸入/輸出端聯(lián)接，系統(tǒng)主機(jī)的輸出/輸入端通過有線或無線傳輸線路分別與各井下分機(jī)的輸入/輸出端聯(lián)接，各井下分機(jī)的輸出/輸入端通過無線傳輸線路分別和與之配合使用的各便攜式移動(dòng)分機(jī)的輸入/輸出端聯(lián)接。本實(shí)用新型計(jì)算機(jī)內(nèi)配有相應(yīng)的實(shí)時(shí)安全監(jiān)控管理軟件，系統(tǒng)主機(jī)通過串口與計(jì)算機(jī)相連，并通過有線或無線方式與各井下分機(jī)聯(lián)接，工作中由系統(tǒng)主機(jī)向各井下分機(jī)傳送控制指令和信息，同時(shí)由各井下分機(jī)即時(shí)向系統(tǒng)主機(jī)上報(bào)井下監(jiān)控信息及人員流動(dòng)和具體位置范圍信息。當(dāng)井下分機(jī)監(jiān)測到危險(xiǎn)告警信息時(shí)，及時(shí)上報(bào)系統(tǒng)主機(jī)并群發(fā)送至井下所有分機(jī)，打開應(yīng)急燈并通過各井下基站的廣播或通過井下分機(jī)迅速轉(zhuǎn)發(fā)危險(xiǎn)告警信息至各便攜式移動(dòng)分機(jī)，通知井下人員很快撤離，確保井下人員的安全。平日在正常工作時(shí)，井下分機(jī)能提供井下作業(yè)人員詳細(xì)的流動(dòng)和位置分布情況，協(xié)助礦井管理人員進(jìn)行日常的生產(chǎn)管理；當(dāng)事故發(fā)生后，井下分機(jī)可為救援工作提供第一手信息，尤其是井下人員的分布位置信息，幫助有關(guān)人員及時(shí)了解井下的狀況。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)新穎、系統(tǒng)穩(wěn)定、使用方便、自動(dòng)化程度高、監(jiān)測管理效果好、抗惡劣環(huán)境、升級(jí)簡易等優(yōu)點(diǎn)，其產(chǎn)品適宜于在各類底下礦井內(nèi)推廣使用。


圖1為本實(shí)用新型所述礦井安全監(jiān)控管理裝置的工作原理框圖。
圖2為本實(shí)用新型的系統(tǒng)主機(jī)方框圖。
圖3為本實(shí)用新型的井下分機(jī)方框圖。
圖4為本實(shí)用新型的便攜式移動(dòng)分機(jī)方框圖。
圖5為系統(tǒng)主機(jī)的電路原理圖。
圖6為井下分機(jī)的電路原理圖。
圖7為便攜式移動(dòng)分機(jī)的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參見附圖，本實(shí)用新型所述的可實(shí)行井下定位監(jiān)控的礦井安全監(jiān)控管理裝置由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、系統(tǒng)主機(jī)2、井下分機(jī)3以及便攜式移動(dòng)分機(jī)4四部分組成，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由大屏幕計(jì)算機(jī)1和安全監(jiān)控軟件構(gòu)成。系統(tǒng)主機(jī)2的原理形成結(jié)構(gòu)如圖2所示，它包括CPU控制電路21、計(jì)算機(jī)通信接口(PC接口)5、告警指示接口6a、人機(jī)交互接口7和有線信道傳輸接口8a。系統(tǒng)主機(jī)2通過串行接口按固定通信協(xié)議和計(jì)算機(jī)相連，可根據(jù)不同井下分機(jī)接收到便攜式移動(dòng)分機(jī)無線發(fā)射信號(hào)的先后順序來確定便攜式移動(dòng)分機(jī)在井下的行動(dòng)方向，還能根據(jù)某個(gè)井下分機(jī)接收到便攜式移動(dòng)分機(jī)的無線發(fā)射信號(hào)來確定便攜式移動(dòng)分機(jī)在井下的位置范圍，并將井下分機(jī)3的上報(bào)信息送往計(jì)算機(jī)1，同時(shí)可接受計(jì)算機(jī)的控制命令并通過傳輸接口8a按地址轉(zhuǎn)發(fā)各井下分機(jī)3；系統(tǒng)主機(jī)2也可獨(dú)立于PC機(jī)進(jìn)行工作，對(duì)井下分機(jī)3送來的各種告警指示及時(shí)響應(yīng)，并通過人機(jī)交互接口7進(jìn)行各種設(shè)置操作，控制井下分機(jī)3的工作狀態(tài)。井下分機(jī)3的原理形成結(jié)構(gòu)如圖3所示，它包括CPU控制電路31、無線通信接口9a、監(jiān)測輸入接口10、有線信道傳輸接口8b和告警指示接口6b。井下分機(jī)通過有線(或無線)信道傳輸接口8b和系統(tǒng)主機(jī)2相連，接收系統(tǒng)主機(jī)的各種控制命令并實(shí)時(shí)執(zhí)行控制命令，同時(shí)將監(jiān)測輸入接口10的各種監(jiān)測信息送往系統(tǒng)主機(jī)；井下分機(jī)3還通過無線信道對(duì)進(jìn)入井下的便攜式移動(dòng)分機(jī)4進(jìn)行循環(huán)掃描，并及時(shí)將收到的應(yīng)答信號(hào)回傳給系統(tǒng)主機(jī)2，以確定人員的流動(dòng)和位置情況，同時(shí)將系統(tǒng)主機(jī)2送來的緊急告警指令群發(fā)給各便攜式移動(dòng)分機(jī)4，此外井下分機(jī)還具有廣播、CCD攝像、井下溫濕度檢測、井下有毒有害氣體檢測以及記錄工作人員上、下班出工考勤和入出井時(shí)間等功能。另井下分機(jī)通信接口9a還具有橋接功能，可無限延伸轉(zhuǎn)接段的通信距離。便攜式移動(dòng)分機(jī)4的原理形成結(jié)構(gòu)如圖4所示，它包括CPU控制電路41、無線通信接口9b、告警指示接口6c和按鍵11。便攜式移動(dòng)分機(jī)4接收井下分機(jī)3發(fā)來的查詢信息并及時(shí)按相應(yīng)的地址碼應(yīng)答，及時(shí)了解人員的流動(dòng)情況，當(dāng)便攜式移動(dòng)分機(jī)4攜帶者按下危險(xiǎn)告警按鍵時(shí)，能發(fā)出相應(yīng)的告警信號(hào)，并通過井下分機(jī)3上傳到系統(tǒng)主機(jī)2及計(jì)算機(jī)，以便地面管理人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理各種緊急情況。
在圖5所示的本實(shí)用新型系統(tǒng)主機(jī)的實(shí)際電路結(jié)構(gòu)中，CPU控制電路21由集成電路芯片U1～U9組成，其中U1為CPU控制芯片，型號(hào)為AT89C52，主要完成PC機(jī)通信信號(hào)收發(fā)控制、告警信號(hào)輸入輸出信號(hào)控制、有線信號(hào)的傳輸控制等功能；U2為總線驅(qū)動(dòng)芯片，型號(hào)為MC74252，主要完成單片機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)/地址復(fù)用總線驅(qū)動(dòng)；U3為高位地址鎖存，U4為低位地址鎖存，芯片型號(hào)均為74373，主要完成系統(tǒng)外圍電路的地址鎖存；U5為存儲(chǔ)器，芯片型號(hào)為62C256，主要完成信息的暫存和通信數(shù)據(jù)緩存；U6為串行非易失性存儲(chǔ)器，芯片型號(hào)為24C04，用于系統(tǒng)重要信息的存儲(chǔ)，如本機(jī)號(hào)等；U7為看門狗，芯片型號(hào)為MAX813L，主要完成復(fù)位及CPU監(jiān)控；U8、U9用于監(jiān)測信號(hào)及告警信號(hào)的輸入輸出控制，芯片型號(hào)均為74373。
在圖6所示的本實(shí)用新型井下分機(jī)的實(shí)際電路結(jié)構(gòu)中，CPU控制電路31由集成電路芯片U10～U18組成，其中U10為CPU控制芯片，型號(hào)為AT89C52，主要完成系統(tǒng)井下分機(jī)無線信號(hào)收發(fā)控制、告警信號(hào)輸入輸出信號(hào)控制、有線信號(hào)的傳輸控制等功能；U11為總線驅(qū)動(dòng)芯片，型號(hào)為MC74252，主要完成單片機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)/地址復(fù)用總線驅(qū)動(dòng)；U12為高位地址鎖存，U13為低位地址鎖存，芯片型號(hào)均為74373，主要完成系統(tǒng)外圍電路的地址鎖存；U14為存儲(chǔ)器，芯片型號(hào)為62C256，主要完成信息的暫存和通信數(shù)據(jù)緩存；U15為串行非易失性存儲(chǔ)器，芯片型號(hào)為24C04，用于系統(tǒng)重要信息的存儲(chǔ)，如本機(jī)號(hào)等；U16為看門狗，芯片型號(hào)為MAX813L，主要完成復(fù)位及CPU監(jiān)控；U17、U18用于監(jiān)測信號(hào)及告警信號(hào)的輸入輸出控制，芯片型號(hào)均為74373。
在圖7所示的本實(shí)用新型便攜式移動(dòng)分機(jī)的實(shí)際電路結(jié)構(gòu)中，CPU控制電路41由集成電路芯片U19構(gòu)成，其芯片型號(hào)為AT90S2313。
權(quán)利要求1.一種可實(shí)行井下定位監(jiān)控的礦井安全監(jiān)控管理裝置，其特征在于它由通過計(jì)算機(jī)(1)控制運(yùn)行的系統(tǒng)主機(jī)(2)、多部井下分機(jī)(3)以及分別與每部井下分機(jī)(3)配合使用的多只便攜式移動(dòng)分機(jī)(4)組成，計(jì)算機(jī)(1)通過串口與系統(tǒng)主機(jī)(2)的輸入/輸出端聯(lián)接，系統(tǒng)主機(jī)(2)的輸出/輸入端通過有線或無線傳輸線路分別與各井下分機(jī)(3)的輸入/輸出端聯(lián)接，各井下分機(jī)(3)的輸出/輸入端通過無線傳輸線路分別和與之配合使用的各便攜式移動(dòng)分機(jī)(4)的輸入/輸出端聯(lián)接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于監(jiān)控地下礦井安全作業(yè)的監(jiān)控管理裝置，由一個(gè)設(shè)立在地面安全監(jiān)控室內(nèi)的系統(tǒng)主機(jī)、多部設(shè)立在井下安全監(jiān)控基站(點(diǎn))中的井下分機(jī)、以及分別與各井下分機(jī)配合使用的多只由井下人員隨身攜配的便攜式移動(dòng)分機(jī)組成，系統(tǒng)主機(jī)通過有線或無線方式與各井下分機(jī)聯(lián)接，各井下分機(jī)通過無線方式分別和與之配合的各便攜式移動(dòng)分機(jī)聯(lián)接。工作中由系統(tǒng)主機(jī)向各井下分機(jī)傳送控制指令和信息，同時(shí)由各井下分機(jī)向系統(tǒng)主機(jī)上報(bào)井下監(jiān)控信息。當(dāng)井下分機(jī)監(jiān)測到危險(xiǎn)告警信息時(shí)，及時(shí)上報(bào)系統(tǒng)主機(jī)并迅速轉(zhuǎn)發(fā)告警信息至各便攜式移動(dòng)分機(jī)，通知井下人員很快撤離。
文檔編號(hào)H04B7/26GK2772129SQ20052007846
公開日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日
發(fā)明者何根洪, 陳光靜, 敬自強(qiáng) 申請(qǐng)人:何根洪