專利名稱：基于nfc井下人員定位和通信用智能礦燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦井下用安全監(jiān)測照明設(shè)備，特別涉及一種基于NFC井下人員定位和通信用智能礦燈。
背景技術(shù)：
目前，煤炭是我國的基礎(chǔ)能源，占我國能源總供給的70%以上，因此煤炭行業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中起著舉足輕重的作用。由于我國煤礦裝備落后造成事故頻發(fā)，國發(fā)[2010]23號《國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》及國家安監(jiān)總局、煤炭局要求煤礦必須完善包括人員定位系統(tǒng)在內(nèi)的“六大系統(tǒng)”，帶有人員定位和雙向?qū)ず艄δ艿牡V燈是井下人員定位系統(tǒng)的必備配套產(chǎn)品。目前，煤礦井下人員定位系統(tǒng)使用的人員定位卡，裝在一個(gè)小盒內(nèi)(類似于BP機(jī))，由于礦工掛在腰帶上，同時(shí)，礦工必須攜帶礦燈和自救器，在此基礎(chǔ)上又增加了人員定位卡盒子，存在問題是不便于攜帶，不便于管理，由于人員定位卡小巧，經(jīng)常發(fā)生他人代卡下井現(xiàn)象功能單一，只有人員定位功能，不能實(shí)現(xiàn)雙向?qū)ず敉ㄐ拧Ａ硐Σ?，目前煤礦井下發(fā)生災(zāi)害事故時(shí)，指揮中心一般用電話通知受災(zāi)害事故危險(xiǎn)區(qū)域的人員撤離，只有接電話人才能先得到災(zāi)害撤離命令，再由接電話人傳達(dá)命令，造成傳達(dá)速度慢，且很難全部通知到每位員工，有可能造成人員傷亡事故。煤礦開采中，CO是廣泛存在的有害氣體，CO測量(報(bào)警)器在我國煤礦開采過程中用來檢測開采環(huán)境的中CO含量，對超出預(yù)告設(shè)定的報(bào)警濃度，產(chǎn)生報(bào)警信號。《MT703-2008煤礦用攜帶型電化學(xué)式一氧化碳測定器》標(biāo)準(zhǔn)，對此類產(chǎn)品進(jìn)行了明確的定義?，F(xiàn)有的CO測定(報(bào)警)器是一種貴重的檢測儀器，在斷電情況下不具有自動記憶數(shù)據(jù)功能，也不具有數(shù)據(jù)智能分析功能，礦燈是在煤礦下井人員必配的裝配，使用與維護(hù)都極為簡單，由電池槽、頭燈、電纜線等部件組成，只有照明功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)不足，提供一種便于攜帶、對保護(hù)井下人員遇到事故時(shí)有利于救援，功能可靠的基于NFC井下人員定位和通信用智能礦燈。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是基于NFC井下人員定位和通信用智能礦燈包括燈頭、蓄電池殼體、蓄電池、電纜線、蓄電池殼體上蓋，其特點(diǎn)是在蓄電池殼體內(nèi)下方裝有蓄電池，蓄電池上方設(shè)有獨(dú)立的腔體，在獨(dú)立腔體內(nèi)設(shè)有礦燈保護(hù)器、人員定位NFC卡及監(jiān)測線路板，礦燈保護(hù)器、人員定位NFC卡及監(jiān)測線路板裝在蓄電池端子上面用螺栓螺母固定連接，監(jiān)測線路板包括單片機(jī)和與單片機(jī)相連的射頻電路、天線、數(shù)碼顯示指示燈和呼救開關(guān)，功能開關(guān)和呼救開關(guān)裝在蓄電池殼體上蓋上，呼救開關(guān)外面用透明開關(guān)窗口蓋片封住，數(shù)碼顯示指示燈裝在蓄電池殼體的一個(gè)側(cè)面上并用透明指示燈窗口蓋片封住，在蓄電池殼體上蓋用上蓋鎖緊螺母把電纜線的一端與蓄電池連接，電纜線的另一端連接燈頭及燈頭上設(shè)的一氧化碳探測傳感器，燈頭上裝有燈罩，在燈罩內(nèi)連接電纜線的燈頭上裝有主光源燈和輔光源燈，主光源燈和輔光源燈用裝在蓄電池殼體上蓋上面的功能開關(guān)控制；基于NFC井下人員定位和通信用智能礦燈的控制連接關(guān)系是監(jiān)測線路板包括的單片機(jī)單向控制連接數(shù)碼顯示指示燈和功能開關(guān)，單片機(jī)雙向輸出連接射頻電路，呼救開關(guān)、一氧化碳探測傳感器和礦燈保護(hù)器單向輸出給單片機(jī)，射頻電路雙向輸出連接天線，蓄電池單向輸出連接礦燈保護(hù)器、人員定位NFC卡和功能開頭，功能開關(guān)單向輸出連接主光源燈和輔光源燈。本發(fā)明的有益效果是基于NFC井下人員定位和通信用智能礦燈便于礦工攜帶，多功能，除具有照明CO監(jiān)測和人員定位功能外，還具有雙向?qū)ず敉ㄐ殴δ?，為每個(gè)礦工提供了基本的通訊手段，并對礦工形成有效保護(hù)。在災(zāi)害發(fā)生時(shí)，礦工能通過礦燈得到撤離命令及時(shí)撤離災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)域，減少人員傷亡，在緊急情況下，礦工還可以向指揮中心發(fā)出求救信號，便于救援。該礦燈的應(yīng)用對于提高煤礦的安全性及在事故救援方面發(fā)揮積極主動的作用，對煤礦行業(yè)安全生產(chǎn)具有特別重大的意義。
以下結(jié)合附圖以實(shí)施例具體說明。

圖1是基于NFC井下人員定位和通信用智能礦燈結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的控制線路原理框圖。圖中，1-燈頭；2_電纜線；3_蓄電池殼體；4_人員定位NFC卡；5-礦燈保護(hù)器；6-畜電池殼體上蓋；6_1_上蓋鎖緊螺母；7_畜電池；8_主光源燈；9_指不燈窗口蓋片；10-功能開關(guān)；11-數(shù)碼顯示指示燈；12-呼救開關(guān)；12-1-開關(guān)窗口蓋片；13-—氧化碳?xì)怏w探測傳感器；14-監(jiān)測線路板；15-輔光源燈；16-射頻電路；17_天線；18-單片機(jī)；19_燈罩。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例，參照附圖1，基于NFC井下人員定位和通信用智能礦燈是在蓄電池殼體3內(nèi)下方裝有蓄電池7，在蓄電池7上面設(shè)一個(gè)獨(dú)立的腔體在獨(dú)立的腔體內(nèi)設(shè)有礦燈保護(hù)器5、人員定位NFC卡及監(jiān)測線路板14，礦燈保護(hù)器5、人員定位NFC卡及監(jiān)測線路板14裝在蓄電池7的端子上面并用螺栓螺母固定連接，監(jiān)測線路板14包括單片機(jī)18和與單片機(jī)18連接的射頻電路16、天線17、指示燈11和呼救開關(guān)12，功能開關(guān)10和呼救開關(guān)12裝在蓄電池殼體上蓋6上，呼救開關(guān)12的外面用透明的開關(guān)窗口蓋片12-1封住。在蓄電池殼體3的一個(gè)側(cè)面上裝多種顏色的數(shù)碼顯示指示燈11，在數(shù)碼顯示指示燈11的外面用指示燈窗口蓋片9封住。在蓄電池殼體上蓋6上用鎖緊螺母6-1把電纜線2的一端與蓄電池3連接固定一起，電纜線2另一端連接燈頭I及燈頭I上設(shè)的一氧化碳探測傳感器13。在燈頭I上裝有燈罩19，在燈罩19內(nèi)連接電纜線2的燈頭I上裝有主光源燈8和輔光源燈15，主光源燈8及輔光源燈15均為LED光源，主光源燈8和輔光源燈15用裝在蓄電池殼體6上面的功能開關(guān)10控制。參照附圖2，基于NFC井下人員定位和通信用智能礦燈的控制連接關(guān)系是監(jiān)測線路板14中包括的單片機(jī)18單向控制連接數(shù)碼顯示指示燈11和功能開關(guān)10，單片機(jī)18雙向輸出連接射頻電路16，呼救開關(guān)12、一氧化碳探測傳感器13和礦燈保護(hù)器5單向輸出給單片機(jī)18，射頻電路16雙向輸出連接天線17。蓄電池7單向輸出連接礦燈保護(hù)器5、人員定位NFC卡和功能開關(guān)10，功能開關(guān)10單向輸出連接主光源燈8和輔光源燈15。基于NFC井下人員定位和通信用智能礦燈的工作原理是射頻電路16與天線17一起發(fā)射和接收無線信號，單片機(jī)18處理數(shù)據(jù)并發(fā)出指令，控制礦燈主光源燈8閃爍與不同顏色的數(shù)碼顯示指示燈11發(fā)光或閃爍，組合成多種尋呼指令；依托井下安裝的人員定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)指揮中心和礦燈攜帶者之間的雙向?qū)ず敉ㄐ?；指揮中心由地面控制計(jì)算機(jī)通過井下安裝的人員定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，向礦燈攜帶者發(fā)出災(zāi)害撤離命令及呼叫命令，在礦燈上形成主光源燈8閃爍和不同顏色的數(shù)碼顯示指示燈11發(fā)光或閃爍，從而礦燈攜帶者得知命令內(nèi)容，礦燈攜帶者也可以使用礦燈上的呼救開關(guān)12，向指揮中心發(fā)出求救信號，便于救援，實(shí)現(xiàn)礦山井下人員定位和雙向?qū)ず敉ㄐ拧；贜FC井下人員定位和通信用智能礦燈的使用方法步驟如下裝在礦燈內(nèi)的人員定位NFC卡4在監(jiān)測線路板14中的單片機(jī)18的控制下，通過射頻電路16向外發(fā)送礦燈 攜帶者身份信息的射頻信號，礦燈攜帶者當(dāng)其進(jìn)入井下人員定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)讀卡分站的識別距離內(nèi)時(shí)，其信號被分站接收并上傳給地面控制計(jì)算機(jī)，進(jìn)行人員定位。指揮中心由地面控制計(jì)算機(jī)，可以向礦燈攜帶者發(fā)出不同災(zāi)害撤離及呼叫命令，裝在蓄電池殼體3內(nèi)的人員定位NFC卡4，可以通過天線17和射頻電路16接收井下人員定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)讀卡分站的發(fā)出的信息，單片機(jī)18 (MCU)根據(jù)接收的信息內(nèi)容處理后發(fā)出指令，由功能開關(guān)10控制礦燈主光源燈8閃爍不同顏色的數(shù)碼顯示指示燈11從而礦燈攜帶者得知命令內(nèi)容，并按照相應(yīng)的避災(zāi)路線及時(shí)撤離。在緊急情況下，礦燈攜帶者可以摳開呼救開關(guān)窗口蓋片12-1即可拉開呼救開關(guān)12，單片機(jī)18通過功能開關(guān)10控制燈頭I上的主光源燈8快速閃爍和數(shù)碼顯示指示燈11發(fā)紅光，并通過射頻電路16及天線17發(fā)出射頻信號，井下人員定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)卡分站將呼救信號上傳至地面控制計(jì)算機(jī)，指揮中心即可接到礦燈攜帶者發(fā)出的求救信號，方便及時(shí)救援。使用時(shí)，光源與數(shù)碼顯示指示燈11不同組合，代表的指令如下①報(bào)警指令1:主光源燈8快速閃爍(Is斷續(xù)，持續(xù)至按功能開關(guān)10取消為止)+指示碼119紅光閃爍組合為火災(zāi)撤離命令；②報(bào)警指令2 :主光源燈8快速閃爍(Is斷續(xù)，持續(xù)至按功能開關(guān)10取消為止)+指示碼120紅光閃爍組合為瓦斯撤離命令；③報(bào)警指令3 :主光源燈8快速閃爍(Is斷續(xù)，持續(xù)至按功能開關(guān)10取消為止)+指示碼110紅光閃爍組合為水災(zāi)撤離命令；④呼叫指令輔光源燈15慢閃爍(4s斷小分隊(duì)，持續(xù)16s) +指示碼800綠光閃爍組合為呼叫命令；⑤呼救指示主光源燈8快速閃爍(Is斷續(xù)，持續(xù)至按功能開關(guān)10取消為止)+指示碼111紅光閃組合為呼救指示；⑥工作指示1:指示碼綠色(不閃爍)為正常工作指示并在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，顯示數(shù)值為CO濃度(％);⑦工作指示2 :指示碼紅色(不閃爍)為正常工作指示并在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，顯示數(shù)值為CO濃度(％);⑧取消指令指示碼為888黃色(不閃爍)，為前一次指令取消蓄電池7欠電指示主光源燈8慢速閃爍(4s斷續(xù))+指示碼404黃色光組合為蓄電池7欠電指示。本發(fā)明的使用條件煤礦井下裝備井下人員定位系統(tǒng)是前提，井下人員定位系統(tǒng)與本發(fā)明的射頻收發(fā)相匹配。
權(quán)利要求
1. 一種基于NFC井下人員定位和通信用智能礦燈，包括燈頭(I)、蓄電池殼體(3)、蓄電池(7)、電纜線(2)、蓄電池殼體上蓋(6)，其特征在于在蓄電池殼體(3)內(nèi)下方裝有蓄電池 (7 )，蓄電池(7 )上方設(shè)有獨(dú)立的腔體，在獨(dú)立腔體內(nèi)設(shè)有礦燈保護(hù)器(5 )、人員定位NFC卡(4)及監(jiān)測線路板(14)，礦燈保護(hù)器(5)、人員定位NFC卡(4)及監(jiān)測線路板(14)裝在蓄電池(7)端子上面用螺栓螺母固定連接，監(jiān)測線路板(14)包括單片機(jī)(18)和與單片機(jī)相連的射頻電路(16)、天線(17)、數(shù)碼顯示指示燈(11)和呼救開關(guān)(12)，功能開關(guān)(10)和呼救開關(guān)(12)裝在蓄電池殼體上蓋(6)上，呼救開關(guān)(12)外面用透明開關(guān)窗口蓋片(12)- (I)封住，數(shù)碼顯示指示燈(11)裝在蓄電池殼體(3)的一個(gè)側(cè)面上并用透明指示燈窗口蓋片(9) 封住，在蓄電池殼體上蓋用上蓋(6)鎖緊螺母(6)- (I)把電纜線(2)的一端與蓄電池(7) 連接，電纜線(2)的另一端連接燈頭(I)及燈頭(I)上設(shè)的一氧化碳探測傳感器(13)，燈頭 (I)上裝有燈罩(19 )，在燈罩(19 )內(nèi)連接電纜線(2 )的燈頭(I)上裝有主光源燈(8 )和輔光源燈(15)，主光源燈(8)和輔光源燈(15)用裝在蓄電池殼體上蓋(6)上面的功能開關(guān)(10) 控制；基于NFC井下人員定位和通信用智能礦燈的控制連接關(guān)系是監(jiān)測線路板(14)包括的單片機(jī)(18)單向控制連接數(shù)碼顯示指示燈(11)和功能開關(guān)(10)，單片機(jī)(18)雙向輸出連接射頻電路(16)，呼救開關(guān)(12)、一氧化碳探測傳感器(13)和礦燈保護(hù)器(5)單向輸出給單片機(jī)(18)，射頻電路(16)雙向輸出連接天線(17)，蓄電池(7)單向輸出連接礦燈保護(hù)器(5)、人員定位NFC卡(4)和功能開頭(10)，功能開關(guān)(10)單向輸出連接主光源燈(8)和輔光源燈(15)。
全文摘要
本發(fā)明屬于礦井下用安全監(jiān)測照明設(shè)備，特別涉及一種基于NFC井下人員定位和通信用智能礦燈，在蓄電池殼體(3)內(nèi)下方裝有蓄電池(7)，在獨(dú)立腔體內(nèi)設(shè)有礦燈保護(hù)器(5)、人員定位NFC卡(4)及監(jiān)測線路板(14)，監(jiān)測線路板(14)包括單片機(jī)(18)和與單片機(jī)相連的射頻電路(16)、天線(17)、數(shù)碼顯示指示燈(11)和呼救開關(guān)(12)，在蓄電池殼體上蓋(6)上面用鎖緊螺母(6)-(1)把電纜線(2)的一端與蓄電池(7)連接，電纜線(2)的另一端連接燈頭(1)及燈頭(1)上設(shè)的一氧化碳探測傳感器(13)，主光源燈(8)和輔光源燈(15)用裝在蓄電池殼體上蓋(6)上面的功能開關(guān)(10)控制；該礦燈便于礦工攜帶，多功能，具有雙向?qū)ず敉ㄐ殴δ堋?br> 文檔編號H04B5/00GK103016961SQ20121052990
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者張忠厚, 冀常鵬, 陳松, 劉爽, 袁玉潔, 侯銳 申請人:遼寧工程技術(shù)大學(xué)