一種智能型井下安全綜合管理報警系統的製作方法

2023-06-22 15:58:31

本發明屬於井下報警技術領域，尤其是一種智能型井下安全綜合管理報警系統。

背景技術：

我國是煤炭生產大國，隨著煤礦機械化程度的提高，礦井生產能力和生產效率普遍加大，煤炭年產量居世界首位，產煤量佔世界總產煤量的20％。但同時我國也是煤礦安全形勢最為嚴峻的國家之一。近年來，瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出等災害，嚴重威脅著煤礦的安全生產和數百萬名煤礦工的生命安全，瓦斯災害已成為制約我國煤礦安全生產和煤炭工業發展的重要因素，可以說瓦斯爆炸已經成為礦難的第一大禍首。傳統的井下報警裝置只能進行簡單的檢測與報警，誤報率高，並且時效性差，延誤撤離時間。現有的井下報警普遍採用有線組網方式，在有線組網方式中，供電電源和控制信號都是通過有線方式連接，這就會導致控制端信號線繁多、布線繁雜，從而增加施工的工作量，成本高。同時有線組網方式不易組網、擴展性差，因而其組網範圍有限，而目前採用普通無線方式進行信息傳輸的報警裝置，又造成功耗較大，成本高的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種可全方位的檢測井下安全，實現井下獨立報警，井上及時知曉的報警效果，同時採用GTiBee無線傳感網絡進行信息傳輸，功耗小、成本低，穩定性更高的智能型井下安全綜合管理報警系統。

本發明解決其技術問題是採取以下技術方案實現的：

一種智能型井下安全綜合管理報警系統，由射頻識別單元、傳感器模塊、攝像頭、A/D轉換器、處理器、存儲器、語音報警器、無線通信模塊、地面基站伺服器、指揮調度控制中心、聯動裝置組成，所述的射頻識別單元、傳感器模塊、攝像頭均與A/D轉換器連接；所述的A/D轉換器與處理器連接；所述的處理器與存儲器、語音報警器、無線通信模塊連接；所述的無線通信模塊與地面基站伺服器連接；所述的地面基站伺服器分別與指揮調度控制中心、聯動裝置連接。

而且，所述的傳感器模塊包括瓦斯傳感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、風壓傳感器、溫溼度傳感器、震動傳感器、雨雪傳感器、煙霧傳感器。

而且，所述的A/D轉換器採用ADC0809轉換器。

而且，所述的處理器採用S3C2440嵌入式晶片。

而且，所述的無線通信模塊採用GTiBee無線傳感網絡

本發明的優點和積極效果是：

本發明傳感器模塊包括瓦斯傳感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、風壓傳感器、溫溼度傳感器、震動傳感器、雨雪傳感器、煙霧傳感器，對井下瓦斯、甲烷、一氧化碳濃度、溫溼度，井上風力等級、雨雪天氣、是否有塌方震動情況、是否有煙霧進行檢測，實現全方位的安全監測，達到井下獨立報警，井上及時知曉的報警效果。

本發明採用GTiBee無線傳感網絡，以長距離傳輸為特色，但同時可調距離、速度、耗能和系統協議。節點晶片和基站晶片分開設計，減低耗能，成本較低。相比目前的主流傳感網協議例如ZigBee等，其在傳送距離、傳輸速度、電池壽命、系統安全性等方面均有大幅度的性能改進。

附圖說明

圖1是本發明結構連接框圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明實施例做進一步詳述：

如圖1所示，本發明所述的一種智能型井下安全綜合管理報警系統，由射頻識別單元、傳感器模塊、攝像頭、A/D轉換器、處理器、存儲器、語音報警器、無線通信模塊、地面基站伺服器、指揮調度控制中心、聯動裝置組成，所述的射頻識別單元、傳感器模塊、攝像頭均與A/D轉換器連接；所述的A/D轉換器與處理器連接；所述的處理器與存儲器、語音報警器、無線通信模塊連接；所述的無線通信模塊與地面基站伺服器連接；所述的地面基站伺服器分別與指揮調度控制中心、聯動裝置連接。

結合附圖，闡述本發明的工作原理：

本發明傳感器模塊包括瓦斯傳感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、風壓傳感器、溫溼度傳感器、震動傳感器、雨雪傳感器、煙霧傳感器。瓦斯傳感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳感器分別實現對瓦斯、甲烷、一氧化碳的檢測，預測發生火災爆炸的可能，將信號傳輸至A/D轉換器。風壓傳感器，用於檢測井上風力等級，確保不影響井下作業與安全，並將信號傳輸至A/D轉換器。溫溼度傳感器，用於檢測井下溫度與溼度，確保井下安全，並將信號傳輸至A/D轉換器。震動傳感器，用於檢測井下震動情況，預測是否可能發生塌方，並將信號傳輸至A/D轉換器。雨雪傳感器，用於檢測雨雪天氣，確保不會發生井下漏水情況，並將信號傳輸至A/D轉換器。煙霧傳感器，用於檢測井下煙霧情況，判斷是否可能發生火災爆炸，並將信號傳輸至A/D轉換器。攝像頭，用於採集井下視頻信息；射頻識別單元，用於測定井下工作人員所處位置，為其定位，確定發生異常情況時，通知其及時撤離。

A/D轉換器將模擬信號轉化的電壓信號轉換變換成數位訊號，輸出到控制器。A/D轉換器 採用ADC0809轉換器，是一種雙積分的8位A/D轉換器，其性能價格比很高，是一種高精度、低噪聲、低漂移A/D轉換器。處理器採用S3C2440嵌入式晶片，該處理器基於ARM920T內核，內含高性能32位RISC處理器，主頻達400MHz，處理能力強大。處理器對數位訊號進行處理，將輸入進來的數據與設置的瓦斯濃度、甲烷濃度、一氧化碳濃度、溫溼度、煙霧濃度、雨雪含量、承受風力等級、震感預警值進行比較，確定是否安全；分析視頻信號信息，及時發現異常情況，當發生異常情況時，通過語音報警器進行語音報警並存儲。處理器將位置信息、井下情況信息通過GTiBee無線傳感網絡，發送至地面基站伺服器，通過指揮調度控制中心通知礦井管理人員進行及時的指揮調度，及時撤離井下人員，保證礦井安全，並啟動聯動裝置，進行及時救助。

需要強調的是，本發明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發明並不限於具體實施方式中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本發明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬於本發明保護的範圍。