一种基于dsp的矿用救生舱低功耗监控系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于DSP的矿用救生舱低功耗监控系统及方法，救生舱低功耗监控系统包括DSP核心控制器、照明系统、视频监控系统、舱内外气体监控系统、电源模块、触摸显示屏、水循环系统和制冷系统；方法通过同一块DSP核心控制器将救生舱内的五大系统信息进行整合，然后在触摸显示屏上实现必要的显示和控制功能，按照五大控制系统供电优先等级排序，在保证监控系统正常工作的同时，优化配置电源供电功能，降低救生舱功耗，增加续航时间。实现控制系统对各模块的优化调度，根据电源模块的电量剩余模块合理优化配置各个系统的工作状态，大大增加能源紧缺系统的能源利用率，使整个监控系统在正常工作的同时降低使用功耗。
【专利说明】一种基于DSP的矿用救生舱低功耗监控系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种救生舱低功耗监控系统及方法，尤其涉及一种基于DSP的矿用救生舱低功耗监控系统及方法。
【背景技术】
[0002]根据对国内大量矿难事故的统计分析表明，瓦斯爆炸、火灾和渗水等事故直接导致的井下工作人员伤亡人数仅占事故伤亡总人数极少部分。绝大部分遇难的人员是由于高温、缺氧窒息、瓦斯中毒或者是缺少食物和水而导致死亡的。井下救生舱可以将被困人员与舱外的恶劣环境进行隔离并且提供人体生存的必需条件，从而延长了珍贵的救援时间，大大降低了煤矿事故的伤亡率。
[0003]矿用救生舱低功耗监控系统作为煤矿救生舱智能监控技术的研究(教育部科学技术研究重大项目基金)的一个主干课题，科研主旨就是用来研究解决矿用救生舱监控系统的低功耗实现问题，优化蓄电池组管理，增加续航时间，为矿工在灾变环境下提供更加稳定可靠、保障齐全的维生空间，把灾害引发的人员伤亡损失降到最低。
[0004]目前，现有的技术中还没有将低功耗监控的思想应用到对矿用救生舱的监控系统中。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于DSP的矿用救生舱低功耗监控系统及方法，根据电量信息和各个子系统的优先级别，科学合理地调度各个子系统的工作状态实现低功耗监控。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:该低功耗监控包括系统和方法，所述的低功耗监控系统包括:DSP核心控制器、照明系统、视频监控系统、舱内外气体监控系统、电源模块、触摸显示屏、水循环系统和制冷系统；所述的DSP核心控制器通过串口分别与照明系统、视频监控系统、舱内外气体监控系统、电源模块、触摸显示屏、水循环系统和制冷系统相连，构成救生舱低功耗监控系统数据采集与控制通道；同时所述的DSP核心控制器将采集到的监控数据送至触摸显示屏显示监控；所述的电源模块为蓄电池组与DSP核心控制器、照明系统、视频监控系统、舱内外气体监控系统、触摸显示屏、水循环系统和制冷系统建立并联供电关系；同时所述的电源模块实时将电量信息传送给DSP核心控制器，实现低功耗监控；所述制冷系统的输出端与水循环系统相连。
[0007]所述的低功耗监控方法:初始电量为100%，整个监控系统启动以后，DSP核心控制器通过通讯线将照明系统、视频监控系统、舱内外气体监控系统、触摸显示屏、水循环系统和制冷系统唤醒工作。五个优先级的系统均按正常工作模式进行工作:视频监控系统按视频录像监控模式将舱内外实时画面传送至触摸显示屏；照明系统采用的低功耗LED灯所有点阵灯均打开；触摸显示屏接收DSP核心控制器的信号，显示各监控量信息；制冷系统和水循环系统调节舱内温度和湿度的平衡；舱内外气体监控系统调节舱内各气体浓度满足设定要求；
[0008]电源模块电量降为50%时，DSP核心控制器控制第三、四、五优先级的系统进入节能模式进行工作:视频监控系统按拍照监控模式，每隔一个小时由DSP核心控制器唤醒摄像头，对舱内外进行一次拍照，传送至触摸显示屏；照明系统采用的低功耗LED灯的点阵灯数量关闭一半；触摸显示屏每隔一个小时被DSP核心控制器唤醒，显示当前各监控量信息；制冷系统和水循环系统调节舱内温度和湿度的平衡；舱内外气体监控系统调节舱内各气体浓度满足设定要求；
[0009]电源模块电量降为20%时，DSP核心控制器控制第三、四、五优先级的系统永久进入休眠状态以降低救生舱功耗；制冷系统和水循环系统调节舱内温度和湿度的平衡；舱内外气体监控系统调节舱内各气体浓度满足设定要求。
[0010]有益效果，由于采用了上述方案，根据以上技术方案提出的这种矿用救生舱低功耗监控系统，将舱内外气体监控系统、制冷系统、水循环系统、照明系统和视频监控系统这六大生命保障系统整合成一个有机控制整体，通过触摸显示屏进行集中显示与控制；按各系统的重要性进行优先等级的排序，根据电源模块的电量剩余模块合理优化配置各个系统的工作状态，实现控制系统对各模块的优化调度，大大增加能源紧缺系统的能源利用率，使整个监控系统在正常工作的同时降低使用功耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明的基于DSP的矿用救生舱低功耗监控系统框架结构图。
[0012]图中:1、照明系统；2、视频监控；3、舱内外气体监控；4、电源模块；5、触摸显示屏；
6、水循环系统；7、制冷系统；8、DSP核心控制器。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，本发明的低功耗监控包括系统和方法，所述的低功耗监控系统包括:DSP核心控制器8、照明系统1、视频监控系统2、舱内外气体监控系统3、电源模块4、触摸显示屏5、水循环系统6和制冷系统7 ;所述的DSP核心控制器8通过串口分别与照明系统1、视频监控系统2、舱内外气体监控系统3、电源模块4、触摸显示屏5、水循环系统6和制冷系统7相连，构成救生舱低功耗监控系统数据采集与控制通道；同时所述的DSP核心控制器8将采集到的监控数据送至触摸显示屏5显示监控；所述的电源模块4为蓄电池组与DSP核心控制器8、照明系统1、视频监控系统2、舱内外气体监控系统3、触摸显示屏5、水循环系统6和制冷系统7建立并联供电关系；同时所述的电源模块8实时将电量信息传送给DSP核心控制器8，实现低功耗监控；所述制冷系统7的输出端与水循环系统6相连。
[0014]其中的电源模块4与DSP核心控制器8、照明系统1、视频监控系统2、舱内外气体监控系统3、触摸显示屏5、水循环系统6和制冷系统7相连接，目的是根据实际情况给各个模块进行供电。
[0015]所述的低功耗监控方法:
[0016]初始电量为100%，整个监控系统启动以后，DSP核心控制器8通过通讯线将照明系统1、视频监控系统2、舱内外气体监控系统3、触摸显示屏5、水循环系统6和制冷系统7唤醒工作。五个优先级的系统均按正常工作模式进行工作:视频监控系统按视频录像监控模式将舱内外实时画面传送至触摸显示屏；照明系统采用的低功耗LED灯所有点阵灯均打开；触摸显示屏接收DSP核心控制器的信号，显示各监控量信息；制冷系统和水循环系统调节舱内温度和湿度的平衡；舱内外气体监控系统调节舱内各气体浓度满足设定要求。
[0017]当电源模块电量降为50%时，DSP核心控制器控制第三、四、五优先级的系统进入节能模式进行工作:视频监控系统按拍照监控模式，每隔一个小时由DSP核心控制器唤醒摄像头，对舱内外进行一次拍照，传送至触摸显示屏；照明系统采用的低功耗LED灯的点阵灯数量关闭一半；触摸显示屏每隔一个小时被DSP核心控制器唤醒，显示当前各监控量信息；制冷系统和水循环系统调节舱内温度和湿度的平衡；舱内外气体监控系统调节舱内各气体浓度满足设定要求。
[0018]当电源模块电量降为20%时，DSP核心控制器控制第三、四、五优先级的系统永久进入休眠状态以降低救生舱功耗；制冷系统和水循环系统调节舱内温度和湿度的平衡；舱内外气体监控系统调节舱内各气体浓度满足设定要求。
[0019]上述视频监控系统具有视频录像监控和拍照监控两种工作模式，可将舱内外的图像信息通过DSP核心控制器处理送至触摸显示屏显示。视频监控系统在整个监控系统属于第五优先级，即最低优先级。
[0020]上述照明系统采用的是点阵并联使用的低功耗LED灯，能耗仅为普通白炽灯的1/10，由于采用的是点阵并联结构，因此可根据实际情况方便控制各点的开断，进而控制LED灯亮度。照明系统在整个监控系统属于第四优先级。
[0021 ] 上述触摸显示屏采用的是低功耗的本安触摸显示屏，具有多个通讯口，能实现多种通讯方式。触摸显示屏在整个监控系统属于第三优先级。
[0022]上述制冷系统和水循环系统包括压缩机、冷凝器、热交换器及保温水箱，相当于制冷空调系统具有保存温度和湿度恒定的功能。制冷系统和水循环系统在整个监控系统属于第二优先级。
[0023]上述舱内外气体监控系统，由布设于救生舱内的若干个低功耗的气敏探头组成，负责监测救生舱内的氧气、二氧化碳气体、瓦斯气或其它有害气体浓度的探头组成，各种气体探头的监测数据直接输送到触摸显示屏显示，在DSP核心控制器中实现对各个气体量浓度恒定的控制。舱内外气体监控系统在整个监控系统属于第一优先级。
[0024]通过对工作流程优化设计，将系统能源与工作流程和优先等级紧密结合，充分发挥DSP的调度作用，可以大大降低功耗、提高电源利用率，考虑到这种特点设计出了系统低功耗控制运行方法。
【权利要求】
1.一种基于DSP的矿用救生舱低功耗监控系统，其特征是:所述的低功耗监控系统包括:DSP核心控制器、照明系统、视频监控系统、舱内外气体监控系统、电源模块、触摸显示屏、水循环系统和制冷系统；所述的DSP核心控制器通过串口分别与照明系统、视频监控系统、舱内外气体监控系统、电源模块、触摸显示屏、水循环系统和制冷系统相连，构成救生舱低功耗监控系统数据采集与控制通道；同时所述的DSP核心控制器将采集到的监控数据送至触摸显示屏显示监控；所述的电源模块为蓄电池组与DSP核心控制器、照明系统、视频监控系统、舱内外气体监控系统、触摸显示屏、水循环系统和制冷系统建立并联供电关系；同时所述的电源模块实时将电量信息传送给DSP核心控制器，实现低功耗监控；所述制冷系统的输出端与水循环系统相连。
2.一种基于DSP的矿用救生舱低功耗监控系统的方法，其特征是:所述的低功耗监控方法:初始电量为100%，整个监控系统启动以后，DSP核心控制器通过通讯线将照明系统、视频监控系统、舱内外气体监控系统、触摸显示屏、水循环系统和制冷系统唤醒工作。五个优先级的系统均按正常工作模式进行工作:视频监控系统按视频录像监控模式将舱内外实时画面传送至触摸显示屏；照明系统采用的低功耗LED灯所有点阵灯均打开；触摸显示屏接收DSP核心控制器的信号，显示各监控量信息；制冷系统和水循环系统调节舱内温度和湿度的平衡；舱内外气体监控系统调节舱内各气体浓度满足设定要求； 电源模块电量降为50%时，DSP核心控制器控制第三、四、五优先级的系统进入节能模式进行工作:视频监控系统按拍照监控模式，每隔一个小时由DSP核心控制器唤醒摄像头，对舱内外进行一次拍照，传送至触摸显示屏；照明系统采用的低功耗LED灯的点阵灯数量关闭一半；触摸显示屏每隔一个小时被DSP核心控制器唤醒，显示当前各监控量信息；制冷系统和水循环系统调节舱内温度和湿度的平衡；舱内外气体监控系统调节舱内各气体浓度满足设定要求； 电源模块电量降为20%时，DSP核心控制器控制第三、四、五优先级的系统永久进入休眠状态以降低救生舱功耗；制冷系统和水循环系统调节舱内温度和湿度的平衡；舱内外气体监控系统调节舱内各气体浓度满足设定要求。
【文档编号】G05B19/418GK104133456SQ201410380223
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年8月4日 优先权日:2014年8月4日
【发明者】史丽萍, 葛世荣, 蔡儒军, 蒋朝明, 王攀攀, 李德臣 申请人:中国矿业大学