执法终端和系统的制作方法

本申请涉及数据采集领域，特别是涉及一种执法终端和系统。

背景技术：

煤矿安全生产关系着国家能源安全以及每一个矿工生命安全，煤矿安全隐患和违法违规生产是造成煤矿生产事故的主要原因，因此为保障煤矿安全生产，有必要对煤矿日常生产进行安监执法。

传统的安监执法过程为：由现场执法人员先根据不同的煤矿企业及不同的安监场所制定好相应的安全隐患检查表，手工记录井下执法点的各种参数数值，回到地面后进行采集数据的人工录入、汇总、处理和筛选，并根据检查情况制作好执法文书送至企业安监部门进行整改。但是，传统方式的数据采集的效率较低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统方式的数据采集的效率较低的技术问题，提供一种执法终端和系统。

第一方面，本申请实施例提供一种执法终端，应用于煤矿井下，所述执法终端包括：惯性导航电路、数据采集电路、蓝牙接收器以及处理器，所述惯性导航电路、所述数据采集电路以及所述蓝牙接收器分别与所述处理器电连接；

所述蓝牙接收器，用于在定位周期到达时接收来自所述煤矿井下的蓝牙基站发射的数据包，并将所述数据包发送给定位服务器，以使所述定位服务器基于所述数据包对所述执法终端进行定位，得到第一定位结果，并将所述第一定位结果发送给所述处理器；

所述惯性导航电路，用于根据初始导航信息，对所述执法终端在所述煤矿井下所处的位置进行实时定位，得到第二定位结果，并将所述第二定位结果发送给所述处理器；以及接收所述处理器发送的所述第一定位结果，并将所述第一定位结果作为所述初始导航信息；

所述处理器，用于在所述定位周期到达时，控制所述蓝牙接收器接收所述数据包；以及根据所述第一定位结果或者所述第二定位结果确定所述执法终端到达预设的采集位置时，控制所述数据采集电路采集与所述采集位置匹配的数据。

本申请实施例提供的执法终端，该执法终端包括：惯性导航电路、数据采集电路、蓝牙接收器以及处理器，通过惯性导航电路和蓝牙接收器的配合，可以周期性地校正惯性导航电路的定位误差，实现对执法终端的准确定位。这样，实现了在蓝牙接收器接收到蓝牙基站发射的数据包时，处理器根据定位服务器基于蓝牙基站发射的数据包得到的第一定位结果确定执法终端到达预设的采集位置时，控制数据采集电路采集与所述采集位置匹配的数据，在蓝牙接收器未接收到蓝牙基站发射的数据包时，处理器根据惯性导航电路反馈的第二定位结果确定执法终端到达预设的采集位置时，控制数据采集电路采集与所述采集位置匹配的数据，不仅实现了数据的自动采集，提高了数据采集的效率。而且，惯性导航电路反馈的第二定位结果也是基于准确的第一定位结果作为初始导航信息确定出的，即可以通过准确的第一定位结果周期性地校正惯性导航电路地的定位误差，使得执法终端的定位结果更准确，进一步提高了数据采集的准确性。

第二方面，本申请实施例提供一种执法系统，包括：如本申请实施例第一方面提供的执法终端、部署在煤矿井下的多个蓝牙基站以及定位服务器；

所述多个蓝牙基站，用于周期性地发射数据包；

所述定位服务器，用于接收所述执法终端发送的来自所述多个蓝牙基站发射的数据包，并根据所述数据包对所述执法终端进行定位，得到第一定位结果，并将所述第一定位结果发送给所述执法终端。

本申请实施例提供的执法系统，包括：执法终端、部署在煤矿井下的多个蓝牙基站以及定位服务器，通过多个蓝牙基站、定位服务器以及执法终端中的蓝牙接收器的配合，可以周期性地校正执法终端中的惯性导航电路的定位误差，实现对执法终端的准确定位。这样，实现了在蓝牙接收器接收到蓝牙基站发射的数据包时，处理器根据定位服务器基于蓝牙基站发射的数据包得到的第一定位结果确定执法终端到达预设的采集位置时，控制数据采集电路采集与所述采集位置匹配的数据，在蓝牙接收器未接收到蓝牙基站发射的数据包时，处理器根据惯性导航电路反馈的第二定位结果确定执法终端到达预设的采集位置时，控制数据采集电路采集与所述采集位置匹配的数据，不仅实现了数据的自动采集，提高了数据采集的效率。而且，使得执法终端的定位结果更准确，进一步提高了数据采集的准确性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的执法终端的一种结构示意图；

图2为本申请实施例提供的执法终端的另一种结构示意图；

图3为本申请实施例提供的执法终端的又一种结构示意图；

图4为本申请实施例提供的执法系统的一种结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供的执法终端，可以适用于根据预先设定的数据采集计划进行煤矿井下数据采集的情况，其是可自由移动的终端设备，且具备多种功能，这样，安全执法人员仅通过携带该执法终端即可完成检查执法，不再需要携带其它设备。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

图1为本申请实施例提供的执法终端的一种结构示意图。如图1所示，该执法终端包括惯性导航电路10、数据采集电路11、蓝牙接收器12以及处理器13，所述惯性导航电路10、所述数据采集电路11以及所述蓝牙接收器12分别与所述处理器13电连接。所述蓝牙接收器12，用于在定位周期到达时接收来自所述煤矿井下的蓝牙基站发射的数据包，并将所述数据包发送给定位服务器，以使所述定位服务器基于所述数据包对所述执法终端进行定位，得到第一定位结果，并将所述第一定位结果发送给所述处理器13；所述惯性导航电路10，用于根据初始导航信息，对所述执法终端在所述煤矿井下所处的位置进行实时定位，得到第二定位结果，并将所述第一定位结果发送给所述处理器13；以及接收处理器13发送的所述第一定位结果，并将所述第一定位结果作为所述初始导航信息；所述处理器13，用于在所述定位周期到达时，控制所述蓝牙接收器接收所述数据包；以及根据所述第一定位结果或者所述第二定位结果确定所述执法终端到达预设的采集位置时，控制所述数据采集电路11采集与所述采集位置匹配的数据。

具体的，可以依据煤矿井下的巷道特性，在煤矿井下预先部署多个蓝牙基站。其中，该蓝牙基站可以为蓝牙信标。在实际应用中，在煤矿井下无遮挡无转角的环境下，蓝牙基站一般按照200m-300m间隔部署，在有遮挡或转角的环境下，蓝牙基站一般按照100m间隔部署。实际部署的过程可以为：预先在电脑的矿井地图上模拟部署蓝牙基站，并为每一个蓝牙基站分配一个唯一标识，然后根据部署有蓝牙基站的矿井地图到井下进行蓝牙基站的实际部署，并对各个蓝牙基站进行反复测试，若测试结果无法满足指标要求，对蓝牙基站的位置进行调整，或增加蓝牙基站，并将调整后的蓝牙基站的位置在数据库中进行更新。蓝牙基站周期性地发射蓝牙数据包。其中，该周期可以为100ms。

这样，蓝牙接收器12便可以周期性地接收来自所述煤矿井下的蓝牙基站发射的数据包，并将解析后的所述数据包发送给定位服务器。这样，定位服务器便可以基于数据包中携带的蓝牙基站的标识、数据包的信号强度和上述存储有蓝牙基站的位置信息以及标识的数据库，并结合执法终端的历史运动轨迹通过预设的定位算法对执法终端进行定位，得到第一定位结果，并将第一定位结果发送给处理器13，以通过处理器13判断执法终端是否到达预设采集位置，同时校正惯性导航电路10的定位误差。

上述惯性导航电路10与处理器13电连接，用于对执法终端进行定位并且将得到的第二定位结果发送给处理器13，以通过该处理器13在未接收到第一定位结果时，基于第二定位结果判断执法终端是否到达预设采集位置。通过惯性导航电路10进行定位时，首先要给定初始导航信息，包括执法终端的初始位置以及方向，再通过惯性测量组件实现惯性导航电路10的自主定位功能。

其中，上述惯性导航电路10可以为捷联惯性导航电路。惯性测量组件可以包括：加速度传感器、速度传感器以及陀螺仪，通过上述组件的配合使用，可以实现在相对于一个参考位置点的惯性导航定位。但是惯性导航定位会随着时间积累产生位置误差，为了校正惯性导航电路10的定位误差，可以通过蓝牙定位系统(蓝牙定位系统包括蓝牙接收器、蓝牙基站以及定位服务器等)对其定位误差进行校正。因此，在惯性导航电路10接收到处理器13发送的第一定位结果后，将第一定位结果作为初始导航信息，这样，惯性导航电路10便可以周期性地基于修正初始导航信息，并基于修正后的初始导航信息对执法终端进行定位，使得其得到的第二定位结果更准确。

上述惯性导航电路10实时向处理器13反馈第二定位结果，上述蓝牙接收器12向处理器13周期性地反馈第一定位结果，这样，在处理器13同时接收到第一定位结果和第二定位结果时，根据第一定位结果确定执法终端是否到达预设的采集位置；在处理器13未接收到第一定位结果仅接收到第二定位结果时，根据第二定位结果确定执法终端是否达到预设的采集位置。在确定执法终端到达预设的采集位置时，处理器13控制数据采集电路11采集与采集位置匹配的数据。同时，处理器13接收到第一定位结果后，还将第一定位结果发送给惯性导航电路10，并控制惯性导航电路10将第一定位结果作为用于计算下一时刻的第二定位结果的初始导航信息，以校正惯性导航电路10的定位误差。可以理解的是，在惯性导航电路10工作初期，其依据用户输入的初始导航信息所确定的定位结果是准确的。在计算执法终端在下一时刻的位置时，执法终端在当前时刻的位置即作为下一时刻的初始导航信息，由于惯性导航是通过导航坐标系下的加速度积分来得到速度和位移的，因此，随着时间累积会不可避免地出现定位误差。此时，可以通过蓝牙定位系统得到的第一定位结果，周期性地对初始导航信息进行校正，使得用于计算执法终端在下一时刻的位置的初始导航信息是准确的，进而使得惯性导航电路10所确定的下一时刻的第二定位结果是准确的。

本申请实施例提供的执法终端，该执法终端包括：惯性导航电路、数据采集电路、蓝牙接收器以及处理器，通过惯性导航电路和蓝牙接收器的配合，可以周期性地校正惯性导航电路的定位误差，实现对执法终端的准确定位。这样，实现了在蓝牙接收器接收到蓝牙基站发射的数据包时，处理器根据定位服务器基于蓝牙基站发射的数据包得到的第一定位结果确定执法终端到达预设的采集位置时，控制数据采集电路采集与所述采集位置匹配的数据，在蓝牙接收器未接收到蓝牙基站发射的数据包时，处理器根据惯性导航电路反馈的第二定位结果确定执法终端到达预设的采集位置时，控制数据采集电路采集与所述采集位置匹配的数据，不仅实现了数据的自动采集，提高了数据采集的效率。而且，惯性导航电路反馈的第二定位结果也是基于准确的第一定位结果作为初始导航信息确定出的，即可以通过准确的第一定位结果周期性地校正惯性导航电路地的定位误差，使得执法终端的定位结果更准确，进一步提高了数据采集的准确性。

可选的，上述蓝牙接收器12可以为蓝牙低功耗(bluetoothlowenergy，ble)接收器，该ble接收器包括ble扫描仪，ble接收器通过ble扫描仪定期扫描所述蓝牙基站发射的数据包，并将解析接收到的数据报，将解析后的数据包发送给定位服务器。这样，由于蓝牙接收器为ble接收器，ble接收器所需的功耗很小，从而提高了执法终端的续航时间。

为了进一步提高定位的准确性，该执法终端还包括：滤波器14。所述滤波器14的输入端分别与所述惯性导航电路10和所述蓝牙接收器12的输出端电连接，所述滤波器的输出端与所述处理器13电连接；上述处理器13根据所述第一定位结果或者所述第二定位结果确定所述执法终端到达预设的采集位置的过程为：处理器13控制所述滤波器14对所述第一定位结果或者所述第二定位结果进行噪声滤波，并根据噪声滤波后的定位结果确定所述执法终端到达预设的采集位置。其中，该滤波器14可以通过快速改进型kalman(卡尔曼)快速滤波算法对第一定位结果或者第二定位结果进行噪声滤波。

参见图2所示，在上述实施例的基础上，可选的，上述数据采集电路11可以包括甲烷采集装置111、氧气采集装置112、一氧化碳采集装置113以及二氧化碳采集装置114中的至少一种。

当然，数据采集电路11中包括的采集装置的类型可以根据实际的采集环境进行预设，本实施例对此并不限定。可选的，上述甲烷采集装置111、氧气采集装置112、一氧化碳采集装置113以及二氧化碳采集装置114可以通过可拆卸的方式安装于执法终端中。不同的采集装置，用于采集所对应的气体的浓度信息。

在本实施例中，可以通过预先导入至该处理器13中的数据采集计划，确定执法终端是否达到了预设的采集位置。具体的，所述数据采集计划中可以具体包括：数据采集轨迹，相应的，处理器13可以通过将惯性导航电路10实时采集的第二定位结果或者蓝牙定位系统采集的第一定位结果与该数据采集轨迹进行匹配，以确定该执法终端是否抵达对应的采集位置。

可选的，处理器13在确定该煤矿井下的执法终端到达一个采集位置时，可以通过所述执法终端发出用户提示信息，以提示用户暂时停止运动，以控制该数据采集电路11在该采集位置处采集所述煤矿井下的至少一项数据。

其中，不同采集位置所需采集的数据可以相同也可以不同，可以通过在数据采集计划中加入数据采集列表，以定义不同采集位置所需采集的数据类型。例如，采集位置a需要采集二氧化碳浓度，采集位置b需要采集甲烷以及一氧化碳浓度，因此，可以预先在数据采集列表中规定上述采集位置a所需采集的数据类型为二氧化碳，采集位置b所需采集的数据类型为甲烷以及一氧化碳。针对数据采集计划中采集位置对应的数据采集列表进行相应数据的采集。

进一步的，还可以在数据采集计划中加入预设的执法文书模板。相应的，处理器13可以将采集的数据填写于预设的执法文书模板中，以在完成全部采集位置的数据采集后，自动生成最终的执法文书。通过上述设置，在数据采集结束后，就可以得到完整的执法文书，无需人工进行数据汇总和录入，进一步提高了数据的采集效率。

图3为本申请实施例提供的执法终端的另一种结构示意图。如图3所示，该执法终端还可以包括：无线通信电路15以及数据存储装置16，所述无线通信电路15以及所述数据存储装置16分别与所述数据采集电路11以及所述处理器13电连接；所述处理器13，还用于控制所述数据采集电路11将采集的所述数据通过所述无线通信电路15发送至远端服务器，和/或控制所述数据采集电路11将采集的所述数据存储至所述数据存储装置16中。

其中，无线通信电路15与处理器13电连接，支持zigbee、wifi(无线保真)、3g/4g/5g(第三代通信/第四代通信/第五代通信)和数据传输单元(datatransferunit，dtu)通信方式，用于与远端服务器建立无线连接，可以将采集到的数据发送至远端服务器，同时接收远端服务器发送的相关信息。

继续参见图3，可选的，该数据采集装置还可以包括：摄像装置17，所述摄像装置17与所述处理器13电连接；所述摄像装置17，用于在所述采集位置处采集环境信息，所述环境信息包括当前环境下的音频、图片以及视频信息中的至少一种；所述处理器13，还用于控制所述摄像装置17将所述环境信息通过所述无线通信电路15发送至远端服务器，和/或控制所述摄像装置17将所述环境信息存储至所述数据存储装置中。

其中，在数据采集过程中，当到达采集位置时，一方面通过数据采集电路11进行多种气体浓度数据采集，另一方面，为了多方面取证，可以响应于用户的操作，通过摄像装置17对当前环境进行拍照以及摄像等。当然，也可以基于数据采集电路11采集的数据超过预设安全阈值时，处理器13自动控制进行现场环境的视频和图片的采集，从多方面取证，以获得多种现场证据，提高数据采集的全面性。

可选的，该执法终端还可以包括：报警装置18，所述报警装置18与所述处理器13电连接；所述处理器13，还用于当采集的所述数据超过预设阈值时或者获取到用户发出的求救信号时控制所述报警装置18进行声光报警。

其中，处理器13可以在采集的数据超过预设阈值时，进行声光报警，以提示用户对报警位置加强取证力度，示例性的，当检测到甲烷浓度超出安全阈值时，控制报警装置18通过灯光闪烁以及发出报警提示音的方式提示用户当前位置甲烷浓度超标，以使用户加强当前位置的取证力度。并且，当处理器13获取到用户发出的求救信号时，也控制报警装置18进行声光报警。与此同时，还可以通过无线通信模块4将求救信号发送至远程服务器，以实现及时救援。

可选的，该执法终端还可以包括：通用串行总线(universalserialbus，usb)接口19和照明装置20，所述usb接口19和所述照明装置20分别与所述处理器13电连接；所述usb接口19，用于与外部设备建立数据通信连接；所述照明装置20，用于以设定的照明模式对周围环境进行照明。

其中，usb接口19可以用于使执法终端与其它终端设备或者远端服务器进行通信连接以互相传输数据。示例的，可以通过usb接口19将数据采集计划导入至执法终端进行存储，或者，将执法终端采集到的数据通过usb接口19导出至其他终端设备或者存储器，以进行后续的数据分析、存档等工作。照明装置20可以用于以设定照明模式对周围环境进行照明，示例性的，所述照明模式可以分为远光和近光两种模式，用户可以根据执法过程中的照明需求在人机交互界面进行照明模式的选择。

可选的，该执法终端还可以包括：输入装置21，所述输入装置21包括按键或者触摸屏；所述执法终端通过检测用户对所述输入装置的操作，获取所述用户输入的信息。

其中，执法终端可以通过检测用户对触摸屏的触摸操作和/或对按键的按压操作获取用户输入的信息。

在本实施例中，执法终端集成多种功能，比如通信功能、存储功能、摄像功能、报警功能、照明功能以及人机交互功能等，使得该执法终端更加智能化，提高了数据采集的智能性。

在一个实施例中，还提供了一种执法系统，如图4所示，该执法系统包括：如上述任一实施例提供的执法终端30、部署在煤矿井下的多个蓝牙基站31以及定位服务器32；所述多个蓝牙基站31，用于周期性地发射数据包；所述定位服务器32，用于接收所述执法终端30发送的来自所述多个蓝牙基站31发射的数据包，并根据所述数据包对所述执法终端30进行定位，得到第一定位结果，并将所述第一定位结果发送给所述执法终端30。

其中，执法终端接收到第一定位结果后，根据第一定位结果确定自身到达预设的采集位置后，采集与所述采集位置相匹配的数据；同时，根据第一定位结果对自身中的惯性导航电路进行定位误差校正，即将第一定位结果作为惯性导航电路的初始导航信息。

可选的，该执法系统还可以包括远程安全管控云平台以及安全生产执法平台等。其中，执法终端在煤矿井下采集的数据以及环境信息等执法数据上传至远端服务器处理后，上传至安全生产执法平台，以实现对整个执法过程的监管，比如在执法前生成执法计划、执法过程中的实时监测、执法数据完整性核查以及执法数据的处理等功能。同时，也可以将安全生产执法平台和远程安全管控云平台进行对接，以实现监管部门的相关用户通过远程安全管控云平台查询各个煤矿企业的安全执法情况。

本申请实施例提供的执法系统，包括：执法终端、部署在煤矿井下的多个蓝牙基站以及定位服务器，通过多个蓝牙基站、定位服务器以及执法终端中的蓝牙接收器的配合，可以周期性地校正执法终端中的惯性导航电路的定位误差，实现对执法终端的准确定位。这样，实现了在蓝牙接收器接收到蓝牙基站发射的数据包时，处理器根据定位服务器基于蓝牙基站发射的数据包得到的第一定位结果确定执法终端到达预设的采集位置时，控制数据采集电路采集与所述采集位置匹配的数据，在蓝牙接收器未接收到蓝牙基站发射的数据包时，处理器根据惯性导航电路反馈的第二定位结果确定执法终端到达预设的采集位置时，控制数据采集电路采集与所述采集位置匹配的数据，不仅实现了数据的自动采集，提高了数据采集的效率。而且，使得执法终端的定位结果更准确，进一步提高了数据采集的准确性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。