专利名称：矿井抢险救灾监测指挥装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及对数据采集、数据传输、数据显示、数据通信等技术领域的组合应用，具体涉及一种矿井抢险救灾监测指挥装置，特别涉及一种用于井下异常的数据处理控制装置，尤其适用于对井下发生异常情况各种数据的及时、准确的监测、监看、监听，进一步还可实现在远程条件下数据的监测、监看、监听。
背景技术：
电子技术的发展，特别是借助通信、计算机网络的应用，使得在不同的技术领域内，以集中对分散的异地控制方式的实际应用成为简单和普遍。其自动化程度高，反应迅速、及时，准确而全面。技术的支持可以反应在控制过程中数据采集、数据传输、数据显示、数据通信、数据处理的任何一个环节或者直接针对整体而作出。
大到网络架构的选择，小至解决具体技术问题的技术手段、或者技术措施的选择都是十分的丰富，并随时进行着不断的完善。实现异地控制是其中一个重要的应用方向，因各自技术领域下的具体情况不同，所导致实际的技术应用也自然的会相应的不同。在异地条件下就实现生产本身的自动化及其网络化控制，已然是给出了非常典型、非常成熟的实际应用。
针对煤矿井下、冶金矿山等行业环境的特殊性，具体为工作条件、工作环境的复杂性和多变性，尤其是井下一旦发生异常情况，正确、有效的抢险方案、合理的组织措施，都是降低事故损失的关键，而及时、准确的了解事故现场、查看险情，则是分析、作出正确决策的基础。另外受到空间、环境条件的制约，在事故发生后，不可能所有的人员亲临现场。此外还存在井下与地面的无法沟通，尤其是及时的沟通。
而现有的控制处理过程所实现的数据采集、传输、显示、处理均是在地面条件下的可应用并实施的技术方案，具体应用广泛、效率高，技术实现如前所述。作为一个方面所反应的是技术在一般性上的广谱适用；但是作为另一个方面所同样必然表现出来的是技术在特殊性的非广谱性以及改进的不可间断。具体讲是如何对于地下，即井下的数据，包括声音、图像、各种参数，实现整个过程的及时、准确的控制与处理。
众所周知的是，在井下环境绝非地面条件可比，在地面条件下可实施技术方案的控制过程实现，根本不具备在地下的同样适用，更为关键和重要的是井下所客观存在瞬息万变环境所导致的数据本身的动态性，与地面实施技术所要求的静止条件同样也不具可比性。何况地面条件下因为气候和自然条件以及技术本身的变化，尤其使得网络条件下的控制处理存在意想不到的困惑而需要时时的改进。
这里最应强调的还是在井下一旦发生各种异常情况，如客观所存在的工作条件、工作环境的复杂性和多变性，做到完全避免不是现实却是希望所在，因此在发生异常时的如何及时、有效、合理、准确的得到各种相关数据以决定采取的处理措施显得至关重要。
这些所直接引出的是存在如何实现数据反馈和对反馈所相应作出处理的技术问题，需要特别指出的技术问题是基于井下实际情形所导致的数据采集和传输以及实现与地面的连接。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种矿井抢险救灾监测指挥装置，特别是一种实现用于井下异常的数据处理控制装置，以实现井下特殊环境下数据的及时准确的采集和与地面的连接，既可应用于前期当异常情况发生时向地面的数据传输，又可作为后期处理时向井下的数据传输。
本实用新型所寻求解决的是在应用十分普遍的有效的自动化和网络化技术条件下，在井下发生异常情况时，数据的采集、传输，如何通过改进能够同样适用和应用于井下的特殊环境并有效，这一具体应用解决技术方案的完成还在于不改变由硬件、软件所已然形成的成熟地面技术平台架构。
本实用新型是这样实现的一种矿井抢险救灾监测指挥装置，其特征在于所述装置由井下部分和地面部分组成，两部分之间通过矿用通信电缆相连；所述井下部分进一步由矿用一体化摄像机、甲烷传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、温度传感器，双工对讲器，信号汇接器、多个电源适配器，井下传输接口组成；所述信号汇接器与电源适配器彼此相连，所述信号汇接器一端分别接收来自一体化摄像机的图像信号，和来自甲烷传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、温度传感器的并行输入，所述信号汇接器的另一端输出相连于井下传输接口；所述井下传输接口直接与电源适配器相连，还直接与双工对讲器相连，作为音频的输入和输出；所述地面部分进一步由安全栅、地面控制器、监视器、双工对讲器、监控计算机组成；所述安全栅接收来自井下传输接口的输出后与地面控制器相连，地面控制器的输出分别相连监视器、双工对讲器、监控计算机。
可以设置多个彼此相连的信号汇接器和电源适配器，所述设置的多个彼此相连的信号汇接器和电源适配器，通过信号汇接器的一端相连于井下传输接口，信号汇接器的另一端可接收并行的信号输入。
所述直接相连于井下传输接口的电源适配器可以为多个，并分别与井下传输接口相连。
所述电源适配器的电源为本安矿灯的电池。
所述井下部分的各个组成之间的连接接口均为本安接口。
所述地面部分的监控计算机，可以通过PSTN实现与远程计算机相连。
本实用新型的效果在于不对基本的技术平台架构作出变化，根据实际的井下条件进行改进，并充分利用现有的条件，从而解决井下数据的及时、准确的传输；能够适时地以声音、图像、数据的方式将事故现场情况全面真实传送到地面，并记录供分析，实现本地和远程的监测，通过语音在井下和地面进行双向的沟通。
图1是本实用新型的电路原理结构框图；图2是本实用新型KDW39型电源适配器的连接示意图；图3是本实用新型KJU7型信号汇接器的连接示意图；图4是本实用新型KJJ30型井下传输接口的连接示意图；图5是本实用新型KBA7型矿用一体化摄像机的连接示意图；图6是本实用新型KJA10型安全栅的连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作详细说明如图所示本实用新型由地面和井下两部分组成。
地面部分包括安全栅、地面控制器、监视器、双工对讲器、监控计算机。
KJA10型安全栅是矿用安全型设备，用于KJJ30型井下传输接口与MJD01型地面控制器之间信号码流的耦合，使用中安全栅与通信电缆串接。
地面控制器负责与井下部分的沟通，实现信号的编码和解码、语音的对讲、数据的显示、井下摄像机的控制。
监视器用来显示由井下传输上来的图像，可使用专用监视器，也可使用普通的电视机。
监控计算机为普通计算机，可通过本地局域网与地面控制器连接，可以实时监看和监听井下传输的图像、环境参数和声音；同时还能将这些信号保存在硬盘上，在需要的时候回放和打印输出，还可以进一步通过PSTN与互联网连接，实现在任何的地点和任何的时间随时的监看和监听。
井下部分包括井下传输接口、信号汇接器、电源适配器、增安摄像机、用于各种数据采集的传感器。
井下传输接口可实现数据压缩、数据传输、语音对讲、扩音群听和多路图像的切换。可以通过切换监看多个异常或者事故点的情况，以全面了解井下的抢险现场；可以将抢险现场的图像、声音和井下环境参数等处理过程中的所有数据信息完整记录，作为原因分析的基础；在井下与地面之间实现双向语音对讲，一方面接收地面指挥命令，另一方面及时汇报或者请示。
KJU7型信号汇接器主要用于以下电信号的汇接与KJJ30型井下传输接口实现信号的汇接与传输，与矿用一体化摄像机信号连接与传输，得到DC12V的电源输入，一氧化碳、甲烷、氧气、温度等传感器数据的连接与传输，通过KJU7型信号汇接器将这些信号汇总到KJJ30型井下传输接口。矿用一体化摄像机与传感器的信号不同，矿用一体化摄像机传输的是图像信号，经过信号汇接器，不对图像信号进行处理，传输到井下传输接口，通过2根通信电缆，经过安全栅传输到地面控制器。传感器信号经过信号汇接器，也传输到井下传输接口，与图像一同经过两个通信电缆传输到安全栅，进而传输到地面控制器，在地面显示。
KDW39型电源适配器是矿用本质安全型设备，为KJJ30型井下传输接口、KJU7型信号汇接器、KBA7型矿用一体化摄像机专用的配套电源，它使用多个矿灯电池，电池通过矿灯电缆与电源适配器相连。经该电源适配器给出12V输出。由于是采用本安矿灯供电，可以在井下所有电路瘫痪的情况下保持正常工作。
所述型增安摄像机内除了安装有一套超低照度的矿用一体化摄像机，还装有一氧化碳、甲烷、氧气、温度等传感器，可以在井下现场显示采集各种数据，同时将这些数据上传至地面控制器，同时显示给井下抢险人员和地面指挥人员。
本实用新型的井下部分各组成均为增安型，各组成之间所有的矿用信号电缆连接器都是本安接口，型号为KC2。因此可以使用通用接插件方便地进行连接，在这基础上，还可以进一步使用电缆快速接头和电缆放线盘，可在很短的时间内将电缆铺设到需要的位置。
从井下到地面的传输线路采用普通两芯的矿用通信电缆，传输距离可以达到5至7公里。所使用的一组电池可以连续工作5小时以上，并且电池的更换很方便。地面既可以通过地面控制器直接、及时、准确的了解，还能在局域网上的多台计算机同时监看、监听，再通过互联网适用于更广的范围。
本实用新型供具体实施选用的具体型号1、涉及实用新型地面部分的组成配置
2、涉及实用新型井下部分的组成配置
本实用新型可适用于甲烷及煤尘等危险场所以及铁路、公路、上下水道等各种隧道。
权利要求1.一种矿井抢险救灾监测指挥装置，其特征在于所述矿井抢险救灾监测指挥装置由井下部分和地面部分组成，两部分之间通过矿用通信电缆相连；所述井下部分进一步由矿用一体化摄像机、甲烷传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、温度传感器，双工对讲器，信号汇接器、多个电源适配器，井下传输接口组成；所述信号汇接器与电源适配器彼此相连，所述信号汇接器一端分别接收来自一体化摄像机的图像信号，和来自甲烷传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、温度传感器的并行输入，所述信号汇接器的另一端输出相连于井下传输接口；所述井下传输接口直接与电源适配器相连，还直接与双工对讲器相连，作为音频的输入和输出；所述地面部分进一步由安全栅、地面控制器、监视器、双工对讲器、监控计算机组成；所述安全栅接收来自井下传输接口的输出后与地面控制器相连，地面控制器的输出分别相连监视器、双工对讲器、监控计算机。
2.如权利要求1所述的矿井抢险救灾监测指挥装置，其特征在于设置多个彼此相连的信号汇接器和电源适配器，所述设置的多个彼此相连的信号汇接器和电源适配器，通过信号汇接器的一端相连于井下传输接口，信号汇接器的另一端可接收并行的信号输入。
3.如权利要求1所述的矿井抢险救灾监测指挥装置，其特征在于所述直接相连于井下传输接口的电源适配器为多个，并分别与井下传输接口相连。
4.如权利要求1所述的矿井抢险救灾监测指挥装置，其特征在于所述电源适配器的电源为本安矿灯的电池。
5.如权利要求1所述的矿井抢险救灾监测指挥装置，其特征在于所述井下部分的各个组成之间的连接接口均为本安接口。
6.如权利要求1所述的矿井抢险救灾监测指挥装置，其特征在于所述地面部分的监控计算机通过PSTN与远程计算机相连。
专利摘要本实用新型涉及一种矿井抢险救灾监测指挥装置，特别是一种用于监测井下异常的数据处理控制装置，所述装置由井下部分和地面部分组成，两部分之间通过矿用通信电缆相连；所述井下部分进一步由矿用一体化摄像机、甲烷传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、温度传感器，双工对讲器，信号汇接器、多个电源适配器，井下传输接口组成；所述地面部分进一步由安全栅、地面控制器、监视器、双工对讲器、监控计算机组成。本实用新型尤其适用于对井下发生异常情况各种数据的及时、准确的监看、监听，可双向进行语音的沟通，通过PSTN还可进一步实现在远程条件下数据的监测。
文档编号E21F17/18GK2711390SQ20042006604
公开日2005年7月20日 申请日期2004年6月16日 优先权日2004年6月16日
发明者吉庆迎 申请人:北京泰安特科技有限公司