一种煤矿安全监控系统的制作方法

本实用新型涉及煤矿监控技术领域，特别是涉及一种煤矿安全监控系统。

背景技术：

近年来，为避免煤矿安全事故的发生，很多煤矿企业都加强了对安全生产的重视。随着科技的发展，煤矿安全性越来越好，煤矿事故也在逐年减少。然而，大多煤矿企业的安全监控平台，都有着监控范围小，监测覆盖面窄，多套监控系统并行不协助的问题。例如，煤矿企业使用井下安全监测系统主要是来检测井下瓦斯、矿尘、火灾、水灾、顶压等；车辆定位系统，主要用于矿井下主要位置的定点区域定位以及视频监控。由此可见，目前多数煤矿安全监控系统，功能相对单一或者使用范围小，每个矿车均会使用多个监控系统来保证生产安全，极大地消耗了物力、财力和人力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种煤矿安全监控系统，解决现有技术中监控系统功能单一的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种煤矿安全监控系统，所述煤矿安全监控系统包括：

多个矿灯、多个矿车、设置在地面上的中控平台以及设置在矿井中的多个中继器；所述中继器固定设置在所述矿井中，所述矿灯佩戴于矿工头部，所述矿车为井下专用运输车；

各所述矿车上均设置有第一处理器以及与所述第一处理器连接的第一定位模块、第一通信模块、采集模块和第一传感器；

所述第一定位模块用于采集所述第一定位模块所在矿车的位置，并将所述矿车的位置发送至所述第一处理器；所述采集模块用于采集所述采集模块所在矿车的矿车状态，并将所述矿车状态发送至所述第一处理器；所述第一传感器用于采集矿车所处环境中的第一环境信息，所述第一环境信息包括第一气体信息和第一粉尘信息，并将所述第一环境信息发送至所述第一处理器；所述第一处理器利用所述第一通信模块将所述第一环境信息、所述矿车的位置和所述矿车状态发送至预设通信范围内的中继器和矿灯上；

各所述矿灯上均设置有第二处理器以及与所述第二处理器连接的第二定位模块、第二通信模块和人体机能检测装置；

所述人体机能检测装置用于采集矿工的人体特征参数，所述人体特征参数包括脉搏、血压和温度信息，并将所述人体特征参数发送至所述第二处理器；所述第二定位模块用于采集矿工的位置，并将所述矿工的位置发送至所述第二处理器；所述第二处理器利用所述第二通信模块将所述人体特征参数以及所述矿工的位置发送至预设通信范围内的中继器和矿车上；

各所述中继器上均设置有第三处理器以及与所述第三处理器连接的第三通信模块、网络单元、摄像头和第二传感器；

所述第三处理器利用所述第三通信模块接收所述第一环境信息、所述矿车的位置、所述矿车状态、所述人体特征参数以及所述矿工的位置；

所述摄像头用于采集中继器所处环境的视频信息，并将所述视频信息发送至所述第三处理器；所述第二传感器用于采集中继器所处环境中的第二环境信息，所述第二环境信息包括第二气体信息和第二粉尘信息，并将所述第二环境信息发送至所述第三处理器；

所述中继器利用所述网络单元与所述中控平台连接，并将所述第一环境信息、所述矿车的位置、所述矿车状态、所述人体特征参数、所述矿工的位置、所述视频信息和所述第二环境信息发送至所述中控平台。

可选的，所述矿车上还设置有雷达模块，所述雷达模块和所述第一处理器连接，所述雷达模块用于实时的测量矿车与矿车外侧前、后、左和右方物体的距离，并将所述距离发送至所述第一处理器，所述第一处理器根据所述距离发出报警信号。

可选的，所述矿车、所述矿灯和所述中继器上均设置有sos模块，所述sos模块用于矿工输入sos求救信息，并将所述求救信息发送至所述中控平台。

可选的，所述矿车上还设置有第一识别装置，所述第一识别装置和所述第一处理器连接，所述第一识别装置用于识别驾驶员的驾驶信息，并将所述驾驶信息发送至所述第一处理器，所述第一处理器根据所述驾驶信息控制矿车的使用权。

可选的，所述矿灯上还设置有第二识别装置，所述第二识别装置和所述第二处理器连接，所述第二识别装置用于识别矿工的身份信息，并将所述身份信息发送至所述第二处理器，所述第二处理器根据所述身份信息控制所述矿灯的使用权。

可选的，所述人体机能检测装置包括：脉搏传感器、血压传感器和温度传感器，所述脉搏传感器、所述血压传感器和所述温度传感器均与所述第二处理器连接；所述脉搏传感器用于采集矿工的脉搏信息，并将所述脉搏信息发送至所述第二处理器；所述血压传感器用于采集矿工的血压信息，并将所述血压信息发送至所述第二处理器所述温度传感器用于采集矿工的温度信息，并将所述温度信息发送至所述第二处理器。

可选的，所述第一传感器和所述第二传感器均包括：粉尘传感器和瓦斯传感器。

可选的，所述第一识别装置为ic卡读卡器、指纹识别器或人脸识别装置。

可选的，所述第二识别装置为ic卡读卡器、指纹识别器或人脸识别装置。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型通过中控平台实时查看矿车、矿灯的运行和使用状态，同时利用第一传感器和第二传感器实时检测粉尘、瓦斯等有毒气体，保障矿井中空气质量，利用人体机能检测装置实时监控矿工的脉搏、血压、温度生理特征，及时掌握矿工的身体状况信息，合理分配工作人员防止疲劳带病工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的一种煤矿安全监控系统的结构示意图；

符号说明：1、中控平台，2、中继器，3、矿灯，4、矿车。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的的是提供一种煤矿安全监控系统，解决现有技术中监控系统功能单一的问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型所提供的一种煤矿安全监控系统的结构示意图，如图1所示，本实用新型所述煤矿安全监控系统包括：多个矿车4、多个矿灯3、设置在地面上的中控平台1以及设置在矿井中的多个中继器2，所述中继器2固定设置在所述矿井中，所述矿灯3佩戴于矿工头部，所述矿车3为井下专用运输车。具体的，中继器2均匀设置在矿井中的矿道上，使每个矿灯3至少有一个中继器2能够接收其信息，同时也使每个矿车4至少有一个中继器2能够接收其信息。

各所述矿车4上均设置有第一处理器以及与所述第一处理器连接的第一定位模块、第一通信模块、采集模块和第一传感器。所述第一定位模块用于采集所述第一定位模块所在矿车4的位置，并将所述矿车的位置发送至所述第一处理器，所述采集模块用于采集所述采集模块所在矿车4的矿车状态，第一处理器通过车载总线与矿车通信，车载总线可以为can总线，但不限于此，从而采集矿车状态，所述矿车状态包括车速、车加速度和车档位等信息，并将所述矿车状态发送至所述第一处理器，所述第一传感器用于采集矿车4所处环境中的第一环境信息，所述第一环境信息包括第一气体信息和第一粉尘信息，并将所述第一环境信息发送至所述第一处理器，所述第一处理器利用所述第一通信模块将所述第一环境信息、所述矿车的位置和所述矿车状态发送至预设通信范围内的中继器2和矿灯3上。具体的，矿灯3接收到矿车的位置和矿车状态，能够提示矿工避让，同时矿工还能根据第一环境信息判断是否有危险。中继器2将接收到的第一环境信息、矿车的位置和矿车状态发送至地面的中控平台1上，同时，当第一环境信息异常时，中继器2还会发出告警信息，并将告警信息发送至地面的中控平台1，实现对矿井中的状态监控。

各所述矿灯3上均设置有第二处理器以及与所述第二处理器连接的第二定位模块、第二通信模块和人体机能检测装置，所述人体机能检测装置用于采集矿工的的人体特征参数，所述人体特征参数包括脉搏、血压和温度信息，并将所述人体特征参数发送至所述第二处理器，所述第二定位模块用于采集矿工的位置，并将所述矿工的位置发送至所述第二处理器，所述第二处理器利用所述第二通信模块将所述人体特征参数以及矿工的位置发送至预设通信范围内的中继器2和矿车4上。具体的，矿车4根据接收到的所述人体特征参数和所述矿工的位置，驾驶员能够初步判断矿工是否有危险，及时避让矿工行驶，及时救助。中继器2将接收到的所述人体特征参数和所述矿工的位置发送至地面的中控平台1上，实现对矿井中的状态监控。矿灯3还设置有电池电量管理，为矿灯3供电，电池电量管理还用于充放电管理和电池电量低时提醒，电量信息实时上报到中控平台1，当遇到危险状况时，为了电池续航可持续求救，终端进入节电模式，求救信息按照一定频率上报至中控平台1，上报频率默认为半小时，此参数可通过中控平台1配置。

各所述中继器2上均设置有第三处理器以及与所述第三处理器连接的第三通信模块、网络单元、摄像头和第二传感器。所述第三处理器利用所述第三通信模块接收所述第一环境信息、所述矿车的位置、所述矿车状态、所述人体特征参数以及所述矿工的位置，所述摄像头用于采集中继器2所处环境的视频信息，并将所述视频信息发送至所述第三处理器，所述第二传感器用于采集中继器2所处环境中的第二环境信息，所述第二环境信息包括第二气体信息和第二粉尘信息，并将所述第二环境信息发送至所述第三处理器。

所述中继器2利用所述网络单元与所述中控平台1连接，并将所述第一环境信息、所述矿车的位置、所述矿车状态、所述人体特征参数、所述矿工的位置、所述视频信息与和所述第二环境信息发送至所述中控平台1。具体的，中继器2是矿车4和矿灯3与地面中控平台1通信的桥梁，中继器2还设置有电源管理单元，为中继器2供电，同时，当检测到的粉尘浓度以及其他易燃易爆气体浓度超标时，中继器2产生告警信息，向中控平台1发送告警信息，且电源管理单元根据告警等级决定是否断开矿井的工作用电，以避免发生事故。

具体的，中控平台1能监控矿井下设备、设施、矿车4和矿工的运行状态信息以及矿井下各个环境传感器检测传回的数据信息，并将这些信息综合分析处理，以紧急优先级的形式在中控平台1上显示出来，实时对井下终端(矿车4、矿灯3和中继器2)调度指挥，同时实时监控矿工的脉搏、血压、温度等生理特征，合理分配工作人员防止疲劳带病工作。本实用新型实施例中第一处理器、第二处理器和第三处理器的型号均为imx6，但不限于此。

作为一种可选的实施方式，本实用新型所述矿车4上还设置有雷达模块，所述雷达模块和所述第一处理器连接，所述雷达模块用于实时的测量矿车4与矿车4外侧前、后、左和右方物体的距离，并将所述距离发送至所述第一处理器，所述第一处理器根据所述距离发出报警信号。

作为一种可选的实施方式，本实用新型所述矿车4、所述矿灯3和所述中继器2上均设置有sos模块，所述sos模块用于矿工输入sos求救信息，并将所述求救信息发送至所述中控平台1，sos模块上设置有sos按键，通过触发按键生成求救信号。

具体的，矿车4上的第一sos模块和第一处理器连接，第一处理器将第一sos求救信息和矿车4位置信息打包成帧通过第一通信模块发送至预设通信范围内的中继器2，中继器2将上述信息发送至地面中控平台1，进行及时救援。矿灯3上的第二sos模块和第二处理器连接，第二处理器将第二sos求救信息和矿工的位置信息打包成帧通过第二通信模块发送至预设通信范围内的中继器2，中继器2将上述信息发送至地面中控平台1，进行及时救援。中继器2上的第三sos模块和第三处理器连接，中继器2将求救信息发送至地面中控平台1，进行及时救援，每个中继器2的识别码不同，根据不同识别码就能定位出具体中继器2发出的救援信号，而不需要定位模块。

作为一种可选的实施方式，本实用新型所述矿车4上还设置有第一识别装置，所述第一识别装置和所述第一处理器连接，所述第一识别装置用于识别驾驶员的驾驶信息，并将所述驾驶信息发送至所述第一处理器，所述第一处理器根据所述驾驶信息控制的使用权。所述第一识别装置为ic卡读卡器、指纹识别器或人脸识别装置，但不限于此。具体的，第一处理器将驾驶信息与数据库中的驾驶信息进行对比，如果配对成功，则第一处理器控制矿车4车门锁的打开，使驾驶员打开矿车车门进去车内，对矿车4进行使用。

作为一种可选的实施方式，本实用新型所述矿灯3上还设置有第二识别装置，所述第二识别装置和所述第二处理器连接，所述第二识别装置用于识别矿工的身份信息，并将所述身份信息发送至所述第二处理器，所述第二处理器根据所述身份信息控制所述矿灯的使用权。所述第二识别装置为ic卡读卡器、指纹识别器或人脸识别装置，但不限于此。具体的，第二处理器将身份信息与数据库中的身份信息进行对比，如果配对成功，则第二处理器控制矿灯3中器件的开启，所述器件包括：第二识别装置，矿工能对矿灯3进行使用。

具体的，矿车4和矿灯3都具有身份识别的功能，验证通过后才可使用该设备，杜绝了非法人员使用设备和推卸责任的现象。

作为一种可选的实施方式，本实用新型所述人体机能检测装置包括：脉搏传感器、血压传感器和温度传感器，所述脉搏传感器、所述血压传感器和所述温度传感器均与所述第二处理器连接；所述脉搏传感器用于采集矿工的脉搏信息，并将所述脉搏信息发送至所述第二处理器；所述血压传感器用于采集矿工的血压信息，并将所述血压信息发送至所述第二处理器；所述温度传感器用于采集矿工的温度信息，并将所述温度信息发送至所述第二处理器。

作为一种可选的实施方式，本实用新型所述第一定位模块和所述第二定位模块的型号均为jr3401，均是基于uwb技术的高精度定位模块，但是不限于此，还可以采用蓝牙、wifi和zigbee定位等定位技术。

作为一种可选的实施方式，本实用新型所述第一传感器和所述第二传感器均包括：粉尘传感器和瓦斯传感器。

利用第一传感器和所述第二传感器实时检测粉尘瓦斯等有毒气体，当超标时会向地面中控平台1上报告警信号，同时在矿车4上设置气体传感器，利用矿车4的移动性弥补矿井中继器2设备最后几十米，上百米无法准确侦测的缺点。

第一通信模块、第二通信模块和第三通信模块均为无线通信模块。矿车4利用第一定位模块采集矿车的位置，通过第一通信模块将矿车的位置和矿车状态信息广播出去，周围一定距离内的矿灯3和中继器2都会接收到，同时矿车4也会收到矿灯3和中继器2的广播信息。中继器2采集矿车4、矿灯3和传感器的数据通过有线网络或无线网络传到地面中控平台1，中控平台1可以实时查看井下设备、设施、车辆和工作人员的状态，还可以向井下终端下发指令。

本实用新型提供了一种煤矿安全监控系统，解决了矿井下矿车运输安全问题，实现了在地面就能够实时监控矿井中情况的目的。

本实用新型提通过中控平台实时查看矿车和矿灯的运行和使用状态。实时对井下终端调度指挥，并实时监控矿工的脉搏、血压、温度等生理特征，可供有关领导和管理人员了解和掌握矿工的身体状况信息，合理分配工作人员防止疲劳带病工作，同时当井下遇到危险或紧急情况，可触动终端上的sos键，终端立刻向地面中控平台发出带有位置信息的报警信号，向地面人员求救。

本实用新型在路况较为复杂的井下运输和盲区较大的情况下，可能提前预知周围一定距离的矿井环境，不仅使矿井下道路更加通畅，而且降低了盲区导致的事故问题，还能在地面实时监控井下终端设备、矿工的生理特征和空气质量等，有益于煤矿业的发展。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。