一种基于云计算安全架构的矿井安全分析仪的制作方法

本发明涉及安全监测领域，特别是涉及一种基于云计算安全架构的矿井安全分析仪。

背景技术

矿井就是在矿山地下开拓中的斜井、竖井、平硐等，矿井开拓对金属矿山或采煤矿井的生产建设的全局有重大而深远的影响，它不仅关系矿井的基建工程量，初期投资和建井速度，更重要的是将长期决定矿井的生产条件、技术经济指标，众所周知，下矿井工作是危险系数很高的职业，比较常见的有瓦斯爆炸、煤尘爆炸、塌方、水害等等，但随着科技发展，市面上出现一些矿井安全分析仪，对矿井内安全系数分析，提前预防事故发生，但一些分析仪结构简单不能较全面的检测分析危险，而且直接检测可能出现误差，其不能对数据很好的采集，不能利用云计算快速准确分析。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于云计算安全架构的矿井安全分析仪。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于云计算安全架构的矿井安全分析仪，包括壳体、第一储存器、控制器，所述壳体内部后侧侧壁上固定安装有摄像机，所述摄像机的型号为wat-230vivid，所述摄像机后表面上固定安装有镜头，所述摄像机一侧设置有所述控制器，所述控制器下方设置有所述第一储存器，所述第一储存器的型号为ts-831xu-4g，所述摄像机远离所述控制器一侧设置有网络交换装置，所述网络交换装置下方设置有网络信号收发器，所述网络信号收发器的型号为cf-926acv2，所述壳体内部底面上固定安装有蓄电池，所述壳体内部顶端上靠近所述控制器一侧固定安装有温度传感器，所述温度传感器的型号为mik-wzp，所述壳体内部顶端上靠近所述网络交换装置一侧固定安装有压力传感器，所述压力传感器的型号为pt124g-210，所述壳体下部侧面上设置有柔软层，所述壳体上表面上靠近所述控制器一侧固定安装有甲烷检测装置，所述甲烷检测装置远离所述控制器一侧设置有二氧化碳传感器，所述二氧化碳传感器的型号为grg5h，所述二氧化碳传感器远离所述甲烷检测装置一侧设置有一氧化碳传感器，所述一氧化碳传感器的型号为gth1000，所述一氧化碳传感器远离所述二氧化碳传感器一侧设置有氧气传感器，所述氧气传感器的型号为gyh25，所述壳体前侧侧壁上设置有显示屏，所述显示屏下方设置有按键，所述显示屏上方设置有第一指示灯，所述控制器与所述壳体通过螺钉连接，所述第一储存器与所述壳体通过螺钉连接，所述显示屏镶嵌在所述壳体上，所述按键镶嵌在所述壳体上，所述蓄电池与所述控制器通过导线连接，所述按键与所述控制器通过导线连接，所述温度传感器、所述甲烷检测装置、所述二氧化碳传感器、所述一氧化碳传感器、所述氧气传感器、所述压力传感器、所述网络交换装置、所述网络信号收发器分别与所述控制器通过导线连接，所述第一储存器、所述摄像机、所述第一指示灯、所述显示屏分别与所述控制器通过导线连接。所述网络交换装置包括橡胶保护壳、网线连接端口、散热驱动风机和gprs定位器，所述橡胶保护壳外表面设置有控制开关，所述控制开关与所述橡胶保护壳嵌套连接，所述控制开关上方安装有第二指示灯，所述第二指示灯上方安装有所述网线连接端口，所述橡胶保护壳顶部安装有顶盖，所述顶盖上方设置有手持部，所述橡胶保护壳一侧安装有散热板，所述散热板下方设置有所述散热驱动风机，所述橡胶保护壳内部设置有信息交换器，所述信息交换器一侧设置有故障监测电路板，所述故障监测电路板一侧设置有第一微处理器，所述第一微处理器型号为73s1209f-44im/f/p，所述第一微处理器下方设置有所述gprs定位器，所述gprs定位器一侧设置有信息储存卡，所述信息储存卡上方设置有译码器，所述译码器、所述信息储存卡、所述gprs定位器、所述故障监测电路板、所述信息交换器均通过导线与所述第一微处理器连接，所述橡胶保护壳背部设置有外接电源插孔。所述甲烷检测装置包括防滑支腿、液晶显示屏、甲烷检测器和无线信号发射器，所述防滑支腿上方设置有硬质塑料外壳，所述硬质塑料外壳一侧设置有警报灯，所述警报灯一侧设置有所述液晶显示屏，所述液晶显示屏下方设置有控制键盘，所述硬质塑料外壳顶部设置有传输天线，所述液晶显示屏一侧设置有蜂鸣器，所述硬质塑料外壳两个侧面设置有所述甲烷检测器，所述硬质塑料外壳内部下方设置有蓄电池，所述蓄电池上方设置有甲烷分析器，所述甲烷分析器上方设置有第二微处理器，所述第二微处理器的型号为celeron410，所述第二微处理器上方设置有所述无线信号发射器，所述无线信号发射器一侧设置有抽风机，所述抽风机端部设置有出风滤罩，所述无线信号发射器下方设置有第二储存器，所述第二微处理器与所述警报灯电连接，所述第二微处理器与所述蜂鸣器电连接，所述第二微处理器与所述控制键盘通过导线连接，所述第二微处理器与所述甲烷分析器和所述无线信号发射器电连接，所述第二储存器的容量为2g。

本发明的矿井安全分析仪，是以云计算技术为基础构造的，它通过控制器和网络交换装置与云计算服务器进行通信连接，不仅能够实时的上传矿井的各种检测数据，同时能够快速的得到云计算服务中心分析得出的控制指令，帮助施工人员及时判断环境是否处于安全可控的状态，并在安全分析仪以及云计算服务中心的辅助下，顺利的开展矿井施工作业。由于本发明中采用的云计算技术是成熟技术，而本发明中网络交换装置和控制器与云计算服务器的连接也是本领域的技术人员能够清楚知道的，因此对于与云计算服务器的具体连接方式，在此不做详细描述。

本发明的矿井安全分析仪中，握住所述柔软层，可以随身携带，通过所述按键操作，所述蓄电池供电，所述控制器控制，所述温度传感器检测温度，所述压力传感器检测压强，所述甲烷检测装置检测甲烷浓度，所述二氧化碳传感器检测二氧化碳浓度，所述一氧化碳传感器检测一氧化碳浓度，所述氧气传感器检测氧气浓度，通过所述显示屏显示具体数值，所述摄像机可进行图像采集，所述网络交换装置将检测到的信息转换成网络信号，通过所述网络收发器发送到云端，进行云计算，检测出的危险通过所述第一指示灯点亮的个数区分危险等级，所述第一储存器将信息记录保存下来。

进一步设置：所述网络交换装置与所述壳体通过螺钉连接，所述网络信号收发器与所述壳体通过螺钉连接。

如此设置，所述网络交换装置将检测到的信息转换成网络信号，通过所述网络收发器发送到云端。

进一步设置：所述二氧化碳传感器与所述壳体通过螺钉连接。

如此设置，所述二氧化碳传感器检测二氧化碳浓度。

进一步设置：所述一氧化碳传感器与所述壳体通过螺钉连接。

如此设置，所述一氧化碳传感器检测一氧化碳浓度。

进一步设置：所述氧气传感器与所述壳体通过螺钉连接。

如此设置，所述氧气传感器检测氧气浓度。

进一步设置：所述柔软层与所述壳体通过粘接连接。

如此设置，使携带时，抓握柔软层更舒适。

进一步设置：所述第一指示灯镶嵌在所述壳体上。

如此设置，检测出的危险通过所述第一指示灯点亮的个数区分危险等级。

为了进一步提高网络交换装置的使用功能，所述网线连接端口共有九个，每个所述网线连接端口下方均设置有所述第二指示灯。

为了进一步提高网络交换装置的使用功能，所述顶盖与所述橡胶保护壳通过螺纹连接。

为了进一步提高网络交换装置的使用功能，所述手持部与所述橡胶保护壳通过胶粘连接，所述手持部采用无纺布制成，厚度为4mm。

为了进一步提高网络交换装置的使用功能，所述信息储存卡的储存容量为1t。

为了进一步提高网络交换装置的使用功能，所述散热驱动风机通过螺栓固定在所述橡胶保护壳一侧。

为了进一步提高网络交换装置的使用功能，所述外接电源插孔连接外部电源的额定电压为220v。

为了进一步提高甲烷检测装置的使用功能，所述防滑支腿与所述硬质塑料外壳通过螺栓连接，所述硬质塑料外壳与所述警报灯嵌套连接，所述硬质塑料外壳采用abs工程塑料。

为了进一步提高甲烷检测装置的使用功能，所述液晶显示屏与所述硬质塑料外壳嵌套连接。

为了进一步提高甲烷检测装置的使用功能，所述传输天线与所述硬质塑料外壳螺纹连接，所述甲烷检测器设置有两个，两个所述甲烷检测器分别设置在所述硬质塑料外壳两侧。

为了进一步提高甲烷检测装置的使用功能，所述蜂鸣器和所述硬质塑料外壳嵌套连接。

为了进一步提高甲烷检测装置的使用功能，所述抽风机与所述硬质塑料外壳嵌套连接，所述出风滤罩与所述硬质塑料外壳卡合连接。

本发明的有益效果在于：

1、通过设置所述甲烷检测装置、所述二氧化碳传感器、所述一氧化碳传感器、所述氧气传感器对各气体浓度指数进行检测，通过设置所述摄像机采集信息经所述网络交换装置转换，通过所述网络信号收发器发送至云端，进行实时检测功能，通过设置所述第一储存器增加记录储存功能。

2、在网络交换装置中，能够对装置内部故障情况进行检测，在出现故障时及时显示，提醒使用者注意，使用方便，通过设置有译码器，能够对带密码的信息进行交换传输。

3、本发明使用了专用的甲烷检测装置，它具有体积较小，功能齐全的特点，所检测数据可在显示屏上显示，同时可通过无线信号传输至远程终端，提高了装置的实用性，而且内置有蓄电池，在断电情况下仍可在一定时间内进行工作；整体装置结构简单，移动和维护方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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是本发明的一些实施例，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是本发明所述一种基于云计算安全架构的矿井安全分析仪的结构示意图；

图2是本发明所述一种基于云计算安全架构的矿井安全分析仪的主视图；

图3是本发明所述一种基于云计算安全架构的矿井安全分析仪的后视图；

图4是本发明所述一种基于云计算安全架构的矿井安全分析仪的电路结构流程框图；

图5是本发明中网络交换装置放大后的立体结构图；

图6是本发明中网络交换装置内的的橡胶保护壳结构示意图；

图7是本发明中网络交换装置的后视图；

图8是本发明中网络交换装置的电路流程框架图；

图9是本发明中甲烷检测装置放大后的结构示意图；

图10是本发明中甲烷检测装置的内部结构示意图；

图11是本发明中甲烷检测装置的电路结构流程框图；

图12是本发明中控制器的电路原理图。

附图标记说明如下：

1、柔软层；2、壳体；3、第一储存器；4、控制器；5、摄像机；6、温度传感器；7、甲烷检测装置；8、二氧化碳传感器；9、一氧化碳传感器；10、氧气传感器；11、压力传感器；12、网络交换装置；13、网络信号收发器；14、蓄电池；15、第一指示灯；16、显示屏；17、按键；18、镜头；19、橡胶保护壳；20、控制开关；21、第二指示灯；22、网线连接端口；23、顶盖；24、手持部；25、散热板；26、散热驱动风机；27、信息交换器；28、故障监测电路板；29、第一微处理器；30、gprs定位器；31、信息储存卡；32、译码器；33、外接电源插孔；34、防滑支腿；35、硬质塑料外壳；36、警报灯；37、液晶显示屏；38、控制键盘；39、传输天线；40、蜂鸣器；41、甲烷检测器；42、蓄电池；43、甲烷分析器；44、第二微处理器；45、无线信号发射器；46、抽风机；47、出风滤罩；48、第二储存器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1

如图1-图12所示，本发明的一种基于云计算安全架构的矿井安全分析仪，包括壳体2、第一储存器3、控制器4，壳体2内部后侧侧壁上固定安装有摄像机5，摄像机5的型号为wat-230vivid，摄像机5起采集图像信息作用，摄像机5后表面上固定安装有镜头18，摄像机5一侧设置有控制器4，控制器4起控制作用，控制器4下方设置有第一储存器3，第一储存器3的型号为ts-831xu-4g，第一储存器3起储存作用，摄像机5远离控制器4一侧设置有网络交换装置12，网络交换装置12起转换信号作用，网络交换装置12下方设置有网络信号收发器13，网络信号收发器13的型号为cf-926acv2，网络信号收发器13起收发信号作用，壳体2内部底面上固定安装有蓄电池14，蓄电池14起提供电能作用，壳体2内部顶端上靠近控制器4一侧固定安装有温度传感器6，温度传感器6的型号为mik-wzp，温度传感器6起检测温度作用，壳体2内部顶端上靠近网络交换装置12一侧固定安装有压力传感器11，压力传感器11的型号为pt124g-210，压力传感器11起检测压强作用，壳体2下部侧面上设置有柔软层1，柔软层1起增加柔软度作用，壳体2上表面上靠近控制器4一侧固定安装有甲烷检测装置7，甲烷检测装置7起检测甲烷浓度作用，甲烷检测装置7远离控制器4一侧设置有二氧化碳传感器8，二氧化碳传感器8的型号为grg5h，二氧化碳传感器8起检测二氧化碳浓度作用，二氧化碳传感器8远离甲烷检测装置7一侧设置有一氧化碳传感器9，一氧化碳传感器9的型号为gth1000，一氧化碳传感器9起检测一氧化碳浓度作用，一氧化碳传感器9远离二氧化碳传感器8一侧设置有氧气传感器10，氧气传感器10的型号为gyh25，氧气传感器10起检测氧气浓度作用，壳体2前侧侧壁上设置有显示屏16，显示屏16下方设置有按键17，显示屏16上方设置有第一指示灯15，第一指示灯15起指示作用，控制器4与壳体2通过螺钉连接，第一储存器3与壳体2通过螺钉连接，显示屏16镶嵌在壳体2上，按键17镶嵌在壳体2上，蓄电池14与控制器4通过导线连接，按键17与控制器4通过导线连接，温度传感器6、甲烷检测装置7、二氧化碳传感器8、一氧化碳传感器9、氧气传感器10、压力传感器11、网络交换装置12、网络信号收发器13分别与控制器4通过导线连接，第一储存器3、摄像机5、第一指示灯15、显示屏16分别与控制器4通过导线连接。所述网络交换装置包括橡胶保护壳19、网线连接端口22、散热驱动风机26和gprs定位器30，橡胶保护壳19外表面设置有控制开关20，控制开关20控制装置的启动与关闭，控制开关20与橡胶保护壳19嵌套连接，控制开关20上方安装有第二指示灯21，第二指示灯21显示网线连接端口22工作状态，第二指示灯21上方安装有网线连接端口22，网线连接端口22连接外部网线，橡胶保护壳19顶部安装有顶盖23，顶盖23上方设置有手持部24，橡胶保护壳19一侧安装有散热板25，散热板25下方设置有散热驱动风机26，散热驱动风机26与散热板25对装置进行散热，橡胶保护壳19内部设置有信息交换器27，信息交换器27一侧设置有故障监测电路板28，故障监测电路板28一侧设置有第一微处理器29，第一微处理器29型号为73s1209f-44im/f/p，第一微处理器29下方设置有gprs定位器30，gprs定位器30一侧设置有信息储存卡31，信息储存卡31上方设置有译码器32，译码器32、信息储存卡31、gprs定位器30、故障监测电路板28、信息交换器27均通过导线与第一微处理器29连接，橡胶保护壳19背部设置有外接电源插孔33。所述甲烷检测装置包括防滑支腿34、液晶显示屏37、甲烷检测器41和无线信号发射器45，防滑支腿34上方设置有硬质塑料外壳35，硬质塑料外壳35一侧设置有警报灯36，警报灯36一侧设置有液晶显示屏37，液晶显示屏37下方设置有控制键盘38，硬质塑料外壳35顶部设置有传输天线39，用以增加无线信号的传输效率，液晶显示屏37一侧设置有蜂鸣器40，硬质塑料外壳35两个侧面设置有甲烷检测器41，硬质塑料外壳35内部下方设置有蓄电池42，防止装置因外接电源断开而停止工作，蓄电池42上方设置有甲烷分析器43，甲烷分析器43上方设置有第二微处理器44，第二微处理器44的型号为celeron410，第二微处理器44上方设置有无线信号发射器45,无线信号发射器45一侧设置有抽风机46，抽风机46端部设置有出风滤罩47，用以防止装置周围灰尘进入装置内部，无线信号发射器45下方设置有第二储存器48，第二微处理器44与警报灯36电连接，第二微处理器44与蜂鸣器40电连接，第二微处理器44与控制键盘38通过导线连接，第二微处理器44与甲烷分析器43和无线信号发射器45电连接，第二储存器48的容量为2g。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

所述网络交换装置12与壳体2通过螺钉连接，网络信号收发器13与壳体2通过螺钉连接，如此设置，网络交换装置12将检测到的信息转换成网络信号，通过网络收发器发送到云端，进行云计算。同时，本实施例中，网线连接端口22共有九个，每个网线连接端口22下方均设置有第二指示灯21。并且，本实施例中，防滑支腿34与硬质塑料外壳35通过螺栓连接，硬质塑料外壳35与警报灯36嵌套连接，硬质塑料外壳35采用abs工程塑料，传输天线39与硬质塑料外壳35螺纹连接，甲烷检测器41设置有两个，两个甲烷检测器41分别设置在硬质塑料外壳35两侧。

本发明的安全分析仪工作原理：握住柔软层1，可以随身携带，通过按键17操作，蓄电池14供电，控制器4控制，温度传感器6检测温度，压力传感器11检测压强，甲烷检测装置7检测甲烷浓度，二氧化碳传感器8检测二氧化碳浓度，一氧化碳传感器9检测一氧化碳浓度，氧气传感器10检测氧气浓度，通过显示屏16显示具体数值，摄像机5可进行图像采集，网络交换装置12将检测到的信息转换成网络信号，通过网络收发器发送到云端，检测出的危险通过第一指示灯15点亮的个数区分危险等级，第一储存器3将信息记录保存下来。

本发明中网络交换装置工作时，是将外部网线插入网线连接端口22中，对外部信息进行传输，信息交换器27对传输信息进行交换后将信息传输至译码器32，对带密码信息进行解码，最终将信号传输至第一微处理器29，第一微处理器29对信号进行处理后，传输至信息储存卡31中进行储存，完成对信息的交换传输，在装置工作过程中故障监测电路板28对装置中各元件工作状况进行监控。

本发明中的甲烷检测装置工作时，首先将装置放置在合适位置，通过控制键盘38开启装置，硬质塑料外壳35两侧设置的甲烷检测器41对装置所在区域环境进行甲烷检测，检测的数据经甲烷分析器43分析后传输至第二微处理器44，并通过第二微处理器44控制显示在液晶显示屏37上，同时，数据还将通过无线信号发射器45和传输天线39发送至远程服务终端，供工作人员参考，当检测数值超过程序所设阈值时，警报灯36和蜂鸣器40同时发出警，以警示附近工作的人员进行安全检查，防止安全事故的发生。

本发明中，所述控制器4包括型号为cm40l-10的芯片ic，所述芯片ic的第一引脚连接二极管d1的正极，二极管d1的负极分别连接信号输入端v1、电阻r1的一端、电阻r3的一端、电阻r5的一端、电容c2的一端、电阻r6的一端和三极管d5的集电极，三极管d5的发射极连接二极管d6的正极，三极管d5的基极连接电阻r8的一端，电阻r8的另一端分别连接电容c3的一端和三极管d4的基极，三极管d4的集电极分别连接电容c2的另一端和电阻r6的另一端，三极管d4的发射极连接电阻r7的一端，电阻r7的另一端分别连接二极管d6的负极、电容c3的另一端、二极管d3的负极、电阻r4的一端、芯片ic的第四引脚、电阻r2的一端、电容c1的一端和信号输出端v2；电容c1的另一端连接芯片ic的第六引脚，电阻r2的另一端分别连接芯片ic的第五引脚和电阻r1的另一端，电阻r3的另一端连接芯片ic的第二引脚，三极管d2的基极连接芯片ic的第三引脚，三极管d2的集电极连接电阻r4的另一端，三极管d2的发射极分别连接电阻r5的另一端和二极管d3的正极。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明技术方案进行的修改或者等同替换，不能脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明权利要求范围当中。