一种定点式隧道环境安全监测装置的制作方法

本实用新型涉及隧道监测技术领域，具体是一种定点式隧道环境安全监测装置。

背景技术：

隧道内需要进行环境参数监控，例如粉尘浓度，二氧化碳浓度，以确保隧道内的安全，传统的监测装置，主要是将监测仪器人工搬运到隧道内，进行监测，或者将监测仪器固定在隧道内。但是，这种监测仪器在隧道内适用性不强，自动化水平低，而且后期需要人力查验，劳动强度大，另外，隧道内易发生安全事故，需要对车辆进行实时监测，减少安全隐患。

公告号为cn207744151u的专利公开了一种隧道安全在线监测预警装置，包括装置主体和协调器，装置主体内部的左右侧分别设有无线传感网络，两个无线传感网络均固定连接在装置主体中，装置主体内部的左侧设有嵌入式网关，嵌入式网关的右侧固定连接在左端的无线传感网络中。该种隧道安全在线监测预警装置，使得无线传感网络不同设备具有双工通讯联系，不仅低层融合信息向高层传递，高层信息也参与低层节点处理，而且数据的传输量大大降低，从而降低了信息的传输量，减轻网络冲突和拥塞，解决了现有的有线方式的现场布线难度大、成本高，且信号线老化后系统的误报率、故障率突出的问题。但是，该实用新型仅能用于隧道内环境的检测，而不能对车辆异常行为抓拍等影响安全的因素进行监测。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型针对现有技术的不足，提供的一种能够对隧道内环境因素和安全因素同时监测，自动化程度高的定点式隧道环境安全监测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种定点式隧道环境安全监测装置，包括电源管理系统、mcu主控单元、电机转台控制系统、气体检测系统、雷达测距系统、网络通讯系统、温度检测系统、综合管理服务器和视频监控系统，所述电源管理系统为所述mcu主控单元、电机转台控制系统、气体检测系统、雷达测距系统、网络通讯系统和温度检测系统提供直流电源，所述电机转台控制系统、气体检测系统、雷达测距系统、网络通讯系统和温度检测系统均与所述mcu主控单元通过信号线连接，所述网络通讯系统与所述综合管理服务器实时通信，所述综合管理服务器与所述视频监控系统信息互联。

进一步的，所述电机转台控制系统包括伺服电机转台，所述伺服电机转台设置在装置壳体内侧，所述伺服电机转台上设有“l”型连板，所述mcu主控单元设置在所述“l”型连板的竖板上，所述“l”型连板的横板下设置所述气体检测系统、雷达测距系统和温度检测系统。

进一步的，所述气体检测系统包括红外气体探测器，所述红外气体探测器依步进时间定时向所述mcu主控单元发送气体浓度数据。

进一步的，所述雷达测距系统包括多个激光雷达传感器，在伺服电机转台转动过程中，多个所述激光雷达传感器对隧道内环境进行测距扫描，并将当前帧点云数据信息传输至所述mcu主控单元。

进一步的，所述温度检测系统包括温度传感器，所述温度传感器采集隧道环境温度信息并传输至所述mcu主控单元。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型定点式隧道环境安全监测装置，集隧道异物识别、异常停车状态识别、二氧化碳浓度检测、甲烷气体浓度检测、温度检测、异常事件视频图像抓拍、云台电机控制与网络通讯系统于一体，能够综合检测隧道内环境因素和安全因素，保证隧道内车辆的通行安全。

另外，所述电源管理系统能够调配mcu主控单元与各分系统直流电压等级，稳定输出各系统所需直流电压，在某分系统电源故障状态下准确报告该分系统供电问题；所述电机转台控制系统中，mcu主控单元与伺服电机转台实时通讯，mcu主控单元获取检测指令后驱动转台电机进行转动，转台电机按照已设速度与位置区间进行旋转，mcu主控单元获取转动过程中的角度信息与电机转动脉冲信息；所述气体检测系统中，红外气体探测器利用不同气体对红外波吸收程度不同，通过测量红外吸收波长来检测特征气体浓度，气体检测系统依步进时间定时向mcu主控单元发送气体浓度数据；所述雷达测距系统在转动过程中，激光雷达传感器针对隧道内环境进行测距扫描，获取当前帧点云数据信息打包发送至mcu主控单元；所述温度检测系统，内置温度传感器，实时将环境温度信息传递至mcu主控单元；所述网络通讯系统实现mcu主控单元与综合管理服务器间数据的实时通信；所述mcu主控单元分配各分系统逻辑工作关系，进行气体检测、温度检测补偿算法计算，打包lidar帧点云数据、气体浓度参数、温度参数、电机转向参数通过网络通讯系统实时发送至后台服务器，服务器服务器循环获取所有监控区域的数据进行合并，服务器根据合并结果进行监控区域的点云切割，并输出切割后物体的数量和物体id，物体的长宽高信息等，从而实现异物识别的功能。各分系统协同作用，实现对隧道内环境因素和安全因素的可靠监测。

附图说明

图1是本实用新型的结构连接示意图；

图2是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步清楚阐述本实用新型的内容，但本实用新型的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

实施例一

如图1所示，一种定点式隧道环境安全监测装置，包括电源管理系统、mcu主控单元、电机转台控制系统、气体检测系统、雷达测距系统、网络通讯系统、温度检测系统、综合管理服务器和视频监控系统，所述电源管理系统为所述mcu主控单元、电机转台控制系统、气体检测系统、雷达测距系统、网络通讯系统和温度检测系统提供直流电源，所述电机转台控制系统、气体检测系统、雷达测距系统、网络通讯系统和温度检测系统均与所述mcu主控单元通过信号线连接，所述网络通讯系统与所述综合管理服务器实时通信，所述综合管理服务器与所述视频监控系统信息互联。

具体的，所述气体检测系统包括红外气体探测器，所述红外气体探测器依步进时间定时向所述mcu主控单元发送气体浓度数据。

所述雷达测距系统包括多个激光雷达传感器，在伺服电机转台转动过程中，多个所述激光雷达传感器对隧道内环境进行测距扫描，并将当前帧点云数据信息传输至所述mcu主控单元。

所述温度检测系统包括温度传感器，所述温度传感器采集隧道环境温度信息并传输至所述mcu主控单元。

本实用新型实施例中，所述电源管理系统可选安科瑞abms-ev03锂电池管理系统，所述mcu主控单元可选stm8s005k6t6lqfp32微控制器，所述红外气体探测器可选det-tronicsls2000/eclips开路红外可燃气体探测器，所述激光雷达传感器可选benewoketfmini激光雷达模组,所述网络通讯系统可选sim900gsm网络模块，所述温度传感器可选smartecsmtir990x红外温度传感器。

所述视频监控系统包括模拟摄像机、视频服务器和网络通讯模块，所述模拟摄像机、视频服务器和网络通讯模块依次通过rs485信息线连接，网络通讯模块将模拟摄像机采集视频信息传输至综合管理服务器。

实施例二

如图2所示，本实用新型实施例的定点式隧道环境安全监测装置，与实施例一的不同之处在于：电机转台控制系统包括伺服电机转台1，所述伺服电机转台1设置在装置壳体2内侧，所述伺服电机转台1上设有“l”型连板3，所述mcu主控单元4设置在所述“l”型连板3的竖板上，所述“l”型连板3的横板下设置所述气体检测系统、雷达测距系统5和温度检测系统。

本实用新型实施例中，所述伺服电机转台可选acondrt精密直驱转台。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。