一种矿灯智能充电柜及其管理系统的制作方法

本实用新型涉及一种矿井用充电柜，具体涉及一种矿灯智能充电柜及其管理系统，尤其涉及一种既能对矿灯安全充电，又能对矿灯使用人员进行智能管理的采用柜式集多个矿灯同时充电的矿灯智能充电柜及其管理系统。

背景技术：

目前，在井下人员的工作过程中，矿灯是矿工在井下作业的基本生产工具，与矿工的安全生产密切相关。长期以来，矿灯的管理一直是按在册井下人员“一人一灯”，凭牌统一发放或加锁自我服务，取灯、还灯需完全依靠灯房工人管理。所以，存在诸多问题，比如每个矿工无论下井与否，灯房都必须为其专门配备一盏矿灯，预留充电位置，占用量大，矿灯及充电设备不能直接显示矿灯电池的充电进度，导致矿灯安全性差、利用率低；发放、归还缺少必要的信息记录，无法对矿灯的使用、损坏等进行跟踪；难以控制矿灯的迟还、不还、不退、错发、冒领等问题，不能适应煤矿安全生产、节约成本的要求。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型的目的在于，提供一种矿灯智能充电柜，旨在克服原有矿灯使用过程中无法对矿灯进行跟踪和缺乏对矿灯的使用记录以及解决矿灯不能直接显示充电进度的缺陷。

本实用新型的另一目的在于，提供一种矿灯智能充电柜管理系统，旨在克服原有多个矿灯及多个矿灯充电柜之间无法进行信息传输，以致于矿灯的管理工作效率一直处于较低水平的缺陷。

为了达到上述实用新型目的，采取的技术方案如下：

一种矿灯智能充电柜，包括若干个矿灯充电单元，所述矿灯智能充电柜还包括有：

一虹膜识别终端，验证下井人员的身份信息；

一矿灯定位卡，记录下井人员的位置、时间和/或行动轨迹；

一服务器，与所述虹膜识别终端、矿灯定位卡进行通讯，接收所述虹膜识别终端发送的身份信息并进行识别处理，同时接收所述矿灯定位卡发送的监控下井人员的位置、时间和行动轨迹，并将识别匹配的身份信息连同矿灯定位卡发送的信息发送至工控触摸屏，以及监控所有矿灯充电单元的信息和状态；

一工控触摸屏，包括下井人员的考勤管理模块和显示模块，并与收发板进行通讯，接收并实时显示服务器发送的已匹配的身份信息、下井人员的位置、时间和行动轨迹以确定考勤以及接收并实时显示所有矿灯充电单元的信息和状态，并将已匹配的身份信息发送至所述收发板；

一收发板，与液晶采样显示屏进行通讯，接收所述工控触摸屏发送的已匹配的身份信息，并将该身份信息发送至所述液晶采样显示屏；

一充电板，与所述液晶采样显示屏进行通讯，将矿灯充电单元中矿灯的信息和状态发送至所述液晶采样显示屏进行显示；

一液晶采样显示屏，内置一采样板，显示矿灯充电单元中矿灯的信息和状态，并接收所述收发板发送的已匹配的身份信息并控制与该身份信息相符的矿灯充电单元的电子锁开启。

较佳地，所述工控触摸屏还包括一指令控制模块，接收外部控制指令，并将该外部控制指令由所述工控触摸屏发送至所述液晶采样显示屏，进而控制矿灯充电单元的电子锁开启。

更佳地，所述虹膜识别终端设置在所述矿灯智能充电柜上，与所述工控触摸屏之间通过USB接口进行通讯，同时该工控触摸屏通过以太网与所述服务器之间双向通讯。

更佳地，所述矿灯定位卡内置在矿灯中，并与所述服务器之间进行通讯。

更佳地，所述工控触摸屏、收发板均内置在所述矿灯智能充电柜体的内部，且该工控触摸屏通过以太网与所述收发板进行双向通讯。

更佳地，所述充电板安装在每个矿灯充电单元的内部，并通过IO接口与所述液晶采样显示屏进行通讯。

更佳地，所述每个矿灯充电单元均包含有一液晶采样显示屏，所述液晶采样显示屏通过RS485接口与所述收发板进行双向通讯，同时所述充电板为其液晶采样显示屏提供工作电源。

更佳地，所述监控下井人员的时间具体为监控下井人员的入井时间和下井时间；监控并显示矿灯充电单元的信息和状态具体为监控并显示下井人员的身份信息和矿灯的电压信息以及矿灯的充电状态和取用状态。

更佳地，所述矿灯智能充电柜还包括有一电源模块，为所述虹膜识别终端、工控触摸屏、收发板、充电板、液晶采样显示屏提供工作电源。

本实用新型还提供了一种矿灯智能充电柜管理系统，包括若干个矿灯智能充电柜和一个系统服务器，系统服务器实时监控并显示若干个矿灯智能充电柜的工作状态，并控制每个矿灯智能充电柜中的矿灯充电单元中的电子锁开启。

本实用新型的有益效果：本实用新型利用虹膜识别终端来识别下井人员的身份信息，识别准确率高，且不容易误认；采用矿灯定位卡来记录下井人员的位置、时间以及行动轨迹，以判断下井人员的井下工作状态；本实用新型采用服务器对身份信息进行识别处理，并接收矿灯定位卡发送的位置信息、时间信息以及行动轨迹并将已识别通过的下井人员信息连同矿灯定位卡发送的信息一并发送至工控触摸屏；工控触摸屏不仅能够将已识别通过的身份信息通过收发板发送至液晶采样显示屏，由液晶采样显示屏最终控制与该身份信息相符的矿灯充电单元的电子锁开启，实现了下井人员与矿灯的一一对应关系，而且通过结合井下人员的位置信息、时间信息以及行动轨迹来完成对井下人员的考勤功能，同时工控触摸屏还具有将上述身份信息、位置信息、时间信息和行动轨迹实时显示的功能；本实用新型利用收发板可将已识别通过的下井人员信息发送给液晶采样显示屏；液晶采样显示屏不仅可以直观的显示对应的矿灯充电单元的信息和状态，而且还能够控制与该身份信息相符的矿灯充电单元的电子锁开启，有效地提高了矿灯的安全性和方便性；充电板一方面可以为液晶采样显示屏供电，另一方面充电板可向液晶采样显示屏提供矿灯是否充电的信号，以此来判断每个矿灯充电单元中矿灯的信息和状态；同时矿灯的信息和状态也会通过液晶采样显示屏发送至收发板进而发送至工控触摸屏和服务器，因此，服务器可以监控所有矿灯充电单元的信息和状态，工控触摸屏可以显示所有矿灯充电单元的信息和状态，因此，本实用新型实现了对矿灯的信息化管理和有序化的管理。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型一种矿灯智能充电柜的结构框图；

图2是本实用新型一种矿灯智能充电柜的实物结构示意图；

图3是本实用新型一种矿灯智能充电柜管理系统的结构框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

如图1-2所示，一种矿灯智能充电柜A，包括若干个矿灯充电单元1，所述矿灯智能充电柜A还包括有：虹膜识别终端2、矿灯定位卡3、服务器4、工控触摸屏5、收发板6、充电板7、液晶采样显示屏8。

虹膜识别终端2，设置在所述矿灯智能充电柜A的一侧，用于验证下井人员的身份信息，利用虹膜识别终端来识别下井人员的身份信息，识别准确率高，且不容易误认，比如验证下井人员的眼睛或其他部位。另外，虹膜识别终端2，也可设置在所述矿灯智能充电柜A外部。

矿灯定位卡3，内置在矿灯中，用于记录下井人员的位置、时间和/或行动轨迹，以判断下井人员的井下工作状态。

服务器4，与所述虹膜识别终端2、矿灯定位卡3进行通讯，接收所述虹膜识别终端2发送的身份信息并进行识别处理，同时接收所述矿灯定位卡3发送的监控下井人员的位置、时间和行动轨迹，并将识别匹配的身份信息连同矿灯定位卡3发送的信息发送至工控触摸屏5，以及监控所有矿灯充电单元1的信息和状态。其中，虹膜识别终端2将被验证的下井人员的身份信息通过USB接口先传输至工控触摸屏5，然后通过以太网进而传输至服务器4进行识别验证；服务器4监控所有矿灯充电单元1的信息和状态，指的是服务器4可以监控矿灯充电单元1中的矿灯的取用状态或挂放充电状态以及每个矿灯所属的下井人员的身份信息和矿灯的电压信息，由于矿灯的取用或充电都将通过充电板发送矿灯是否充电的信号最终汇集至服务器4，因此，服务器4具有所有矿灯充电单元1的信息和状态的功能。

工控触摸屏5，内置在所述矿灯智能充电柜A体的内部与服务器4通过以太网进行双向通讯，同时，工控触摸屏5还包括下井人员的考勤管理模块10和显示模块11，并与收发板6进行通讯，工控触摸屏5接收并实时显示服务器4发送的已匹配的身份信息、下井人员的位置、时间和行动轨迹以确定考勤以及接收并实时显示所有矿灯充电单元1的信息和状态，并将已匹配的身份信息发送至所述收发板6。由于工控触摸屏5具有显示模块11，因此可以直观的实时显示身份信息、位置信息、时间信息和行动轨迹。这里涉及的时间信息，包括下井人员的下井时间和出井时间。在本实施例中，工控触摸屏5不仅能够将已识别通过的身份信息通过收发板6发送至液晶采样显示屏8，由液晶采样显示屏8最终控制与该身份信息相符的矿灯充电单元1的电子锁开启，实现了下井人员与矿灯的一一对应关系，而且通过结合井下人员的位置信息、时间信息以及行动轨迹来完成对井下人员的考勤功能，这里考勤管理模块10预设了下井人员的考勤信息，以完成人员的考勤功能。

另外，所述工控触摸屏5还包括指令控制模块12，用于接收外部控制指令，并将该外部控制指令由所述工控触摸屏5发送至所述液晶采样显示屏8，进而控制矿灯充电单元1的电子锁开启，以备维修或临时开启或其他特殊的场合之用。由于矿灯的取用或充电都将也会通过充电板发送矿灯是否充电的信号发送给工控触摸屏5，因此，工控触摸屏5也具有所有矿灯充电单元1的信息和状态的功能。

收发板6，内置在所述矿灯智能充电柜A体的内部，一方面与工控触摸屏5通过以太网进行双向通讯，另一方面也与液晶采样显示屏8进行双向通讯，收发板6接收所述工控触摸屏5发送的已匹配的身份信息，并将该身份信息发送至所述液晶采样显示屏8；其中，所述液晶采样显示屏8通过RS485接口与所述收发板6进行双向通讯。

充电板7，安装在每个矿灯充电单元1的内部，并通过IO接口与所述液晶采样显示屏8进行通讯，充电板7具有将矿灯充电单元1中矿灯的信息和状态发送至所述液晶采样显示屏8进行显示。

每个矿灯充电单元中矿灯的信息和状态是根据矿灯是否充电来判断，因此，利用充电板7可向液晶采样显示屏8提供矿灯是否充电的信号，以此来判断每个矿灯充电单元中矿灯的信息和状态。另外，充电板7还可以为液晶采样显示屏8供电。本实施例中充电板7对矿灯进行恒流充电自动控制，防止过充、过放，对锂电池实时保护。

液晶采样显示屏8，具有若干个，其数量与矿灯充电单元1的数量一致，而且该液晶采样显示屏8安装在矿灯充电单元1的上部，实时显示矿灯充电状况、矿灯取用和挂柜、人员信息。液晶采样显示屏8内置一采样板9，采集充电板7提供的矿灯是否充电的信号以此用来显示矿灯充电单元1中矿灯的信息和状态，并接收所述收发板6发送的已匹配的身份信息并控制与该身份信息相符的矿灯充电单元1的电子锁开启。

在本实施例中，所述矿灯智能充电柜A还包括有一电源模块13，为所述虹膜识别终端2、工控触摸屏5、收发板6、充电板7、液晶采样显示屏8提供工作电源。所述的矿灯智能充电柜A一共前后两面且格局一致，前面共设5层、7列，前面共计35个矿灯充电单元1，电源模块13共计3个，分布于矿灯智能充电柜A内的上、中、下位置，上面的电源模块13为其上面的1-2层供电，中部的电源模块13为其中部的3层供电，下面的电源模块13为其下面的4-5层供电。

如图3所示，一种矿灯智能充电柜管理系统，包括若干个矿灯智能充电柜A和一个系统服务器B，系统服务器B实时监控并显示若干个矿灯智能充电柜A的工作状态，并控制每个矿灯智能充电柜A中的矿灯充电单元1中的电子锁开启。

工作过程：

矿工在虹膜识别终端上进行验证→通过验证后，服务器自动记录人员信息→工控触摸屏显示人员信息后发送至液晶采样显示屏→液晶采样显示屏控制矿灯充电单元中的电子锁自动开启→矿工取出矿灯→工控触摸屏自动记录矿灯取走时间、矿灯工作状况信息→矿工从井下出来并有跟踪定位轨迹记录，在虹膜机上签退考勤→通过验证后，服务器自动记录矿工上井时间，井下工作时间等信息→工控触摸屏对矿工井下工作信息显示后确定考勤→完成考勤后，液晶采样显示屏控制矿灯充电单元中的电子锁再次自动开启，挂上矿灯，关上柜门→＝自动对矿灯进行充电及监控。

为了使得本实用新型的矿灯智能充电柜管理系统及矿灯智能充电柜具有更多的性能，为此，本实用新型的矿灯智能充电柜在上述实施例的基础上还预留了其他通讯接口或加装了其他测试装置。如：为了保证井下人员的人身安全，可在充电柜上安装酒精测试装置和报警装置和便携仪；也可在充电柜的每个矿灯充电单元中放置自救器，方便井下人员工作所需。

另外，作为对上述实施例的进一步改进，可在液晶采样显示屏控制电子锁开启方面做些优化。电子锁的结构分2种，一种是验证后直接开启，另一种是验证后仍需通过IC卡开启。

若采用IC卡开启柜门的话，可在取灯程序和还灯程序做些时间上的控制。如取灯程序：充电柜门打开，可在规定时间10分钟内取走矿灯和自救器，关闭柜门后，还可延时10分钟，可再次开门，超过10分钟后，柜门不能打开。此时，需完成还灯程序后方可打开柜门，确需打开柜门，通过管理员打开。

还灯程序：充电柜门打开，可在规定时间10分钟内挂灯，关闭柜门后，还可延时10分钟，超过10分钟，柜门不能打开，确需打开，通过管理员开门。

矿灯智能充电柜中，设置长时间不充电矿灯的报警功能，杜绝不上班继续考勤的情况的发生。如旷工把矿灯拿在自己手中，不往充电柜中放，自己充电，通过别人拿到井下完成考勤。

上面所述的规定时间均是可以调节的，这里只是举例说明。

矿灯智能充电柜及其管理系统是以矿工、矿灯、人员定位管理为载体，集成了充电管理技术、虹膜识别技术、煤矿井下人员跟踪定位管理技术和信息传输技术，实现了对矿灯收发的无人化管理、矿灯充电的智能化管理、矿工入井考勤的计算机网络管理、井下人员跟踪定位管理。本实用新型性能可靠、系统稳定、验身准确，人员实时统计、实时查询、在线监测，完全实现了煤矿矿灯和人员全过程全方位的计算机网络智能化、信息化管理模式。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。