智能矿井安全监测终端的制作方法

本实用新型涉及一种矿井安全设备领域，尤其是一种智能矿井安全监测终端。

背景技术：

煤矿井下作业的特殊性在于远离地面，地形复杂，环境恶劣，因此容易发生事故。国内煤矿行业中，多数企业都已经或正在进行生产调度、监测监控等系统的建设，这些系统的建立在实现安全生产的过程中起到了重要的作用；但是由于各种系统建于不同时期，使用不同的技术，各系统单独成系统无法有效的集成，使安全生产监测监控信息不能很好的整合、利用。将安全生产监测监控信息及时、准确的传送到各级相关人员手中，缺乏有效的处理手段。各类对预警、报警和事故发生后所需的信息共享、数据传输等表现出的难以协调，造成应急响应滞后。另外，现有系统还存在着用户投资大，维护成本高等缺陷。

因此，集合现代通信技术、网络技术、数据库技术、信息处理技术、GIS技术、RFID技术、GSM技术以整合矿井生产监测监控信息，从而集视频、语音、数据通信于一体，全方位监测矿井作业的生产环境，以解决目前困扰矿井安全生产监督领域的难题，意义重大。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本实用新型提供一种智能矿井安全监测终端，其系一种基于嵌入式工业主板的智能矿井安全监测终端，解决了现有矿井安全监测技术上的单一性、实时性和稳定性问题。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能矿井安全监测终端，其特征是：包括嵌入式工业主板、 AVR采集模块、RFID阅读模块、矿用摄像头、触摸屏、GSM模块、音频功放模块、电源模块、DDR内存卡、CF卡、VGA输出模块和以太网模块，所述AVR采集模块、RFID阅读模块、矿用摄像头、触摸屏、GSM模块、音频功放模块、电源模块、DDR 内存卡、CF卡、VGA输出模块和以太网模块分别连接到嵌入式工业主板上。

作为本实用新型的进一步改进，所述AVR采集模块通过 RS232总线转RS485总线与嵌入式工业主板自带的COM1串行通讯端口连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述RFID阅读模块通过 RS485总线与所述嵌入式工业主板自带的COM2串行通讯端口连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述矿用摄像头采用 USB2.0接口70万像素CMOS摄像头。

作为本实用新型的进一步改进，所述触摸屏采用扫描式触摸屏，通过驱动板、USB总线与所述嵌入式工业主板连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述GSM模块通过USB 转RS232总线与所述嵌入式工业主板连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述音频功放模块通过同轴电缆与所述嵌入式工业主板连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述电源模块采用防爆电源。

作为本实用新型的进一步改进，所述CF卡通过CF卡接口与所述嵌入式工业主板连接，所述DDR内存卡通过DIMM接口与所述嵌入式工业主板连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述VGA输出模块采用 LCD显示屏，通过VGA转LVDS专用模块与所述嵌入式工业主板连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型智能矿井安全监测终端，通过以嵌入式工业主板为核心且扩展了AVR采集模块、 RFID阅读模块、矿用摄像头、触摸屏、GSM模块、音频功放模块、电源模块、DDR内存卡、CF卡、VGA输出模块和以太网模块的方式，实现了一种集视频业务、语音业务、数据业务融合的智能监控终端，解决了现有矿业三大系统矿井，即视频监控系统、监测监控系统、语音通信系统相互独立，条块分割之局面，使得视频监控系统、监测监控系统和语音通信系统有机整合，使得视频业务、语音业务和数据业务IP化，使得电信网、广播电视网、互联网IP化，为保障矿业安全生产提供了一种集中化、智能化、高可靠性的集视频通信、VOIP语音通信、监测监控于一体的解决方案，便于管理者及时、方便的掌握井下环境情况、人员流动情况、设备分布情况，为科学管理、决策，应急响应联动提供了良好的、多种通信手段和方式，为紧急情况下应急预案的快速发布和调度提供了良好的通信平台。

附图说明

图1为本实用新型智能矿井安全监测终端的总体结构框图。

图2为本实用新型智能矿井安全监测终端的组网方式框图。

对照以上附图，作如下补充说明：

1---嵌入式工业主板 2---AVR采集模块

3---RFID阅读模块 4---矿用摄像头

5---触摸屏 6---GSM模块

7---音频功放模块 8---电源模块

9---DDR内存卡 10---CF卡

11---VGA输出模块 12---以太网模块

13---矿井安全监测终端 14---位移传感器

15---温度传感器 16---瓦斯传感器

17---工业以太网 18---上位机

19---喇叭 20---麦克风

具体实施方式

一种智能矿井安全监测终端13，包括嵌入式工业主板1、 AVR采集模块2、RFID阅读模块3、矿用摄像头4、触摸屏5、 GSM模块6、音频功放模块7、电源模块8、DDR内存卡9、CF 卡10、VGA输出模块11和以太网模块12。所述AVR采集模块 2、RFID阅读模块3、矿用摄像头4、触摸屏5、GSM模块6、音频功放模块7、电源模块8、DDR内存卡9、CF卡10、VGA 输出模块11和以太网模块12分别连接到嵌入式工业主板1 上。

所述AVR采集模块2通过RS232总线转RS485总线与嵌入式工业主板1自带的COM1串行通讯端口连接。所述AVR采集模块2选择ATMEL公司90系列低功耗的AVR单片机并自制物理量采集板，自带8路模拟量的10位A/D，设计了2路 200-1000Hz的频率量采集和8位状态量采集，用于采集所连接的8路瓦斯传感器16、温度传感器15、位移传感器14的信息。

所述RFID阅读模块3通过RS485总线与所述嵌入式工业主板1自带的COM2串行通讯端口连接。所述RFID阅读模块3 选用北京华荣汇通信设备有限公司HR6020阅读器，实时接收矿工随身佩戴的电子标签发送的地理位置信息，并把接收到的矿工地理位置信息主动上传给上位机系统，结合GIS技术和数据库技术实时显示、查询矿井下作业的矿工地理位置信息。

所述矿用摄像头4采用USB2.0接口70万像素CMOS摄像头。所述矿用摄像头4用于采集矿井下的高清视频信息。

所述触摸屏5采用扫描式触摸屏，通过驱动板、USB总线与所述嵌入式工业主板1连接。所述触摸屏5控制和编制矿井实时信息和矿井安全提示信息。

所述GSM模块6通过USB转RS232总线与所述嵌入式工业主板1连接。所述GSM模块6将各个监测点环境参数越限报警以短信方式通知相关的管理人员，同时也将越限报警信息打包成IP报组播于其他监测监控终端和地面管理中心。

所述音频功放模块7通过同轴电缆与所述嵌入式工业主板1连接。所述音频功放模块7采用LM386集成电路驱动扬声器进行音频输出，并且通过麦克风20输入音频。

所述电源模块8采用防爆电源，从而在瓦斯爆炸的环境下继续提供电源。

所述CF卡10通过CF卡接口与所述嵌入式工业主板1连接，所述DDR内存9通过DIMM接口与所述嵌入式工业主板1 连接。所述CF卡10与所述DDR内存9均存储系统参数、电话号码和TCF/IP数据包。

所述VGA输出模块11采用LCD显示屏，通过VGA转LVDS 专用模块与所述嵌入式工业主板1连接。所述VGA输出模块 11实时显示动、静态模拟图形、数据表格、历史曲线、分层显示采掘平面图和配置测试点位。

图1是本实用新型智能矿井安全监测终端13的总体结构框图，即，以嵌入式工业主板1为核心，扩展了AVR采集模块 2、RFID阅读模块3、矿用摄像头4、触摸屏5、GSM模块6、音频功放模块7、电源模块8、DDR内存卡9、CF卡10、VGA 输出模块11和以太网模块12，从而实现了一种集视频业务、语音业务、数据业务融合的智能监控终端，解决了现有矿业三大系统矿井，即视频监控系统、监测监控系统、语音通信系统相互独立，条块分割之局面，使得视频监控系统、监测监控系统和语音通信系统有机整合，使得视频业务、语音业务和数据业务IP化，使得电信网、广播电视网、互联网IP化，为保障矿业安全生产提供了一种集中化、智能化、高可靠性的集视频通信、VOIP语音通信、监测监控于一体的解决方案，便于管理者及时、方便的掌握井下环境情况、人员流动情况、设备分布情况，为科学管理、决策，应急响应联动提供了良好的、多种通信手段和方式，为紧急情况下应急预案的快速发布和调度提供了良好的通信平台。

图2是本实用新型智能矿井安全监测终端13的组网方式框图。位移传感器14、温度传感器15和瓦斯传感器16安装于矿井内以采集井下作业的环境参数，通过AVR采集模块2 把所采集的参数传递至相连的智能矿井安全监测终端13。矿用摄像头4采用70万象素的CMOS摄像头，通过USB2.0接口把所采集的高清视频信息传递到智能矿井安全监测终端13。 RFID阅读模块3实时接收矿工随身佩带的电子标签发送的地理位置信息，并通过RS485总线把接收到的数据主动上传给智能矿井安全监测终端13，结合GIS技术和数据库技术达到实时显示、查询井下情况的功能。不同位置的矿井安全监测终端 13通过工业以太网17互连互通实现信息共享，同时把所采集的信息主动传递到上位机18。当AVR采集模块2收集到的矿井内的瓦斯浓度、温度、巷道顶板位移超过矿井安全监测终端 13预设的安全系数的时候，智能矿井安全监测终端13通过GSM 模块6将各个监测点环境参数越限报警以短信方式通知相关的管理人员，同时也将越限报警信息打包成IP报组播于工业以太网17上的其他监测监控终端和地面管理中心。地面管理中心通过上位机18经过工业以太网17把报警信息传递给所连接的智能矿井安全监测终端13，并通过喇叭19与麦克风20 实现与矿井作业人员的语音互动。