一種煤礦通訊探測(cè)救援系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明通過(guò)對(duì)煤礦安全綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀的分析，結(jié)合理論技術(shù)的發(fā)展及實(shí)際應(yīng)用的業(yè)務(wù)需求，并比較短距離無(wú)線通信的多種技術(shù)，發(fā)明了基于WiFi技術(shù)的煤礦通訊探測(cè)救援系統(tǒng)的模型，本發(fā)明通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，將礦道內(nèi)的環(huán)境信息發(fā)送回操控監(jiān)控的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控礦道內(nèi)的環(huán)境信息，自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警功能。同時(shí)，如果一旦發(fā)生煤礦事故，可以派出探測(cè)機(jī)器人，前往人員無(wú)法到達(dá)的地區(qū)探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，從而為救援指揮提供現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)。
【專利說(shuō)明】一種煤礦通訊探測(cè)救援系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文發(fā)明的涉及是一種設(shè)備和一種機(jī)器人，從而組成一種煤礦通訊探測(cè)救援系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是煤炭生產(chǎn)大國(guó)。長(zhǎng)期以來(lái)，煤炭行業(yè)由于資源賦存條件特殊、工作環(huán)境惡劣等因素使得煤礦安全生產(chǎn)成為制約煤炭企業(yè)發(fā)展的重要問(wèn)題。我國(guó)95%的煤礦開(kāi)采是地下作業(yè)。煤礦事故占工礦企業(yè)一次死亡10人以上特大事故的72.8%至89.6%(2002 —2005年);煤礦企業(yè)一次死亡10人以上事故中，瓦斯事故占死亡人數(shù)的71%。煤礦所面臨的重大災(zāi)害事故是相當(dāng)嚴(yán)峻的，造成的損失是極其慘重的。由于煤礦事故多，死亡人數(shù)多，造成了我國(guó)煤礦的百萬(wàn)噸死亡率一直居高不下。特別是煤礦重大及特大瓦斯(煤塵)災(zāi)害事故的頻發(fā)，不但造成國(guó)家財(cái)產(chǎn)和公民生命的巨大損失，而且嚴(yán)重影響了我國(guó)的國(guó)際聲譽(yù)。我國(guó)煤炭安全生產(chǎn)形式卻異常嚴(yán)峻。
[0003]煤礦安全事故不斷發(fā)生的原因是多方面的，其中一個(gè)重要原因是企業(yè)的安全生產(chǎn)“長(zhǎng)效機(jī)制”還沒(méi)有真正建立起來(lái)。煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)的觀念主要還停留在機(jī)械化、自動(dòng)化上，對(duì)于煤礦信息化的概念不清晰。實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)信息化應(yīng)建立在煤礦安全生產(chǎn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，因此煤礦安全生產(chǎn)信息化應(yīng)加大煤礦企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程。而目前的現(xiàn)狀是信息手段落后，礦井安全監(jiān)測(cè)、監(jiān)控體系不健全，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化程度低。一些中小煤礦除瓦斯監(jiān)控設(shè)備外，井下生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，比如溫度、電力、壓力、提升、運(yùn)輸?shù)缺O(jiān)測(cè)設(shè)備很難令人滿意。對(duì)于安全生產(chǎn)的監(jiān)管來(lái)說(shuō)，信息快速、實(shí)時(shí)的收集非常重要，但目前各級(jí)煤炭管理部門，特別是重點(diǎn)采煤縣管理部門信息化裝備十分落后，多數(shù)還是傳統(tǒng)的人工管理，不少煤礦甚至根本不具備計(jì)算機(jī)報(bào)送數(shù)據(jù)的能力。另一方面，從管理模式上來(lái)看，煤礦企業(yè)的管理體制不完善，靠傳統(tǒng)的途徑無(wú)法改善管理體制，所以只有通過(guò)自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的途徑才能建立健全煤炭企業(yè)的管理信息化機(jī)制。另外，煤炭企業(yè)的信息化管理與其他生產(chǎn)型企業(yè)相比增加了更多的內(nèi)容，首先是生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)監(jiān)控，比如提升系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控，還有井下的采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)的控制管理，這些管理控制過(guò)程因?yàn)橐诰峦瓿?，所以比在地面上采集?shù)據(jù)更為困難，信息從井下傳輸?shù)降孛嫔系募夹g(shù)也具有不同特點(diǎn)。煤礦信息化為信息技術(shù)的快速發(fā)展提供了機(jī)遇。同時(shí)，廣泛應(yīng)用信息技術(shù)也是加強(qiáng)和改進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)工作的有效手段，推廣煤礦行業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用已刻不容緩。煤礦安全生產(chǎn)事故多發(fā)的兩個(gè)因素中，建立完善的安全生產(chǎn)信息化系統(tǒng)是基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上健全煤炭企業(yè)的管理信息化機(jī)制才成為可能。在建立完善的安全生產(chǎn)信息化系統(tǒng)中，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備及人員的監(jiān)控一直處于相對(duì)較落后的地位。井下安全信息不能及時(shí)傳到井上安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)中心，造成井下與井上的信息不對(duì)稱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]安全生產(chǎn)一直是各級(jí)部門關(guān)注的重點(diǎn)。然而煤礦事故造成人員傷亡的事故時(shí)有發(fā)生，在許多情況下，因?yàn)槿狈?duì)礦井中人員信息以及事故情況的實(shí)時(shí)反映，人員不能得到及時(shí)的營(yíng)救，由于某些事故導(dǎo)致井下環(huán)境不適合救援人員進(jìn)入，也會(huì)延緩對(duì)井下人員的營(yíng)救，就這種情況，我們發(fā)明了 “一種煤礦通訊探測(cè)救援系統(tǒng)”，旨在對(duì)煤礦事故發(fā)生時(shí)能最快的獲取井下信息，以幫助地面人員制定救援方案。而且在煤礦建設(shè)完善煤礦的井下安全廣播系統(tǒng)，強(qiáng)化安全管理和調(diào)度指揮，最主要是在礦井安全出現(xiàn)緊急情況下，可以高效指導(dǎo)人員的安全撤離。
[0005]本發(fā)明通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，將礦道內(nèi)的環(huán)境信息發(fā)送回操控監(jiān)控的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控礦道內(nèi)的環(huán)境信息，自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警功能。同時(shí)，如果一旦發(fā)生煤礦事故，可以派出探測(cè)機(jī)器人，前往人員無(wú)法到達(dá)的地區(qū)探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，從而為救援指揮提供現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明一種煤礦通訊探測(cè)救援系統(tǒng)，其特征是:包含三個(gè)部分，分別為計(jì)算機(jī)監(jiān)控控制端、礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、應(yīng)急救援車。礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)主要由主控單片機(jī)、傳感器接口、語(yǔ)音模塊、顯示模塊、電源模塊、電池、按鍵、無(wú)線路由器、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、喇叭組成。傳感器通過(guò)接口連接在礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)上，礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的主控單片機(jī)將傳感器信息進(jìn)行處理后發(fā)送至ENC28J60網(wǎng)卡芯片。ENC28J60網(wǎng)卡芯片經(jīng)雙絞線發(fā)送至無(wú)線路由器。網(wǎng)絡(luò)攝像頭由電源模塊提供5V電源，通過(guò)有線或者無(wú)線方式連接至無(wú)線路由器，并且可以和計(jì)算機(jī)監(jiān)控控制端進(jìn)行語(yǔ)音通信。語(yǔ)音模塊由主控芯片控制，可以支持8-44.1K采樣率的WAV文件，及碼率為16Kbps-320Kbps,8-44.1K的MP3文件，最大支持32G的TF (SD)卡的大內(nèi)存語(yǔ)音模塊，可以根據(jù)需要報(bào)送不同情況下的應(yīng)急方案。無(wú)線路由器通過(guò)有線方式或者無(wú)線方式構(gòu)成的有線無(wú)線混合網(wǎng)絡(luò)連接至及計(jì)算機(jī)監(jiān)控控制端。計(jì)算機(jī)監(jiān)控控制端根據(jù)需要可以控制所有礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)語(yǔ)音模塊播放內(nèi)容，同時(shí)接收所有節(jié)點(diǎn)采集到的傳感器數(shù)據(jù)，并可以設(shè)置閥值自動(dòng)報(bào)警。
[0007]本系統(tǒng)的應(yīng)急救援車包括計(jì)算機(jī)或者手機(jī)的的無(wú)線WIFI模塊、無(wú)線路由器；計(jì)算機(jī)或者手機(jī)的WIFI模塊與救援車路由器相連，上位機(jī)通過(guò)WIFI模塊發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)，路由器接收這些數(shù)據(jù)并通過(guò)串口的TXD引腳傳送給51單片機(jī)，51單片機(jī)接收后處理數(shù)據(jù)，進(jìn)行包括車體前后左右方向控制、停車、攝像頭方上下左右向控制的改變；上位機(jī)通過(guò)路由器接收?qǐng)D像信息，該信息由應(yīng)急救援車攜帶的攝像頭采集、處理并由路由器發(fā)送，由上位機(jī)WIFI模塊接收并顯示到軟件中，該信息可供救援者觀察救援現(xiàn)場(chǎng)情況等。51單片機(jī)通過(guò)路由器接受便攜式上位機(jī)發(fā)送的指令后根據(jù)指令操作通過(guò)電平控制相應(yīng)的模，進(jìn)行包括車體前后左右方向控制、停車、攝像頭方上下左右向控制的改變。
[0008]本發(fā)明還可以包括:
應(yīng)急救援車和礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)安裝有溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器。溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器可以把測(cè)得的數(shù)據(jù)傳送跟相應(yīng)的主控單片機(jī)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明監(jiān)控控制端和礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)框架示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明監(jiān)控控制端和移動(dòng)救援車框架示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0011]結(jié)合圖1圖2對(duì)本發(fā)明一種煤礦通訊探測(cè)救援系統(tǒng)進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
[0012]礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)主要由主控單片機(jī)4、傳感器接口 14、語(yǔ)音模塊8、顯示模塊13、電源模塊10、電池11、無(wú)線路由器3、網(wǎng)絡(luò)攝像頭12、喇叭9組成。氣體傳感器5、濕度傳感器
6、溫度傳感器5通過(guò)傳感器接口 14連接由主控單片機(jī)4上，傳感器可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行擴(kuò)展。礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的主控單片機(jī)4將傳感器信息進(jìn)行處理后顯示在顯示模塊13上并發(fā)送至無(wú)線路由器3。網(wǎng)絡(luò)攝像頭12由電源模塊10提供5V電源，通過(guò)有線或者無(wú)線方式連接至無(wú)線路由器3，并且可以和計(jì)算機(jī)監(jiān)控控制I端進(jìn)行語(yǔ)音通信。語(yǔ)音模塊8由主控芯片控制，可以支持8-44.1K采樣率的WAV文件，及碼率為16Kbps-320Kbps，8-44.1K的MP3文件，最大支持32G的TF (SD)卡的大內(nèi)存語(yǔ)音模塊，可以根據(jù)需要通過(guò)喇叭9報(bào)送不同情況下的應(yīng)急方案。無(wú)線路由器通3過(guò)有線方式或者無(wú)線方式構(gòu)成的有線無(wú)線混合網(wǎng)絡(luò)連接至無(wú)線路由器通2。計(jì)算機(jī)監(jiān)控控制端連接至無(wú)線路由器通2。計(jì)算機(jī)監(jiān)控控制端I在本發(fā)明中主要起人機(jī)交互功能。根據(jù)需要可以控制所有礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)語(yǔ)音模塊播8放內(nèi)容，同時(shí)接收所有節(jié)點(diǎn)采集到的傳感器數(shù)據(jù)，并可以設(shè)置閥值自動(dòng)報(bào)警。
[0013]當(dāng)?shù)V道發(fā)生事故，現(xiàn)場(chǎng)人員無(wú)法到達(dá)時(shí)，通過(guò)應(yīng)急救援車進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)觀察現(xiàn)場(chǎng)情況。其中包括監(jiān)控控制計(jì)算機(jī)1、無(wú)線路由器2和中繼裝置21進(jìn)行路由器信號(hào)放大后與應(yīng)急救援車無(wú)線路由21相連，監(jiān)控控制計(jì)算機(jī)I發(fā)送控制信息到網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線路由器21接收這些數(shù)據(jù)并通過(guò)串口的TXD引腳傳送給STC51單片機(jī)13，STC51單片機(jī)13接收后處理數(shù)據(jù)，進(jìn)行包括車體前后左右方向控制、停車、攝像頭方上下左右向控制的改變；監(jiān)控控制計(jì)算機(jī)I通過(guò)無(wú)線路由21接收?qǐng)D像信息，該信息由應(yīng)急救援車攜帶的攝像頭17采集、處理并由無(wú)線路由21發(fā)送，由監(jiān)控控制計(jì)算機(jī)I接收并顯示到軟件中，該信息可供救援者觀察救援現(xiàn)場(chǎng)情況等。STC51單片機(jī)13通過(guò)無(wú)線路由21接受監(jiān)控控制計(jì)算機(jī)I發(fā)送的指令后根據(jù)指令操作通過(guò)電平控制相應(yīng)的模，進(jìn)行包括控制車體前后左右方向的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊15、攝像頭方向控制16上下左右控制的改變。
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明一種煤礦通訊探測(cè)救援系統(tǒng)，其特征是:包含三個(gè)部分，分別為計(jì)算機(jī)監(jiān)控控制端、礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、應(yīng)急救援車。
2.本發(fā)明一種煤礦通訊探測(cè)救援系統(tǒng)，其特征是:礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)主要由主控單片機(jī)、傳感器接口、語(yǔ)音模塊、顯示模塊、電源模塊、電池、按鍵、無(wú)線路由器、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、喇叭組成；傳感器通過(guò)接口連接在礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)上，礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的主控單片機(jī)將傳感器信息進(jìn)行處理后發(fā)送至ENC28J60網(wǎng)卡芯片；ENC28J60網(wǎng)卡芯片經(jīng)雙絞線發(fā)送至無(wú)線路由器；網(wǎng)絡(luò)攝像頭由電源模塊提供5V電源，通過(guò)有線或者無(wú)線方式連接至無(wú)線路由器，并且可以和計(jì)算機(jī)監(jiān)控控制端進(jìn)行語(yǔ)音通信；語(yǔ)音模塊由主控芯片控制，可以支持8-44.1K采樣率的WAV文件，及碼率為16Kbps-320Kbps，8-44.1K的MP3文件，最大支持32G的TF (SD)卡的大內(nèi)存語(yǔ)音模塊，可以根據(jù)需要報(bào)送不同情況下的應(yīng)急方案；無(wú)線路由器通過(guò)有線方式或者無(wú)線方式構(gòu)成的有線無(wú)線混合網(wǎng)絡(luò)連接至及計(jì)算機(jī)監(jiān)控控制端。
3.本發(fā)明一種煤礦通訊探測(cè)救援系統(tǒng)，其特征是:計(jì)算機(jī)監(jiān)控控制端根據(jù)需要可以控制所有礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)語(yǔ)音模塊播放內(nèi)容，同時(shí)接收所有節(jié)點(diǎn)采集到的傳感器數(shù)據(jù)，并可以設(shè)置閥值自動(dòng)報(bào)警；計(jì)算機(jī)監(jiān)控控制端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攝像頭所帶的監(jiān)控軟件、可以監(jiān)控礦道內(nèi)各個(gè)礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)圖像信息。
4.本發(fā)明一種煤礦通訊探測(cè)救援系統(tǒng)，其特征是:本系統(tǒng)的應(yīng)急救援車包括計(jì)算機(jī)或者手機(jī)的的無(wú)線WIFI模塊、無(wú)線路由器；計(jì)算機(jī)或者手機(jī)的WIFI模塊與救援車路由器相連，上位機(jī)通過(guò)WIFI模塊發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)，路由器接收這些數(shù)據(jù)并通過(guò)串口的TXD引腳傳送給51單片機(jī)，主控單片機(jī)接收后處理數(shù)據(jù)，進(jìn)行包括車體前后左右方向控制、停車、攝像頭方上下左右向控制的改變；上位機(jī)通過(guò)路由器就收?qǐng)D像信息，該信息由應(yīng)急救援車攜帶的攝像頭采集、處理并由路由器發(fā)送，由上位機(jī)WIFI模塊接收并顯示到軟件中，該信息可供救援者觀察救援現(xiàn)場(chǎng)情況等。
5.本發(fā)明一種煤礦通訊探測(cè)救援系統(tǒng)，其特征是:應(yīng)急救援車和礦道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)安裝有溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器；溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器可以把測(cè)得的數(shù)據(jù)傳送跟相應(yīng)的主控單片機(jī)。
【文檔編號(hào)】E21F11/00GK103939131SQ201410184819
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】汪華章, 石研, 馬歡, 王文文 申請(qǐng)人:西南民族大學(xué)