基于arm的礦井環(huán)境監(jiān)測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于礦井環(huán)境監(jiān)測技術領域，具體涉及基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統。
【背景技術】
[0002]我國是一個煤礦生產大國，煤礦儲量大，礦井數量多，有大量人力和物力投入到煤礦的開采中，然而煤炭礦井井下環(huán)境復雜，危險系數大，煤炭瓦斯爆炸引發(fā)的井下安全事故頻發(fā)，同時煤炭開采中，井下濕度、溫度對井下開采以及井下勞動工人的身體健康具有直接影響，給煤炭的開發(fā)者帶了了巨大的財產風險，因此有必要實時對煤礦井下環(huán)境狀態(tài)進行檢測。為了解決煤炭井下環(huán)境監(jiān)測的問題。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種設計合理、使用方便且高可靠性的基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是，基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統，包括設置于礦井巷道中的一個或多個下位機系統、設置于礦井出口處的上位機系統和用于礦井工作人員隨身攜帶的電子標簽，所述各下位機系統和上位機系統之間均通過Wifi通信連接，上位機系統和RFID模塊之間通過串口連接；
[0005]所述各下位機系統用于采集煤礦井下信息，并將采集到的信息處理并傳輸；所述上位機系統用于接收下位機系統傳輸的信息，并進行預警；所述上位機系統還用于接收電子標簽的信號，實現對礦井工作人員出入礦井的登記管理；所述各下位機系統均包括用于巷道內信號采集的信號采集單元、用于圖像采集的圖像采集單元、主控制器一、電源一、存儲器一和通信模塊一，信號采集單元、圖像采集單元、電源一、存儲器一、通信模塊一均與主控制器一相連接；
[0006]所述上位機系統包括主控制器二、電源二、存儲器二、報警單元、顯示單元、RFID模塊和通信模塊二，所述電源二、存儲器二、報警單元、顯示單元、RFID模塊、通信模塊二均與主控制器二相連接；通信模塊一和通信模塊二之間構成通信連接。
[0007]進一步地，該信號采集單元包括一個或多個可燃氣體傳感器和溫濕度傳感器。
[0008]進一步地，該圖像采集單元包括攝影頭一。
[0009]進一步地，該RFID模塊為無源射頻卡識別天線。
[0010]進一步地，該通信模塊一為Wifi模塊一；所述通信模塊二為Wifi模塊二。
[0011]進一步地，該Wifi模塊一、Wifi模塊二采用RT3070。
[0012]本實用新型基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統具有以下優(yōu)點:
[0013]1、下位機系統體積小，功率小，安裝方便，具有良好的可擴展性。
[0014]2、使用操作簡便且工作性能可靠，所采用的Wifi模塊RT3070體積小，組網方便、功率小、傳輸的帶寬大、USB 口插接方便等優(yōu)點。
[0015]3、上位機系統圖體積小、安裝方便，可以通過觸摸和鼠標兩種控制方式，監(jiān)測數據可以動態(tài)顯示，并能夠實現歷史監(jiān)測數據的查詢功能。
[0016]4、上位機外部拓展的RFID模塊和礦工攜帶的射頻卡共同實現對下礦工人的記錄，這樣就在一定程度上實現下礦工人的自動化管理。
[0017]5、使用效果好且實用價值高，不僅能實現對礦井環(huán)境的準確監(jiān)測，為井下安全提供安全預示，同時可以快速查看井下圖像信息，一定程度上解決了煤礦井下環(huán)境監(jiān)測和報警的問題；同時，也可以作為當前重點區(qū)域的環(huán)境質量監(jiān)測系統使用。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統的結構示意圖；
[0019]其中:1數據采集節(jié)點；1-1.主控制器一 ；1-2.電源一 ；1-3.數據存儲器一 ；1_4.可燃氣體傳感器一 ；1-5.攝像頭一 ；1-6.溫濕度傳感器一 ；1-7.通信模塊一 ；2.上位機；2-1.主控制器二 ；2-2.電源二 ；2-3.存儲器二 ；2-4.報警單元;2_5.REID模塊;2_6.顯示單元；2-7.通信模塊二 ；3.電子標簽。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，本實用新型基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統，包括設置于礦井巷道中的一個或多個下位機系統1、設置于礦井出口處的上位機系統2和用于礦井工作人員隨身攜帶的電子標簽3，所述各下位機系統I和上位機系統2之間均通過Wifi通信連接，所述上位機系統2和電子標簽3之間射頻無線通信連接；所述各下位機系統I用于采集煤礦井下信息，并將采集到的信息處理并傳輸；所述上位機系統2用于接收下位機系統I傳輸的信息，并進行預警；所述上位機系統2還用于接收電子標簽3的信號，實現對礦井工作人員出入礦井的登記管理；所述各下位機系統I均包括用于巷道內信號采集的信號采集單元、用于圖像采集的圖像采集單元、主控制器一 1-1、電源一 1-2、存儲器一 1-3和通信模塊一 1-7，所述信號采集單元、圖像采集單元、電源一 1-2、存儲器一 1-3、通信模塊一 1-7均與主控制器一
1-1相連接；信號采集單元包括一個或多個可燃氣體傳感器1-4和溫濕度傳感器1-6。圖像采集單元包括攝影頭一 1-5。
[0021]所述上位機系統2包括主控制器二 2-1、電源二 2-2、存儲器二 2_3、報警單元2_4、顯示單元2-6、RFID模塊2-5和通信模塊二 2_7，所述電源二 2_2、存儲器二 2_3、報警單元
2-4、顯示單元2-6、RFID模塊2_5、通信模塊二2_7均與主控制器二 2_1相連接；所述通信模塊一 1-7和通信模塊二 2-7之間通信連接。
[0022]本實用新型基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統，電子標簽3為無源射頻卡。通信模塊一 1-7為Wifi模塊一；所述通信模塊二 2-7為Wifi模塊二。Wifi模塊一、Wifi模塊二采用RT3070，電源采用TI公司的LM2596芯片，RFID采用的是RC522芯片。主控制器一 1_1和主控制器二 2-1采用的是S3C6410芯片。RFID模塊2_5安放在礦井口，RFID模塊2_5和主控制器二 2-1之間通過串口相連?？扇細怏w傳感器一 1-4通過模擬數據線與主控制器一
1-1相連。溫濕度傳感器一 1-6通過單根數字數據線與主控制器一 1-1相連。攝像頭一 1-5通過USB 口與主控制器一 1-1相連。
[0023]本實用新型基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統，使用時，下位機系統I采集煤礦井下的溫度、濕度、可燃氣體濃度以及圖像數據，通過Wifi模塊一發(fā)送給上位機系統2 ;上位機系統2接收到下位機系統I發(fā)送來的數據后，保存在數據庫中，同時顯示在顯示單元2-6的界面上、如果數據超出范圍則報警單元2-4進行報警；RFID模塊2-5用來采集入井人員的信息；每個入井工人隨身攜帶射頻卡，入井時需刷卡進行出入礦井的自動登記，終端對這些人的信息進行記錄，實現工人的出入管理。
[0024]本實用新型基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統，設計合理、使用操作便捷、具有高的可靠性、使用效果良好，它在實現井下溫度、濕度、瓦斯?jié)舛取D像的監(jiān)測的同時，可以實現對井下作業(yè)人員的自動登記和管理。既實現了礦井環(huán)境監(jiān)測報警，井下視頻監(jiān)測；又實現了人員出入礦井自動管理。
【主權項】
1.基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統，其特征在于，包括設置于礦井巷道中的一個或多個下位機系統（I)、設置于礦井出口處的上位機系統（2)和用于礦井工作人員隨身攜帶的電子標簽（3)，所述各下位機系統（I)和上位機系統（2)之間均通信連接，所述上位機系統(2)和電子標簽（3)之間信號連接； 所述各下位機系統（I)用于采集煤礦井下信息，并將采集到的信息處理并傳輸；所述上位機系統（2)用于接收下位機系統（I)傳輸的信息，并進行預警；所述上位機系統（2)還用于接收電子標簽（3)的信號，實現對礦井工作人員出入礦井的登記管理； 所述各下位機系統（I)均包括用于巷道內信號采集的信號采集單元、用于圖像采集的圖像采集單元、主控制器一（1-1)、電源一（1-2)、存儲器一（1-3)和通信模塊一（1-7)，所述信號采集單元、圖像采集單元、電源一（1-2)、存儲器一（1-3)、通信模塊一（1-7)均與主控制器一（1-1)相連接； 所述上位機系統（2)包括主控制器二（2-1)、電源二（2-2)、存儲器二（2-3)、報警單元(2-4)、顯示單元（2-6)、RFID模塊（2-5)和通信模塊二（2-7)，所述電源二（2-2)、存儲器二(2-3)、報警單元（2-4)、顯示單元（2-6)、RFID模塊（2-5)、通信模塊二（2-7)均與主控制器二（2-1)相連接；所述通信模塊一（1-7)和通信模塊二（2-7)之間通信連接。
2.按照權利要求I所述的基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統，其特征在于，所述信號采集單元包括一個或多個可燃氣體傳感器（1-4)和溫濕度傳感器（1-6)。
3.按照權利要求I或2所述的基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統，其特征在于，所述圖像采集單元包括攝影頭一（1-5)。
4.按照權利要求3所述的基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統，其特征在于，所述電子標簽(3)為無源射頻卡。
5.按照權利要求4所述的基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統，其特征在于，所述通信模塊一(1-7)為Wifi模塊一；所述通信模塊二（2-7)為Wifi模塊二。
6.按照權利要求5所述的基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統，其特征在于，所述Wifi模塊一、Wifi模塊二采用RT3070芯片。
【專利摘要】本實用新型公開了基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統，包括設置于礦井巷道中的一個或多個下位機系統、設置于礦井出口處的上位機系統和用于礦井工作人員隨身攜帶的電子標簽，各下位機系統和上位機系統之間均Wifi通信連接，上位機系統和RFID天線之間通過串口連接；各下位機系統用于采集煤礦井下信息，并將采集到的信息處理并傳輸；上位機系統用于接收下位機系統傳輸的信息，并進行預警；上位機系統還用于接收電子標簽的信號，實現對礦井工作人員出入礦井的登記管理。該基于ARM的礦井環(huán)境監(jiān)測系統設計合理、使用方便且可靠性高。
【IPC分類】G05B19-042, E21F17-18
【公開號】CN204515432
【申請?zhí)枴緾N201520208768
【發(fā)明人】武風波, 周云如, 趙曼
【申請人】西安科技大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月8日