專(zhuān)利名稱(chēng)：一種煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦井下安全檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于煤礦井下作業(yè)人員定 位、實(shí)時(shí)安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)和半導(dǎo)體與微機(jī)電系統(tǒng)制造技術(shù)的 飛速發(fā)展，具有感知、計(jì)算存儲(chǔ)和通信能力的微型傳感器在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和宇航各個(gè)領(lǐng) 域開(kāi)始出現(xiàn)。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳感器是集傳感器執(zhí)行器、控制器和通信裝置于一體；集傳感與驅(qū)動(dòng) 控制能力、計(jì)算能力、通信能力于一身的資源(計(jì)算、存儲(chǔ)和能源)受限的嵌入式設(shè)備。由 這些微型傳感器構(gòu)成的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種 監(jiān)測(cè)對(duì)象信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行處理，傳送給需要這些信息的用戶(hù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事偵 察、環(huán)境信息、檢測(cè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療健康監(jiān)護(hù)、建筑與家居、工業(yè)生產(chǎn)控制以及商業(yè)等領(lǐng)域 有著廣闊的應(yīng)用前景。目前，我國(guó)煤礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)大多采用設(shè)備監(jiān)控和人工監(jiān)控相結(jié)合的方法， 此類(lèi)安全監(jiān)控系統(tǒng)在系統(tǒng)成本、可靠性和人員安全方面有很大的不足之處。首先，基于有線(xiàn) 網(wǎng)絡(luò)的安全監(jiān)控系統(tǒng)由于需要建設(shè)有線(xiàn)傳輸系統(tǒng)，因此在很大程度上限制了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò) 大。隨著開(kāi)采面的不斷向前推進(jìn)，開(kāi)采計(jì)劃隨井下煤炭的分布情況而變化，基于有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò) 的安全監(jiān)控系統(tǒng)的擴(kuò)展跟不上開(kāi)采的實(shí)際要求，使得網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)可靠性和實(shí)時(shí)性得不到保 證，難以確保重要的安全數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)和井下儀表的檢測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)的傳輸。這就成為煤礦 安全監(jiān)控系統(tǒng)采用有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)為傳輸介質(zhì)的最大不足。其次，人工監(jiān)控的方案是憑借專(zhuān)門(mén)人 員豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)危險(xiǎn)情況的發(fā)生進(jìn)行預(yù)測(cè)。由于該類(lèi)專(zhuān)門(mén)人員數(shù)量有限，同時(shí)考慮到 監(jiān)察員對(duì)各個(gè)區(qū)域檢查的隨機(jī)性，導(dǎo)致不可能覆蓋井下所有區(qū)域。而且，瓦斯在空氣中含量 高時(shí)可降低氧含量，引起窒息，親自到達(dá)信息采集點(diǎn)采集瓦斯信息，還存在采集人員的人 身安全問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是在于，用來(lái)彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種采用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò) 通信方式，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、傳輸和處理煤礦井下的溫度、濕度、瓦斯?jié)舛鹊葦?shù)據(jù)，對(duì)出現(xiàn)的瓦斯事 故進(jìn)行預(yù)警和安全監(jiān)控支持以及將井下環(huán)境參數(shù)和井下作業(yè)人員信息等數(shù)據(jù)在電子地圖 上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示的煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在于，包括煤礦井上的安 全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)、煤礦井下的ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)、連接煤礦井上井下的CAN網(wǎng) 絡(luò)，ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)包括ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)、煤礦巷道的固定節(jié)點(diǎn)和煤礦井下作業(yè)人 員隨身攜帶的移動(dòng)終端，固定節(jié)點(diǎn)將移動(dòng)終端發(fā)送的數(shù)據(jù)以及自身采集的數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee 傳送至ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)，ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)將這些數(shù)據(jù)通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)，安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)對(duì)煤礦井下轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析最后得出要 向井下發(fā)布的發(fā)布信息，發(fā)布信息通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)往ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)，ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)再 將發(fā)布信息通過(guò)ZigBee發(fā)往指定的固定節(jié)點(diǎn)，固定節(jié)點(diǎn)將發(fā)布信息發(fā)往移動(dòng)終端。前述的一種煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其中，所述的移動(dòng)終端包 括一煤礦井下定位與管理裝置，所述的煤礦井下定位與管理裝置包括功率放大電路，一能 夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)終端與固定節(jié)點(diǎn)間的通信的ZigBee收發(fā)器，基于RSSI的定位算法能夠計(jì)算煤 礦井下移動(dòng)終端與固定節(jié)點(diǎn)距離的微處理器和能夠顯示地面的安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò) 發(fā)布的指示與警告信息；所述的功率放大電路的輸入/輸出端連接ZigBee收發(fā)器的輸入/輸出端，所述的 ZigBee收發(fā)器的輸入/輸出端連接微處理器的第一輸入/輸出端，所述的微處理器第二輸 入/輸出端連接有顯示及報(bào)警單元的輸入/輸出端，所述的顯示及報(bào)警單元所述的微處理 器的第三輸入/輸出端連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的輸入/輸出端，所述的微處理器的一輸入端分 別連接身份識(shí)別單元的輸出端和定位單元的輸出端。所述的微處理器為32位ARM微處理
ο前述的一種煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其中，顯示及報(bào)警單元設(shè) 有圖形化IXD顯示模塊和蜂鳴器。前述的一種煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ) 多個(gè)使用者的身份信息、記錄作業(yè)人員的行跡，暫存安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)的發(fā)布信息。
前述的一種煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元使用 大容量的SD卡。前述的一種煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其中，身份識(shí)別單元配備 有RFID讀卡器。所述的煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其中，32位ARM微處理器內(nèi)裝 有傳感器，傳感器是指紋傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、瓦斯?jié)舛葌鞲衅髦械闹辽僖环N。本發(fā)明采用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是一種以數(shù)據(jù)為中心的自組織無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò) 中的結(jié)點(diǎn)密集，數(shù)量巨大且部署在十分廣泛的區(qū)域；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化，網(wǎng)絡(luò)具有自組 織和自調(diào)整特性；并記錄井下作業(yè)人員的行跡，向地面安全監(jiān)控中心上報(bào)進(jìn)行作業(yè)人員信 息，接收和顯示安全監(jiān)控中心發(fā)布的信息；另外，還可向使用者提供導(dǎo)航信息；在井下人員 進(jìn)行作業(yè)時(shí)，地面的安全監(jiān)控中心可能需要對(duì)其進(jìn)行指示，或在出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)向其發(fā)布 警告，這些指示或警告信息都需要通過(guò)定位與管理裝置展示給使用者。其確保了作業(yè)人員 的人身安全，降低了事故發(fā)生，同事具有成本低、體積小、功耗低、安全可靠等特優(yōu)點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明煤礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)功能框圖；圖3為本發(fā)明ZigBee收發(fā)器CC2480與微處理器連接示意圖；圖4為本發(fā)明射頻功能放大器CC2591功能示意圖；圖5為本發(fā)明射頻功率放大電路；
圖6為本發(fā)明IXD顯示模塊與微處理器的連接示意圖；圖7為本發(fā)明SD卡與微處理器的連接示意圖；圖8為本發(fā)明電源管理單元電路圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。參見(jiàn)附圖1所示一種煤礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)，包括煤礦井上的安全監(jiān)控和信息管 理網(wǎng)絡(luò)、煤礦井下的ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)、連接煤礦井上井下的CAN網(wǎng)絡(luò)，ZigBee無(wú)線(xiàn)傳 感器網(wǎng)絡(luò)包括ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)、煤礦巷道的固定節(jié)點(diǎn)(包括ZigBee路由器/節(jié)點(diǎn)和ZigBee 節(jié)點(diǎn))和煤礦井下作業(yè)人員隨身攜帶的移動(dòng)終端。移動(dòng)終端內(nèi)設(shè)有一煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，煤礦井下作業(yè)人員 的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)是煤礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)的重要部分，是井下作業(yè)人員信息數(shù)據(jù)的 來(lái)源，也是煤礦井上的安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)向作業(yè)人員發(fā)布信息的接收終端，其主要 由32位的ARM微處理器STM32F103、集成片內(nèi)協(xié)議棧的ZigBee收發(fā)器CC2480、射頻功率放 大電路、顯示及報(bào)警單元、身份識(shí)別單元、定位單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和電源管理單元組成。ZigBee路由器/節(jié)點(diǎn)和ZigBee節(jié)點(diǎn)將煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng) 發(fā)送的數(shù)據(jù)以及自身采集的數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee傳送至ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)，ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)將 這些數(shù)據(jù)通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)，安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)對(duì)煤礦 井下轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)采用Internet網(wǎng)絡(luò)發(fā)布相關(guān)信息，安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)對(duì)井下的各 種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析，并依次對(duì)井下安全狀況作出判斷，最后將應(yīng)對(duì)決策和預(yù)警信息向井 下作出發(fā)布信息，發(fā)布信息通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)往ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)，ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)再將發(fā)布 信息通過(guò)ZigBee發(fā)往指定的ZigBee路由器/節(jié)點(diǎn)和ZigBee節(jié)點(diǎn)；指定的ZigBee路由器 /節(jié)點(diǎn)和ZigBee節(jié)點(diǎn)無(wú)線(xiàn)通信給煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)。參見(jiàn)附圖2所示，由于煤礦井下環(huán)境惡劣，電磁環(huán)境復(fù)雜，會(huì)影響到無(wú)線(xiàn)信號(hào)的傳 輸質(zhì)量，而且當(dāng)某個(gè)ZigBe路由器/節(jié)點(diǎn)因某些原因如電力不足或礦井爆炸等退出網(wǎng)絡(luò)時(shí)， 需要其他的ZigBe路由器/節(jié)點(diǎn)能夠代替退出網(wǎng)絡(luò)的ZigBe路由器/節(jié)點(diǎn)執(zhí)行其在網(wǎng)絡(luò)中 的功能，因此煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)就需要功率放大電路增加其射頻輸 出功率，增大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。本實(shí)施例中采用CC2591射頻前端芯片作為功率放大器，如圖4 所示功率放大電路的內(nèi)部功能框圖，在功率放大電路的輸入/輸出端連接ZigBee收發(fā)器的 輸入/輸出端，ZigBee收發(fā)器能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)與ZigBe 路由器/節(jié)點(diǎn)、ZigBe節(jié)點(diǎn)間的無(wú)線(xiàn)通信，能夠?qū)⒕氯藛T位置、井下的溫度、井下的濕度、 井下的瓦斯?jié)舛刃畔⑼ㄟ^(guò)ZigBee收發(fā)器無(wú)線(xiàn)通信給ZigBe路由器/節(jié)點(diǎn)；該ZigBe路由器 /節(jié)點(diǎn)將上述信息以及自身采集的數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee傳送至ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)，ZigBee-CAN 網(wǎng)關(guān)將這些數(shù)據(jù)通過(guò)有線(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)(CAN)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)，安全監(jiān) 控和信息管理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)過(guò)分析，必要時(shí)發(fā)布導(dǎo)航信息。當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)發(fā)布警告信息，所有這些信息通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)往ZigBee-CAN網(wǎng) 關(guān)，ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)再將該信息通過(guò)ZigBee發(fā)往指定的ZigBee路由器/節(jié)點(diǎn)和ZigBee節(jié)
點(diǎn)ο參見(jiàn)圖3，井下人員定位與管理裝置與煤礦井下的ZigBee網(wǎng)絡(luò)間的通訊連接采用集成協(xié)議棧的ZigBee收發(fā)器CC2480來(lái)完成。CC2480只需要很少的外圍器件，且該器件集 成了全功能ZigBee協(xié)議棧，從而減少開(kāi)發(fā)時(shí)間并簡(jiǎn)化了 ZigBee功能。CC2480能夠通過(guò)SPI 或UART接口與各種MCU通信，其典型應(yīng)用電路如圖3所示。Z-stack軟件ZigBee_2006協(xié) 議?？梢栽赯igBee處理器上運(yùn)行，而應(yīng)用程序則能在外部MCU上運(yùn)行。CC2480能夠處理所 有時(shí)序關(guān)鍵型與處理密集型ZigBee協(xié)議任務(wù)，而將應(yīng)用MCU的資源占用的空間釋放出來(lái)用 于滿(mǎn)足其他程序的要求。上述ZigBee收發(fā)器的輸入/輸出端連接32位ARM微處理器的第一輸入/輸出 端，32位ARM微處理器基于RSSI的定位算法能夠計(jì)算煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管 理系統(tǒng)與ZigBee路由器/節(jié)點(diǎn)、ZigBee節(jié)點(diǎn)的距離，從而進(jìn)行自身定位，記錄煤礦井下作 業(yè)人員的行跡，向安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)上報(bào)作業(yè)人員信息，同時(shí)可以接受和顯示安全 監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的信息。同時(shí)，由于32位ARM微處理器需要一定的數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算能力，所以其采用了高 性能的32位ARM微處理器STM32F103作為其核心。32位ARM微處理器內(nèi)裝有傳感器，傳感器是指紋傳感器、溫度傳感器、濕度傳感 器、瓦斯?jié)舛葌鞲衅髦械闹辽僖环N。當(dāng)傳感器某些輸出超出預(yù)定指標(biāo)時(shí)，報(bào)警單元就會(huì)通過(guò) 無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)向安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)報(bào)警，同時(shí)顯示單元輸出報(bào)警信號(hào)。32位ARM微處 理器第二輸入/輸出端連接顯示及報(bào)警單元輸入/輸出端，顯示及報(bào)警單元能夠顯示安全 監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的指示與警告信息，通過(guò)高亮發(fā)光二極管和蜂鳴器來(lái)對(duì)使用者進(jìn) 行提示和警告。如圖6所示，井下人員進(jìn)行作業(yè)時(shí)，地面的安全監(jiān)控中心可能需要對(duì)其進(jìn)行指示， 或在出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)向其發(fā)布警告，這些指示或警告信息都需要通過(guò)圖形化LCD顯示模塊 向使用者展示導(dǎo)航和指示信息。如圖7所示，32位ARM微處理器的第三輸入/輸出端還連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的輸入 /輸出端。該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ)多個(gè)使用者的身份信息、記錄作業(yè)人員的行跡、暫存地 面安全監(jiān)控總線(xiàn)發(fā)布的信息，可以采用大容量的SD卡作為其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。另外，32位ARM微處理器的一輸入端分別連接身份識(shí)別單元的輸出端和定位單元 的輸出端，身份識(shí)別單元使用RFID或指紋識(shí)別的方式對(duì)煤礦井下人員進(jìn)行身份識(shí)別和管 理，每個(gè)身份識(shí)別單元配備RFID讀卡器，每個(gè)使用者隨身佩帶RFID卡，RFID讀卡器通過(guò)讀 取RFID卡中的信息來(lái)對(duì)使用者的身份進(jìn)行認(rèn)定，另外也可以使用指紋識(shí)別，在地面的安全 監(jiān)控計(jì)算機(jī)的協(xié)助下，計(jì)算機(jī)通過(guò)身份識(shí)別單元中的指紋傳感器讀取作業(yè)人員的指紋并進(jìn) 行識(shí)別，將這些身份信息上傳到煤礦井上的安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)。值得一提的是，井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)作為一種便攜式的裝置，必 須使用電池供電，為了降低成本和延長(zhǎng)其持續(xù)工作時(shí)間，這里采用大容量的可充電鋰電池 作為其電源。本實(shí)施例中，電源管理單元包括電池、電池充電電路和電源電壓轉(zhuǎn)換電路。其 中，鋰電池充電電路采用的是MAX745芯片，電源電壓轉(zhuǎn)換電路采用的是LM2675芯片，其電 路如圖8所示。本發(fā)明是基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線(xiàn)煤礦井下作業(yè)人員安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)主要用 于煤礦井下的溫度、濕度、瓦斯?jié)舛鹊葦?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、傳輸和處理；對(duì)出現(xiàn)的瓦斯事故進(jìn) 行預(yù)警和安全監(jiān)控支持；將井下環(huán)境參數(shù)和井下作業(yè)人員信息等數(shù)據(jù)在電子地圖上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；允許媒體和公眾遠(yuǎn)程訪問(wèn)和查詢(xún)有關(guān)信息。 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其 等效物界定。
權(quán)利要求
一種煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在于，包括煤礦井上的安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)、煤礦井下的ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)、連接煤礦井上井下的CAN網(wǎng)絡(luò)，所述的ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)包括ZigBee CAN網(wǎng)關(guān)、設(shè)置在煤礦巷道的固定節(jié)點(diǎn)和煤礦井下作業(yè)人員隨身攜帶的移動(dòng)終端，所述的固定節(jié)點(diǎn)將移動(dòng)終端發(fā)送的數(shù)據(jù)以及自身采集的數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee傳送至ZigBee CAN網(wǎng)關(guān)，所述的ZigBee CAN網(wǎng)關(guān)將這些數(shù)據(jù)通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)，所述的安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)對(duì)煤礦井下轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析最后得出要向井下發(fā)布的發(fā)布信息通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)往ZigBee CAN網(wǎng)關(guān)，所述的ZigBee CAN網(wǎng)關(guān)再將發(fā)布信息通過(guò)ZigBee發(fā)往指定的所述固定節(jié)點(diǎn)，所述的固定節(jié)點(diǎn)將發(fā)布信息發(fā)送到移動(dòng)終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在 于，所述的移動(dòng)終端包括一煤礦井下定位與管理裝置，所述的煤礦井下定位與管理裝置包 括功率放大電路，一能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)終端與固定節(jié)點(diǎn)間的通信的ZigBee收發(fā)器，基于RSSI的 定位算法能夠計(jì)算煤礦井下移動(dòng)終端與固定節(jié)點(diǎn)距離的微處理器和能夠顯示地面的安全 監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的指示與警告信息；所述的功率放大電路的輸入/輸出端連接ZigBee收發(fā)器的輸入/輸出端，所述的 ZigBee收發(fā)器的輸入/輸出端連接微處理器的第一輸入/輸出端，所述的微處理器第二輸 入/輸出端連接有顯示及報(bào)警單元的輸入/輸出端，所述的顯示及報(bào)警單元所述的微處理 器的第三輸入/輸出端連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的輸入/輸出端，所述的微處理器的一輸入端分 別連接身份識(shí)別單元的輸出端和定位單元的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在 于，所述微處理器為32位ARM微處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在 于，所述的顯示及報(bào)警單元設(shè)有圖形化的LCD顯示模塊和蜂鳴器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在 于，所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元采用的是大容量的SD卡。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在 于，所述的身份識(shí)別單元配備有RFID讀卡器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在 于，所述的32位ARM微處理器內(nèi)裝有傳感器，所述的傳感器是指紋傳感器、溫度傳感器、濕 度傳感器、瓦斯?jié)舛葌鞲衅髦械闹辽僖环N。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的是一種煤礦井下作業(yè)人員的安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)，包括井上的安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)、井下的ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)和CAN網(wǎng)絡(luò)，ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)包括ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)、固定節(jié)點(diǎn)和煤礦井下作業(yè)人員隨身攜帶的移動(dòng)終端；固定節(jié)點(diǎn)將移動(dòng)終端發(fā)送的數(shù)據(jù)以及自身采集的數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee傳送至ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)，ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)將這些數(shù)據(jù)通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)，安全監(jiān)控和信息管理網(wǎng)絡(luò)對(duì)煤礦井下轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析最后得出要向井下發(fā)布的發(fā)布信息，發(fā)布信息通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)往ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)，ZigBee-CAN網(wǎng)關(guān)再將發(fā)布信息通過(guò)ZigBee發(fā)往指定的固定節(jié)點(diǎn)，固定節(jié)點(diǎn)將發(fā)布信息發(fā)送到移動(dòng)終端。本發(fā)明確保作業(yè)人員的人身安全，降低事故發(fā)生，同時(shí)具有成本低、體積小、功耗低、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21F17/18GK101922310SQ20101020246
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者何堃, 寧建輝, 王莉莎, 郭宏, 陳巖 申請(qǐng)人:昆山諾金傳感技術(shù)有限公司;威海諾金傳感技術(shù)有限公司;北京鑫諾金傳感技術(shù)有限公司;北京鑫諾金電子科技發(fā)展有限公司;北京德思源電子科技發(fā)展有限公司