基于移動設備的礦用井下安全監(jiān)控系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于RFID定位的礦用井下安全監(jiān)控系統，包括智能口罩、礦井后臺服務器，井下信息及其接收裝置，所述的井下信息及其接收裝置包括RFID信息采集器、無線模塊；所述的智能口罩包括面罩本體，面罩本體安裝有彈性固定帶，面罩本體的外部設有過濾嘴，面罩本體的外部內部設有語音識別模塊、瓦斯傳感器、電池和中央處理器,面罩本體的外側還安裝有顯示裝置，用于顯示語音識別模塊轉化成的文字，所述的口罩本體還安裝有噪聲傳感器和數據傳輸和接收模塊、報警模塊、RFID標簽、指紋識別模塊；所述的礦井后臺服務器具有數據庫，所述的數據庫儲存礦工指紋信息、礦工佩戴智能口罩時上傳的地理坐標數據信息以及所在地理環(huán)境的瓦斯?jié)舛刃畔ⅰ?br>【專利說明】
基于移動設備的礦用井下安全監(jiān)控系統
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于移動設備的礦用井下安全監(jiān)控系統。
【背景技術】
[0002]我國作為一個產煤大國，煤礦數量眾多，同時我國也是一個礦難大國，據統計我國每年生產的煤大概占世界的35%，但在煤礦事故死亡人數上卻占約80%。因此如何能夠有效控制煤礦礦難的發(fā)生以及礦難發(fā)生后進行有效救援成為煤炭生產企業(yè)特別關心的問題，
在實際生產過程中，很對礦難的產生并不是完全由于環(huán)境因素造成的，而且由于人為因素造成的，因此如何能夠實現對井下礦工的實時監(jiān)測、跟蹤管理成為目前礦井管理的難點?，F有的礦井監(jiān)測監(jiān)控綜合系統一般只能對礦井內的環(huán)境進行實時監(jiān)測，并不能對礦工在井下的活動、分布情況進行監(jiān)測。特別是在礦難發(fā)生時，在進行救援過程中，很難確定礦工的具體位置，這樣就給救援工作帶來極大的困難，由于救援工作不能做到有的放矢，使得救援工作變得非常困難，很多礦工往往因為得不到及時救援而失去生命。同時礦工下井需要佩戴防護口罩，如何將礦工佩戴的移動設備與煤礦監(jiān)測相結合，這種創(chuàng)新系統還沒有相應的報道。

【發(fā)明內容】

[0003]針對上述現有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種基于移動設備的礦用井下安全監(jiān)控系統基于礦工佩戴的智能口罩實時上傳瓦斯?jié)舛?，別且實時分析瓦斯?jié)舛茸兓笈_服務器通過對比能夠實時的預警。
[0004]為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種基于移動設備的礦用井下安全監(jiān)控系統，
包括智能移動設備、礦井后臺服務器，井下信息接收及其發(fā)送裝置，
所述的井下信息接收及其發(fā)送裝置包括RFID信息采集器、無線模塊，所述的智能移動設備安裝有瓦斯傳感器、RFID標簽以及指紋識別模塊，所述的智能移動設備包括智能手表、智能口罩或者智能手機。
[0005]所述的智能口罩包括面罩本體，面罩本體安裝有彈性固定帶，面罩本體的外部設有過濾嘴，面罩本體的外部內部設有語音識別模塊、電池和中央處理器，面罩本體的外側還安裝有顯示裝置，用于顯示語音識別模塊轉化成的文字，所述的口罩本體還安裝有噪聲傳感器和數據傳輸和接收模塊、報警模塊；
所述的礦井后臺服務器具有數據庫，所述的數據庫儲存礦工指紋信息、礦工佩戴智能口罩時上傳的地理坐標數據信息以及所在地理環(huán)境的瓦斯?jié)舛刃畔ⅰ?br>[0006]瓦斯傳感器對井下的瓦斯?jié)舛冗M行實時監(jiān)測，并每隔5秒將采集的信息上傳至礦用后臺服務器，礦用后臺服務器存儲所述的采集信息，
采集的信息包括瓦斯?jié)舛纫约八诘牡乩砦恢眯畔?，礦用后臺服務器將采集的信息進行比對判斷，用于識別瓦斯是否異常；
所述的判斷包括:判斷一定時間內，采集的瓦斯?jié)舛鹊淖兓?br> 判斷同樣坐標地理環(huán)境，不同時間的瓦斯?jié)舛茸兓?br>[0007]當智能口罩的噪聲傳感器測得的環(huán)境分貝值小于設定闞值時，語音識別模塊不工作，當噪聲傳感器測得的環(huán)境分貝值大于設定闞值時，語音識別模塊自行工作，將使用者的說話識別成文字顯示在顯示裝置。
[0008]智能口罩的過濾嘴包括兩個紡布層以及夾在之間的過濾層。
[0009]智能口罩的面罩本體的貼臉側邊緣設有至少6個電容觸摸點，中央處理器設置權限，當有3個電容觸摸點被觸發(fā)時，中央處理器記憶工作時間。
[0010]a獲得瓦斯異常變化報警級別將瓦斯異常變化報警級別提前錄入礦井后臺服務的數據庫中b.通過瓦斯傳感器獲得工作面瓦斯的數據對瓦斯傳感器的數據進行判斷去除無效的數據分析瓦斯傳感器的有效數據獲得瓦斯基準數據c.通過瓦斯傳感器獲得工作面瓦斯的當前有效數據根據提前錄入的瓦斯異常變化報警級別分析當前有效數據在瓦斯基準數據基礎上的變化及瓦斯突變情況識別瓦斯異常。
[0011]步驟a中瓦斯異常變化報警級別包括瓦斯變化率異常變化報警級別和瓦斯絕對值異常變化報警級別.步驟b中瓦斯基準數據包括瓦斯變化率基準值和瓦斯絕對值;所述瓦斯變化率基準值通過分析當前時間之前的七天的瓦斯傳感器的有效數據獲得根據提前錄入的瓦斯變化率異常變化報警級別分析當前有效數據在瓦斯變化率基準值基礎上的變化率是否異常若變化率異常則輸出瓦斯異常;所述瓦斯絕對值為瓦斯傳感器獲得的當前有效數據的前一有效數據根據提前錄入的瓦斯絕對值異常變化報警級別分析當前有效數據與瓦斯絕對值的變化量是否異常若變化量異常則輸出瓦斯異常。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明模塊圖。
[0013]圖2為智能立體圖。
[0014]圖3為智能口罩側視圖。
[0015]圖4為智能模塊示意圖。
[0016]圖中:1、面罩本體，2、彈性固定帶，3、過濾嘴，4、顯示裝置，5、電容觸摸點。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖1對本發(fā)明作進一步說明。
[0018]如圖1-4所示，一種基于移動設備的礦用井下安全監(jiān)控系統，一種基于移動設備的礦用井下安全監(jiān)控系統，
包括智能移動設備、礦井后臺服務器，井下信息及其接收裝置，礦井后臺服務器通過CAN總線與井下信息及其接收裝置連接，井下信息及其接收裝置有多個，分布在井下多個位置。
[0019]所述的井下信息及其接收裝置包括RFID信息采集器、無線模塊；
智能移動設備具有瓦斯傳感器、中央處理器以及指紋識別模塊，智能移動設備可以是智能手表、智能手機以及智能口罩，下面列舉智能手套為例，
所述的智能口罩包括面罩本體，面罩本體安裝有彈性固定帶，面罩本體的外部設有過濾嘴，面罩本體的外部內部設有語音識別模塊、瓦斯傳感器、電池和中央處理器，面罩本體的外側還安裝有顯示裝置，用于顯示語音識別模塊轉化成的文字，所述的口罩本體還安裝有噪聲傳感器和數據傳輸和接收模塊、報警模塊、指紋識別模塊、RFID標簽;能夠對佩戴智能口罩的員工實時定位，
所述的礦井后臺服務器具有數據庫，所述的數據庫儲存礦工指紋信息、礦工佩戴智能口罩時上傳的地理坐標數據信息以及所在地理環(huán)境的瓦斯?jié)舛刃畔?。員工通過指紋識別模塊激活只能口罩，使得礦井后臺服務器能夠通過指紋識別不同礦工的工作活動情況。
[0020]智能口罩中的瓦斯傳感器對井下的瓦斯?jié)舛冗M行實時監(jiān)測，并每隔5秒將采集的信息通過數據傳輸和接收模塊上傳至礦用后臺服務器，礦用后臺服務器存儲所述的采集信息，
采集的信息包括瓦斯?jié)舛纫约八诘牡乩砦恢眯畔?，礦用后臺服務器將采集的信息進行比對判斷，用于識別瓦斯是否異常；
所述的判斷包括:判斷一定時間內，采集的瓦斯?jié)舛鹊淖兓?br> 判斷同樣坐標地理環(huán)境，不同時間的瓦斯?jié)舛茸兓?br>[0021 ]比如礦工在a地點時，礦工佩戴的智能口罩的瓦斯傳感器會采集礦工的地理地點a以及a地點的瓦斯?jié)舛?，將信息傳送至礦用后臺服務器，礦用后臺服務器會分析a地點的瓦斯?jié)舛纫约芭R近上傳地點b點的瓦斯?jié)舛?，相比較兩者的瓦斯數值，別且礦用后臺服務器還會調取過去7天a地點的瓦斯?jié)舛?，與實時a地點的瓦斯?jié)舛葘Ρ龋纬赏咚節(jié)舛却髷祿?，用于預防瓦斯危害，當瓦斯異常時，礦用后臺服務器會發(fā)送指令給智能口罩，提醒礦工。
[0022]當智能口罩的噪聲傳感器測得的環(huán)境分貝值小于設定闞值時，語音識別模塊不工作，當噪聲傳感器測得的環(huán)境分貝值大于設定闞值時，語音識別模塊自行工作，將使用者的說話識別成文字顯示在顯示裝置，方便溝通。
[0023]智能口罩的過濾嘴包括兩個紡布層以及夾在之間的過濾層。
[0024]智能口罩的面罩本體的貼臉側邊緣設有至少6個電容觸摸點，中央處理器設置權限，當有3個電容觸摸點被觸發(fā)時，中央處理器記憶工作時間。
[0025]a獲得瓦斯異常變化報警級別將瓦斯異常變化報警級別提前錄入礦井后臺服務的數據庫中b.通過瓦斯傳感器獲得工作面瓦斯的數據對瓦斯傳感器的數據進行判斷去除無效的數據分析瓦斯傳感器的有效數據獲得瓦斯基準數據c.通過瓦斯傳感器獲得工作面瓦斯的當前有效數據根據提前錄入的瓦斯異常變化報警級別分析當前有效數據在瓦斯基準數據基礎上的變化及瓦斯突變情況識別瓦斯異常。
[0026]步驟a中瓦斯異常變化報警級別包括瓦斯變化率異常變化報警級別和瓦斯絕對值異常變化報警級別.步驟b中瓦斯基準數據包括瓦斯變化率基準值和瓦斯絕對值;所述瓦斯變化率基準值通過分析當前時間之前的七天的瓦斯傳感器的有效數據獲得根據提前錄入的瓦斯變化率異常變化報警級別分析當前有效數據在瓦斯變化率基準值基礎上的變化率是否異常若變化率異常則輸出瓦斯異常;所述瓦斯絕對值為瓦斯傳感器獲得的當前有效數據的前一有效數據根據提前錄入的瓦斯絕對值異常變化報警級別分析當前有效數據與瓦斯絕對值的變化量是否異常若變化量異常則輸出瓦斯異常.。
[0027]所述的過濾嘴包括兩個紡布層以及夾在之間的過濾層，其中過濾層為石墨烯炭過濾層，制作工藝如下:用取氧化石墨稀液溶液，超導炭黑材料EC600JD制備混合液，
裝好抽濾裝置，在濾膜上放上軟碳布，取混合溶液進行抽濾，抽濾干后再放一層軟碳布，再加混合液進行抽濾，最終得到以碳纖維為骨架的石墨烯復合膜，
其中混合液由氧化石墨烯液溶液和超導炭黑材料EC600JD制備，質量比為8:1，振蕩15min，超聲5min，重復振蕩超聲5次，得到混合液，將此實施例的石墨烯復合膜在TSI8130型測試儀上進行測試，采用測試粒子為0.3ym，經測試過濾效率96%。
[0028]另一實施例，與上述區(qū)別在于混合液由氧化石墨烯液溶液和超導炭黑材料EC600JD制備，質量比為7:1，將此實施例的石墨烯復合膜在TSI8130型測試儀上進行測試，采用測試粒子為0.3μπι，經測試過濾效率98%。
[0029]對比例I，與上述區(qū)別在于混合液由氧化石墨烯液溶液和超導炭黑材料EC600JD制備，質量比為5:1，試驗得出石墨烯復合膜在TSI8130型測試儀上進行測試，采用測試粒子為
0.3μπι，經測試過濾效率78%。
[0030]對比例2，與上述區(qū)別在于混合液由氧化石墨烯液溶液和超導炭黑材料EC600JD制備，質量比為4:1，試驗得出石墨烯復合膜在TSI8130型測試儀上進行測試，采用測試粒子為
0.3μπι，經測試過濾效率76%。
[0031]對比例3，與上述區(qū)別在于混合液由氧化石墨烯液溶液和超導炭黑材料EC600JD制備，質量比為10:1，試驗得出石墨烯復合膜在TSI8130型測試儀上進行測試，采用測試粒子為0.3μπι，經測試過濾效率64%。
[0032]面罩本體的貼臉側邊緣設有至少6個電容觸摸點，中央處理器設置權限，當有3個電容觸摸點被觸發(fā)時，中央處理器記憶工作時間，設置此種邏輯主要是防止雙手拿著口罩時，無觸碰到電容觸摸點。
[0033]當帶上口罩時，臉部肌膚觸摸至少三個電容觸摸點，一般情況都會全部觸碰到電容觸摸點，中央處理器處于工作狀態(tài)，并記憶工作時間，一般的過濾嘴都有建議使用時間長短，比如建議工作累計時間為60小時，
當工作時間累計達到60小時后，中央處理器提醒使用者更換過濾嘴。
【主權項】
1.一種基于移動設備的礦用井下安全監(jiān)控系統， 其特征包括智能移動設備、礦井后臺服務器，井下信息接收及其發(fā)送裝置， 所述的井下信息接收及其發(fā)送裝置包括RFID信息采集器、無線模塊，所述的智能移動設備安裝有瓦斯傳感器、RFID標簽以及指紋識別模塊，所述的智能移動設備包括智能手表、智能口罩或者智能手機。2.根據權利要求1所述的一種基于移動設備的礦用井下安全監(jiān)控系統，其特征在于，所述的智能口罩包括面罩本體，面罩本體安裝有彈性固定帶，面罩本體的外部設有過濾嘴，面罩本體的外部內部設有語音識別模塊、電池和中央處理器，面罩本體的外側還安裝有顯示裝置，用于顯示語音識別模塊轉化成的文字，所述的口罩本體還安裝有噪聲傳感器和數據傳輸和接收模塊、報警模塊； 所述的礦井后臺服務器具有數據庫，所述的數據庫儲存礦工指紋信息、礦工佩戴智能口罩時上傳的地理坐標數據信息以及所在地理環(huán)境的瓦斯?jié)舛刃畔ⅰ?.根據權利要求1所述的一種基于移動設備的礦用井下安全監(jiān)控系統，其特征在于，瓦斯傳感器對井下的瓦斯?jié)舛冗M行實時監(jiān)測，并每隔5秒將采集的信息上傳至礦用后臺服務器，礦用后臺服務器存儲所述的采集信息， 采集的信息包括瓦斯?jié)舛纫约八诘牡乩砦恢眯畔ⅲV用后臺服務器將采集的信息進行比對判斷，用于識別瓦斯是否異常； 所述的判斷包括:判斷一定時間內，采集的瓦斯?jié)舛鹊淖兓?判斷同樣坐標地理環(huán)境，不同時間的瓦斯?jié)舛茸兓?.根據權利要求2所述的一種基于移動設備的礦用井下安全監(jiān)控系統，其特征在于，當智能口罩的噪聲傳感器測得的環(huán)境分貝值小于設定闞值時，語音識別模塊不工作，當噪聲傳感器測得的環(huán)境分貝值大于設定闞值時，語音識別模塊自行工作，將使用者的說話識別成文字顯示在顯示裝置。5.根據權利要求2所述的一種基于移動設備的礦用井下安全監(jiān)控系統，其特征在于，智能口罩的過濾嘴包括兩個紡布層以及夾在之間的過濾層。6.根據權利要求1所述的一種基于移動設備的礦用井下安全監(jiān)控系統，其特征在于，智能口罩的面罩本體的貼臉側邊緣設有至少6個電容觸摸點，中央處理器設置權限，當有3個電容觸摸點被觸發(fā)時，中央處理器記憶工作時間。7.根據權利要求1所述的一種基于移動設備的礦用井下安全監(jiān)控系統，其特征在于，a獲得瓦斯異常變化報警級別將瓦斯異常變化報警級別提前錄入礦井后臺服務的數據庫中b.通過瓦斯傳感器獲得工作面瓦斯的數據對瓦斯傳感器的數據進行判斷去除無效的數據分析瓦斯傳感器的有效數據獲得瓦斯基準數據c.通過瓦斯傳感器獲得工作面瓦斯的當前有效數據根據提前錄入的瓦斯異常變化報警級別分析當前有效數據在瓦斯基準數據基礎上的變化及瓦斯突變情況識別瓦斯異常。8.根據權利要求7所述的一種基于移動設備的礦用井下安全監(jiān)控系統，其特征在于，步驟a中瓦斯異常變化報警級別包括瓦斯變化率異常變化報警級別和瓦斯絕對值異常變化報警級別.步驟b中瓦斯基準數據包括瓦斯變化率基準值和瓦斯絕對值;所述瓦斯變化率基準值通過分析當前時間之前的七天的瓦斯傳感器的有效數據獲得根據提前錄入的瓦斯變化率異常變化報警級別分析當前有效數據在瓦斯變化率基準值基礎上的變化率是否異常若變化率異常則輸出瓦斯異常;所述瓦斯絕對值為瓦斯傳感器獲得的當前有效數據的前一有效數據根據提前錄入的瓦斯絕對值異常變化報警級別分析當前有效數據與瓦斯絕對值的變化量是否異常若變化量異常則輸出瓦斯異常。
【文檔編號】E21F17/18GK105840240SQ201610228454
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】孫欣
【申請人】孫欣