CN102331723A

CN102331723A - 井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机

Info

Publication number: CN102331723A
Application number: CN201110115796A
Authority: CN
Inventors: 武越
Original assignee: Angola Ttk (beijing) Research Institute Of Safety Technology
Current assignee: Angola Ttk (beijing) Research Institute Of Safety Technology
Priority date: 2011-05-05
Filing date: 2011-05-05
Publication date: 2012-01-25

Abstract

本发明是关于一种井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，所述装置包括：防爆结构外壳、主板、接口组、通信模块、电源管理模块、显示模块、以及操作控制面板等。主板设置于防爆结构外壳的内部空间中；接口组包括多个接口，各接口均与主板连接，主板通过接口组与井下移动救生舱或固定避难硐室的被监测控制的电子设备进行信息传输；通信模块与主板连接，主板通过通信模块与井上的安全监控系统进行信息传输；电源管理模块用于为主机装置中的用电元件提供电力资源；显示模块与主板连接；操作控制面板与主板连接，用于为主板提供用户输入信息。利用本发明提供的上述技术方案能够为煤矿等行业设置井下移动救生舱或固定避难硐室，非常适于实用。

Description

井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机

技术领域

本发明涉及一种监测控制技术，特别是涉及一种井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置。

背景技术

目前，国内的井下安全生产事故频发。历年来由于井下安全生产事故所造成的死亡人数是非常客观的。

为确保人民的生命安全，国家要求各煤矿等企业建设井下六大安全系统，以尽可能的降低井下安全生产事故所造成的危害。

发明人在实现本发明过程中发现：我国在建设井下移动救生舱或固定避难硐室的经验是非常有限的。

有鉴于上述现有的建设井下六大安全系统的需求，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，能够满足现有的建设井下六大安全系统的需求，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，为满足建设井下六大安全系统的需求，而提供一种新型结构的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，所要解决的技术问题是，为煤矿等行业设置井下移动救生舱或固定避难硐室，非常适于实用。

本发明的目的以及解决其技术问题可以采用以下的技术方案来实现。

依据本发明提出的一种井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，所述主机装置包括：防爆结构外壳；主板，设置于所述防爆结构外壳的内部空间中；接口组，包括多个接口，各接口均与所述主板连接，所述主板通过所述接口组与所述井下移动救生舱或固定避难硐室的被监测控制的电子设备进行信息传输；通信模块，与所述主板连接，所述主板通过所述通信模块与井上的安全监控系统进行信息传输；电源管理模块，用于为所述主机装置中的用电元件提供电力资源；显示模块，与所述主板连接；操作控制面板，与所述主板连接，用于为所述主板提供用户输入信息。

本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

较佳的，前述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其中所述主板包括：集成有看门狗电路的主板，或者所述主板外接有看门狗电路。

较佳的，前述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其中所述主板安装有嵌入式操作系统，且所述主板包括：中央处理器、存储器、以及输入输出外围电路。

较佳的，前述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其中所述主板通过所述接口组与井下移动救生舱或固定避难硐室的被监测控制的多参数传感器、供氧设备、压风设备、有毒有害气体清除设备、二氧化碳CO₂处理设备、降温除湿设备、供电设备、照明设备中的至少一个连接。

较佳的，前述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其中，所述接口组所包含的接口的类型包括：RS232/RS485串行接口、CAN总线接口、模拟量接口、开关量接口、USB接口、网络接口、光纤接口。

较佳的，前述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其中所述显示模块包括：LCD触摸屏，且所述LCD触摸屏的屏幕上设置有防爆装置。

较佳的，前述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其中所述电源管理模块包括：

电源切换模块，用于控制所述电源管理模块基于交流电或者蓄电池为所述主机装置中的用电元件提供电力资源；

变压模块，用于根据所述电源切换模块的控制将交流电或者蓄电池提供的直流电转换为主机装置中的用电元件所需要的电源电压；

充电控制模块，用于控制蓄电池的充电过程。

较佳的，前述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其中所述主机装置还包括：一端与所述主板连接且另一端与通话设备连接的音频接口，所述通话设备通过所述音频接口、主板、以及通信模块与井上的安全监控系统进行语音信息交互。

较佳的，前述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其中所述主机装置还包括：

一端与所述主板连接且另一端与摄像设备连接的视频接口，所述摄像设备摄取的图像通过所述视频接口、主板、以及通信模块传输至井上的安全监控系统。

较佳的，前述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其中所述主机装置还包括：外接于所述主板的存储设备，且所述存储设备包括：U盘或者移动硬盘。

借由上述技术方案，本发明的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置至少具有下列优点及有益效果：通过为主机装置设置防爆结构外壳，有效保证了主机装置的安全性；通过利用接口组使设置在井下的电子设备(如多参数传感器等)可以与主板进行信息交互，使主机装置不但可以获取设置在井下的电子设备所监测到的数据，还能够对电子设备进行控制，有效保证了井下移动救生舱或固定避难硐室的安全；通过利用通信模块使主板与井上的安全监控系统可以进行信息传输，不但保证了井下与井上的沟通，还能够使井上清楚明了的掌握井下的具体情况，使救援更加有目的性。

综上所述，本发明在技术上有显著的进步，具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置的具体实施方式、结构、流程、特征及其功效，详细说明如后。

图1示出了本发明具体实施例的一种井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，该主机装置包括：防爆结构外壳(为清楚的展示该主机装置的结构，图中未示出该防爆结构外壳)、主板S2、接口组S3、通信模块S6、电源管理模块S1、显示模块S4、以及操作控制面板S9。另外，该主机装置还可以包括：存储设备S5、视频接口S7、以及音频接口S8。

防爆结构外壳主要用于保护主板。防爆结构外壳可以根据主板的具体形状合理设计。该防爆结构外壳应考虑到主板的散热性能、抗干扰(如抗电磁干扰)性能、防火性能、防爆性能、防尘性能、防水性能、以及防潮性能等多方面，以保证主板能够适应井下的恶劣环境工作。

主板S2设置于防爆结构外壳的内部空间中。该主板S2中安装有嵌入式操作系统以及应用软件，该应用软件包括：针对井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制软件等等。通过嵌入式操作系统和应用软件可以实现系统诊断、初始化各个模块和外接电子设备状态、以及数据采集和控制处理等操作。上述系统诊断如检测主机装置存在的故障、以及提供处理建议等。

主板S2可以具体包括：中央处理器、存储器、以及输入输出外围电路等。该中央处理器可以为高性能处理器，该输入输出外围电路如为中央处理器和存储器提供输入输出通道的电路等。

主板S2中可以集成设置有看门狗电路，主板S2也可以外接看门狗电路，该看门狗电路可以在主机装置发生死机等故障(主机装置不能够正常工作)时，触发主机装置重新启动，从而保证主机装置的正常运行。

另外，主板S2中运行的嵌入式操作系统以及应用软件可以通过井上安全监控系统进行升级。

接口组S3与主板S2连接，接口组S3可以集成设置在主板S2上。接口组S3也可以容纳在防爆结构外壳中，但是，防爆结构外壳应预留可以供插头插入接口组S3的开孔。

接口组S3包括多个接口，各接口均与主板S2连接，主板S2通过接口组S3与井下移动救生舱或固定避难硐室的被监测控制的电子设备进行信息传输；即在井下安装的被监测控制的电子设备通过接口组S3与主板连接，从而主板可以接收到外接的电子设备传输来的监测数据，并可以向电子设备发送控制命令。接口组S3包括的各个接口都可以采取光电隔离或者抗干扰技术，以保证数据交互的稳定性和可靠性。与接口组S3连接的电子设备可以具体为多参数传感器、供氧设备、压风设备、有毒有害气体清除设备、CO₂处理设备、降温除湿设备(如空调等)、供电设备、照明设备中的一个或者多个。本实施例不限制通过接口组S3与主板连接的电子设备的具体表现形式。

利用设置在过渡舱、生存舱、以及舱外的多个多参数传感器，主板S2可以通过接口组S3接收到过渡舱、生存舱及舱外的CO、CO₂、CH₄、O₂、温度、湿度、以及压力等数据，这样，主板S2可以根据接收到的监测数据对供氧设备、压风设备、有毒有害气体清除设备、CO₂处理设备、降温除湿设备、供电设备、以及照明设备等进行开启关停等工作状态和工作过程的控制，从而保证过渡舱、生存舱、以及舱外能够提供安全的生存环境。

为保证主板S2可以与不同类型的电子设备进行信息交互，本发明中的接口组S3所包含的接口的类型具体可以包括：RS232/RS485串行接口、CAN总线接口、模拟量接口、开关量接口、USB接口、网络接口、以及光纤接口等。上述模拟量接口即传输电压、电流、或者频率信号的接口。上述开关量接口即传输开启关闭电子设备信号的接口。

通信模块S6与主板S2连接，主板S2通过通信模块S6与井上的安全监控系统进行信息传输。该通信模块S6与井下传输网络连接，该井下传输网络可以为星形传输网络、树形传输网络、或者环形传输网络等。

通信模块S6可以实现将接口组S3中的RS485接口、网络接口、以及光纤接口与井下传输网络连接，即主板通过RS485接口、网络接口、以及光纤接口接收到的数据可以通过通信模块S6和井下传输网络传输至井上的安全监控系统(如煤矿安全监控系统)，且主板通过通信模块接收到的井上的安全监控系统传输来的数据可以通过RS485接口、网络接口、以及光纤接口传输至相应的外接电子设备。

电源管理模块S1为主机装置中的各用电元件提供电力资源。电源管理模块S1外接井下供电电源(即交流电)和蓄电池。电压管理模块S1在通电启动后，将供电电压转换为主机装置需要的多组电压，以保障主机装置的正常运行。在井下供电电源正常的情况下，上述供电电压为交流电的供电电压，在井下供电电源处于异常的情况下，上述供电电压为蓄电池的供电电压。电源管理模块S1还可以对蓄电池的充电过程进行控制。

电源管理模块S1可以具体包括：电源切换模块、变压模块、以及充电控制模块。

电源切换模块主要用于控制电源管理模块S1基于交流电为主机装置中的用电元件提供电力资源，还是基于蓄电池为主机装置中的用电元件提供电力资源。

变压模块主要用于根据电源切换模块的控制将交流电或者蓄电池提供的直流电转换为主机装置中的用电元件所需要的一组电源电压。

充电控制模块主要用于控制蓄电池的充电过程，即在井下供电电源正常且蓄电池处于亏电状态的情况下，利用交流电为蓄电池进行充电，在蓄电池充电完成的情况下，停止为蓄电池充电的过程。

显示模块S4与主板S2连接。显示模块S4主要用于显示数据，如显示所有多参数传感器传输来的监测数据、电子设备的工作状态、以及用户通过操作控制面板输出的信息等等。

该显示模块S4可以具体为LCD触摸屏。本实施例可以在LCD触摸屏的屏幕上设置防爆装置如防爆玻璃等，以提高显示模块S4的安全性。

操作控制面板S9与主板连接。操作控制面板S9可以具体为键盘、鼠标、或者摇杆手柄等。用户通过操作控制面板S9可以输入控制命令，从而用户可以通过手动输入实现电子设备的控制等操作。操作控制面板S9上可以设置保护膜，以确保操作控制面板的防尘、防潮、以及防水等性能。

音频接口S8的一端与主板S2连接，音频接口S8的另一端与通话设备连接。该通话设备如位于移动救生舱内的固定电话等。通话设备通过音频接口S8、主板S2、以及通信模块S6可以与井上的安全监控系统进行语音信息交互，即井下与井上可以实现语音对话。

视频接口S7的一端与主板S2连接，视频接口S7的另一端与摄像设备连接。该摄像设备可以为IP摄像设备。该摄像设备摄取的被监控区域的图像可以通过视频接口S7、主板S2、以及通信模块S6传输至井上的安全监控系统。

存储设备S5外接于主板S2。主板S2可以将音频数据、视频数据、以及多参数传感器等传输来的监测数据存储到存储设备S5中，例如，在蓄电池供电的情况下，主板S2可以将音频数据和视频数据存储在存储设备S5中。该存储设备S5可以为U盘，也可以为移动硬盘等存储介质。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其特征在于，所述主机装置包括：

防爆结构外壳；

主板，设置于所述防爆结构外壳的内部空间中；

接口组，包括多个接口，各接口均与所述主板连接，所述主板通过所述接口组与所述井下移动救生舱或固定避难硐室的被监测控制的电子设备进行信息传输；

通信模块，与所述主板连接，所述主板通过所述通信模块与井上的安全监控系统进行信息传输；

电源管理模块，用于为所述主机装置中的用电元件提供电力资源；

显示模块，与所述主板连接；

操作控制面板，与所述主板连接，用于为所述主板提供用户输入信息。

2.如权利要求1所述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其特征在于，所述主板包括：集成有看门狗电路的主板，或者所述主板外接有看门狗电路。

3.如权利要求1所述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其特征在于，所述主板安装有嵌入式操作系统，且所述主板包括：中央处理器、存储器、以及输入输出外围电路。

4.如权利要求1所述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其特征在于，所述主板通过所述接口组与井下移动救生舱或固定避难硐室的被监测控制的多参数传感器、供氧设备、压风设备、有毒有害气体清除设备、二氧化碳CO₂处理设备、降温除湿设备、供电设备、照明设备中的至少一个连接。

5.如权利要求1所述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其特征在于，所述接口组所包含的接口的类型包括：RS232/RS485串行接口、CAN总线接口、模拟量接口、开关量接口、USB接口、网络接口、光纤接口。

6.如权利要求1所述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其特征在于，所述显示模块包括：LCD触摸屏，且所述LCD触摸屏的屏幕上设置有防爆装置。

7.如权利要求1所述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其特征在于，所述电源管理模块包括：

充电控制模块，用于控制蓄电池的充电过程。

8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其特征在于，所述主机装置还包括：一端与所述主板连接且另一端与通话设备连接的音频接口，所述通话设备通过所述音频接口、主板、以及通信模块与井上的安全监控系统进行语音信息交互。

9.如权利要求1至7中任一权利要求所述的井下移动救生舱或固定避难硐室处的监测控制系统的主机装置，其特征在于，所述主机装置还包括：一端与所述主板连接且另一端与摄像设备连接的视频接口，所述摄像设备摄取的图像通过所述视频接口、主板、以及通信模块传输至井上的安全监控系统。

10.如权利要求1至7中任一权利要求所述的井下移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统的主机装置，其特征在于，所述主机装置还包括：外接于所述主板的存储设备，且所述存储设备包括：U盘或者移动硬盘。