CN103068121A - 一种基于物联网的矿井智慧照明系统及控制方法 - Google Patents

一种基于物联网的矿井智慧照明系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

一种基于物联网的矿井智慧照明系统及控制方法，属于矿井智慧照明系统。该系统包括矿井照明灯、无线感知模块、RFID电子标签、矿井传输网络以及地面监控中心；每个矿井照明灯上均安装一个无线感知模块，这些无线感知模块可构成无线感知网络，感知附近的矿工和各种无线传感器信息，并通过矿井传输网与地面监控中心进行通信；每个矿工均携带有一个与无线感知模块相匹配的RFID电子标签，每个RFID电子标签定时发送具有唯一标识号的无线信号。感知网络使矿井照明灯具有智慧，能根据需要开启并在救灾时指示逃生方向。该系统结构简单、成本低、节约能源、智能化程度高，特别适合煤矿井下使用。感知网络使矿井照明灯具有智慧，能根据需要开启并在救灾时指示逃生方向。

Description

一种基于物联网的矿井智慧照明系统及控制方法
技术领域
本发明涉及矿井智慧照明系统及控制方法，尤其涉及一种基于物联网的矿井智慧照明系统及控制方法。
背景技术
物联网是通过各种传感技术、各种通讯手段和各种信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，由感知层、网络层和应用层组成。
煤炭工业是关系国家经济命脉的重要基础产业，支撑着国民经济持续高速发展。但是我国煤矿煤层赋存条件复杂、自然灾害类型多，绝大多数为地下开采，开采过程中，受到多种自然灾害的危害，安全生产难度非常大大。如今随着煤炭工业的迅速发展，煤炭安全工作愈加重要，物联网在煤矿中的应用也越来越广泛。
现有的煤矿巷道里一般每隔20米左右安装有一个矿井照明灯，这些矿井照明灯长期处于工作状态，照明能源存在很大浪费。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种结构简单、成本低、节约能源、智能化程度高的基于物联网的矿井智慧照明系统及控制方法。
为达到此目的，本发明采用以下技术方案：智慧照明系统包括矿井照明灯、无线感知模块、RFID电子标签、矿井传输网络和地面监控中心；每个矿井照明灯上均安装一个无线感知模块，每一个无线感知模块具有唯一的位置编号，每个矿工均携带有一个与无线感知模块相匹配的RFID电子标签，每一个RFID电子标签具有唯一的标识编号，所有无线感知模块通过矿井传输网络2与地面监控中心通讯。
所述的无线感知模块通过所连接矿井照明灯的供电系统进行供电；所述的无线感知模块可作为感知矿山的锚节点。
本发明的基于物联网的矿井智慧照明系统的控制方法，无线感知模块感知到RFID电子标签信息后，无线感知模块通过其开关量输出端控制所连接矿井照明灯开启；如无线感知模块未读取到RFID电子标签信息，矿井照明灯关闭；
每个矿工均携带有一个与无线感知模块相匹配的RFID电子标签，每个RFID电子标签定时发送具有唯一标识号的无线信号；
无线感知模块将感知到的RFID电子标签信息，加上各自的位置编号，由邻近无线感知模块相互转发出去，构成无线感知网络；无线感知网络将信息传输至矿井传输网络，由矿井传输网络传输至地面监控中心；
地面监控中心将接收到的数据进行汇总、分析及存储，并将汇总信息及分析结果以网页形式显示出来。
无线感知模块能够接收矿工的RFID电子标签标识号和移动设备的签标识号，若接收矿工的RFID电子标签标识号时则控制照明灯开启，若接收到移动设备的签标识号时则无需开启照明灯。
当煤矿井下遇到灾难时，地面监控中心发出信号，经矿井传输网络传输给无线感知网络，各无线感知模块相互转发信息，控制矿井照明灯通过流水灯方式指示矿工正确的逃生方向。
有益效果，由于采用了上述方案，利用照明灯合适的距离和具有固定能源供给的特点，很方便构成一个稳定可靠的无线感知网络，无线感知网络通过矿井传输网，将信息传输至地面监控中心，形成一个完整的通信系统；无线感知模块感知井下人员信息，控制矿井照明灯的工作状态。建立一套具有感知、控制的矿井智慧照明系统。优点有：该系统结构简单、成本低、节约能源、智能化程度高，特别适合煤矿井下使用。感知网络使矿井照明灯具有智慧，能根据需要开启并在救灾时指示逃生方向。
附图说明
图1是本发明的一种基于物联网的矿井智慧照明系统的结构示意图。
图中，1、地面监控中心；2、矿井传输网络；3、矿井照明灯；4、无线感知模块；5、RFID电子标签。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
实施例1：智慧照明系统包括矿井照明灯、无线感知模块、RFID电子标签、矿井传输网络和地面监控中心；每个矿井照明灯上均安装一个无线感知模块，每个矿工均携带有一个与无线感知模块相匹配的RFID电子标签，每一个RFID电子标签具有位置编号，所有无线感知模块通过矿井传输网络2与地面监控中心通讯。
所述的无线感知模块通过所连接矿井照明灯的供电系统进行供电；所述的无线感知模块可作为感知矿山的锚节点。
本发明的基于物联网的矿井智慧照明系统的控制方法：无线感知模块感知到RFID电子标签信息后，无线感知模块通过其开关量输出端控制所连接矿井照明灯开启；如无线感知模块未读取到RFID电子标签信息，矿井照明灯关闭；
每个矿工均携带有一个与无线感知模块相匹配的RFID电子标签，每个RFID电子标签定时发送具有唯一标识号的无线信号；
无线感知模块将感知到的RFID电子标签信息，加上各自的位置编号，由邻近无线感知模块相互转发出去，构成无线感知网络；无线感知网络将信息传输至矿井传输网络，由矿井传输网络传输至地面监控中心；
地面监控中心将接收到的数据进行汇总、分析及存储，并将汇总信息及分析结果以网页形式显示出来。
无线感知模块能够接收矿工的RFID电子标签标识号和移动设备的签标识号，若接收矿工的RFID电子标签标识号时则控制照明灯开启，若接收到移动设备的签标识号时则无需开启照明灯。
当煤矿井下遇到灾难时，地面监控中心发出信号，经矿井传输网络传输给无线感知网络，各无线感知模块相互转发信息，控制矿井照明灯通过流水灯方式指示矿工正确的逃生方向。
本发明实施例所提供的一种基于物联网的矿井智慧照明系统，包括：无线感知模块4与矿井照明灯3相连接，每个矿工均携带有一个与无线感知模块4相匹配的RFID电子标签5。
所述RFID电子标签5是有源、半有源或无源的RFID卡，每个RFID电子标签5定时发送具有唯一标识号的无线信号。
无线感知模块4利用所连接矿井照明灯3的供电系统进行供电。
无线感知模块4感知到RFID电子标签5信息后，通过其开关量输出端控制所连接矿井照明灯3开启；如无线感知模块4未读取到RFID电子标签5信息则无需开启矿井照明灯3；
无线感知模块4感知RFID电子标签5信息，并加上各自的位置编号，由邻
近无线感知模块相互转发信息，构成无线感知网络；无线感知网络将信息传输至矿井传输网络2，由矿井传输网络2传输至地面监控中心1；
地面监控中心1将接收到的数据进行汇总、分析及存储，并将汇总信息及分析结果以网页形式显示出来。
无线感知模块4根据接收到的RFID电子标签5的标识号，可感知矿工和移动设备（如机车），若为矿工则控制照明灯开启，若为移动设备则无需开启照明灯。
当煤矿井下遇到灾难时，地面监控中心1发出信号，经矿井传输网络传输2给无线感知网络，各无线感知模块4相互转发信息，控制矿井照明灯3通过流水灯方式指示矿工正确的逃生方向。  

Claims (5)

1.一种基于物联网的矿井智慧照明系统，其特征是：智慧照明系统包括矿井照明灯、无线感知模块、RFID电子标签、矿井传输网络和地面监控中心；每个矿井照明灯上均安装一个无线感知模块，每一个无线感知模块具有唯一的位置编号，每个矿工均携带有一个与无线感知模块相匹配的RFID电子标签，每一个RFID电子标签具有唯一的标识编号，所有无线感知模块通过矿井传输网络与地面监控中心通讯。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的矿井智慧照明系统，其特征是：所述的无线感知模块通过所连接矿井照明灯的供电系统进行供电。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的矿井智慧照明系统，其特征是：无线感知模块可作为感知矿山的锚节点。
4.一种实现基于物联网的矿井智慧照明系统的控制方法，其特征是：无线感知模块感知到RFID电子标签信息后，无线感知模块通过其开关量输出端控制所连接矿井照明灯开启；如无线感知模块未读取到RFID电子标签信息，矿井照明灯关闭；
每个矿工均携带有一个与无线感知模块相匹配的RFID电子标签，每个RFID电子标签定时发送具有唯一标识号的无线信号；
无线感知模块将感知到的RFID电子标签信息，加上各自的位置编号，由邻近无线感知模块相互转发出去，构成无线感知网络；无线感知网络将信息传输至矿井传输网络，由矿井传输网络传输至地面监控中心；
地面监控中心将接收到的数据进行汇总、分析及存储，并将汇总信息及分析结果以网页形式显示出来。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的矿井智慧照明系统的方法，其特征是：无线感知模块能够接收矿工的RFID电子标签标识号和移动设备的签标识号，若接收矿工的RFID电子标签标识号时则控制照明灯开启，若接收到移动设备的签标识号时则无需开启照明灯；
当煤矿井下遇到灾难时，地面监控中心发出信号，经矿井传输网络传输给无线感知网络，各无线感知模块相互转发信息，控制矿井照明灯通过流水灯方式指示矿工正确的逃生方向。
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