CN104092990A - 一种移动手持终端的井下人员监控系统 - Google Patents

Abstract

一种移动手持终端的井下人员监控系统，包括两个以上的用于井下人员随身携带的移动终端、两个以上的固定于井下的井下监控服务结点和一个井上的中心监控平台，移动终端和井下监控服务结点无线连接，井下监控服务结点和中心监控平台无线连接，本发明具有容易部署，灵活性强，低功耗，成本较低的优点，能够较好的满足井下人员管理要求，方便煤矿企业实时掌握矿井安全信息。

Description

一种移动手持终端的井下人员监控系统

技术领域

本发明涉及煤矿井下监控领域，具体涉及一种移动手持终端的井下人员监控系统。

背景技术

煤矿井下生成作业通常远离地面，井下环境复杂，危险程度高，对井下人员的管理尤为重要，主要包括人员环境检测、人员实时签到跟踪等。目前对于井下人员监控已经有相关系统的支持与应用，但从效果来看，主要存在的问题有：

(1)目前现有的煤矿井下人员监控平台主要以PC机为主的传统视频监控系统，体积大、部署复杂，成本较高，灵活性差，而且不能够同时对视频、语音、签到综合处理，对煤炭企业投入成本要求较高。这是由于视频监控涉及到图像处理要求大量的数据运算，增加了系统的运行成本。

(2)小型化设备功能单一，不能够完全满足井下人员监控需求。

总之，目前井下人员监控系统不能够实现视频监控与语音呼叫、实时签到等综合管理。利用远程的视频与人员监控对井下安全生产起到重要作用，对井下人员考勤、位置定位与跟踪、环境实时监测不但能够方便日常管理，在发生矿难时也方便人员搜救与清查。因此，井下人员监控系统是现代煤矿安全生产监控系统的重要组成部分。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种移动手持终端的井下人员监控系统，具有容易部署，灵活性强，低功耗，成本较低的优点，能够较好的满足井下人员管理要求，方便煤矿企业实时掌握矿井安全信息。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种移动手持终端的井下人员监控系统，包括两个以上的用于井下人员随身携带的移动终端13、两个以上的固定于井下的井下监控服务结点10和一个井上的中心监控平台12，移动终端13和井下监控服务结点10无线连接，井下监控服务结点10和中心监控平台12无线连接。

所述的移动终端13包括第一微控处理器4，射频电子标签1、语音模块2、摄像头3分别与第一微控处理器4的输入连接，第一微控处理器4的输出和第一无线网卡5连接，第一电源模块14给第一微控处理器4供电。

所述的井下监控服务结点10包括第二微控处理器7，RFID读卡器8和音响9分别和第二微控处理器7的输入连接，第二微控处理器7和第二无线网卡6连接，第二无线网卡6和第一无线网卡5无线连接，第二无线网卡6通过无线路由器11和地面上的井上的中心监控平台12连接，第二电源模块15给第二微控处理器7供电。

所述的射频电子标签1采用与M5E对应的有源电子标签。

所述的第一微控处理器4采用MSP430低功耗处理器。

所述的第二微控处理器7采用ARM11处理器芯片，采用了Linux的系统内核，采用了嵌入式Web服务器的方法，为远程用户提供了外部访问接口。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明是一种集移动手持终端、固定服务监控结点、中心监控平台为一体的井下人员监控系统，结构简单，设计合理，体积适中，便于推广。

2、本发明手持终端采用了TI公司的MSP430处理器,采用低功耗的模块化设计，外加有源电子标签模块和语音以及视频模块，能够较好的完成个人与结点与井上监控平台的通信。

3、本发明服务监控结点采用了Linux的系统内核，提供了高可靠性、高安全性、高准确性的能力。采用了嵌入式Web服务器的方法，为远程用户提供了外部访问接口。与传统的视频监控不同之处在于其具备实时采集视频数据、提供Web远程访问和无线传输功能三个方面。同时可以扩展为利用手机远程访问井下安全生产情况画面。

4、中心监控平台采用B/S的系统架构方式，能够方便快捷的了解井下安全生产情况，便于整体调度与管理。

综上所述，本发明结构简单，设计合理，具有很强的灵活性，方便部署，易于推广，能够实时的了解井下生产与人员信息情况，对于井下安全生产至关重要。

附图说明

附图为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

如附图所示，一种移动手持终端的井下人员监控系统，包括两个以上的用于井下人员随身携带的移动终端13、两个以上的固定于井下的井下监控服务结点10和一个井上的中心监控平台12，移动终端13和井下监控服务结点10无线连接，井下监控服务结点10和中心监控平台12无线连接。

所述的移动终端13包括第一微控处理器4，射频电子标签1、语音模块2、摄像头3分别与第一微控处理器4的输入连接，第一微控处理器4的输出和第一无线网卡5连接，第一电源模块14给第一微控处理器4供电.

所述的井下监控服务结点10包括第二微控处理器7，RFID读卡器8和音响9分别和第二微控处理器7的输入连接，第二微控处理器7和第二无线网卡6连接，第二无线网卡6和第一无线网卡5无线连接，第二无线网卡6通过无线路由器11和地面上的井上的中心监控平台12连接，第二电源模块15给第二微控处理器7供电。

其中RFID读卡器8采用M5E的射频模块，射频电子标签1采用与M5E对应的有源电子标签。语音模块2采用ISD4004的语音模块。摄像头3采用普通USB摄像头。第一微控处理器4采用MSP430低功耗处理器。第一无线网卡5采用USB的无线网卡模块。第二微控处理器7采用ARM11处理器芯片。音响9采用漫步者的普通音响。无线路由器11采用TP-LINK的无线路由器。中心监控平台12采用.net的开发架构的B/S平台。第一电源模块14和第二电源模块15均采用电池5V供电。

本发明的工作原理是：

对于需要下井工作人员配备一个移动终端13，当人员经过部署于井下监控服务结点10时，安装于移动终端13的源射频电子标签1会自动通过安装于井下监控服务结点10的RFID读卡器8通信，进而了解井下人员的位置以及实现人员的考勤管理，当井下人员进入矿井后，部署于移动终端13的摄像头模块3会实时采集井下工作画面，通过移动终端13中的第一无线网卡5与井下监控服务结点10的第二无线网卡6通信，将视频图像经过处理后传送至井下监控服务结点10。同时，当井下人员需要通话时，可以利用移动终端13中的语言模块2将声音信号传送至井下监控服务结点10。当井下监控服务结点10收到移动终端13的实时数据后，井下监控服务结点10会通过第二无线网卡6和中心监控平台12的路由器模块11实时数据通信。井下监控服务结点10的音响9用于发生危险情况时，井上和井下的实时语音通知。

视频的采集与服务器工作原理如下：

在移动终端13中使用USB摄像头获取视频和采用JPEG图像编码方式，使用了线程管理视频的采集过程，不断将摄像头3采集图放入到公共视频缓冲区，采用了熵编码方式中的哈夫曼Huffman编码对图像进行压缩。

系统使用了独立的线程作为嵌入式Web服务器的主线程，专门负责对远程用户访问的处理和应答。此处设计的嵌入式Web服务器功能比较有限，经提供了对静态页面文件请求的处理和应答，以及视频图像请求的处理和应答。嵌入式Web服务器的主线程提供对8080端口的监听，当有用户访问服务器时，将创建一个新的线程用于处理客户端请求。

综上所述，本发明结合嵌入式技术、现代通信技术和软件开发技术，解决了井下人员监控安全管理的一些问题，是一种便于推广、成本低廉、可靠性高、灵活性强，的移动终端井下人员监控系统，具有较强的使用与推广价值。

Claims (6)

1.一种移动手持终端的井下人员监控系统，包括两个以上的用于井下人员随身携带的移动终端(13)、两个以上的固定于井下的井下监控服务结点(10)和一个井上的中心监控平台(12)，其特征在于：移动终端(13)和井下监控服务结点(10)无线连接，井下监控服务结点(10)和中心监控平台(12)无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种移动手持终端的井下人员监控系统，其特征在于：所述的移动终端(13)包括第一微控处理器(4)，射频电子标签(1)、语音模块(2)、摄像头(3)分别与第一微控处理器(4)的输入连接，第一微控处理器(4)的输出和第一无线网卡(5)连接，第一电源模块(14)给第一微控处理器(4)供电。

3.根据权利要求1所述的一种移动手持终端的井下人员监控系统，其特征在于：所述的井下监控服务结点(10)包括第二微控处理器(7)，RFID读卡器(8)和音响(9)分别和第二微控处理器(7)的输入连接，第二微控处理器(7)和第二无线网卡(6)连接，第二无线网卡(6)和第一无线网卡(5)无线连接，第二无线网卡(6)通过无线路由器(11)和地面上的井上的中心监控平台(12)连接，第二电源模块(15)给第二微控处理器(7)供电。

4.根据权利要求2所述的一种移动手持终端的井下人员监控系统，其特征在于：所述的射频电子标签(1)采用与M5E对应的有源电子标签。

5.根据权利要求2所述的一种移动手持终端的井下人员监控系统，其特征在于：所述的第一微控处理器(4)采用MSP430低功耗处理器。

6.根据权利要求3所述的一种移动手持终端的井下人员监控系统，其特征在于：所述的第二微控处理器(7)采用ARM11处理器芯片，采用了Linux的系统内核，采用了嵌入式Web服务器的方法，为远程用户提供了外部访问接口。