CN105572296A - 气体监控器、系统及方法 - Google Patents

Abstract

用于矿井中的气体的监控器包括壳体，所述监控器包括位于所述壳体内的电池，所述监控器包括气体传感器部分，所述气体传感器部分由所述电池供电，并与所述电池电通信，所述气体传感器部分检测矿井中的第一气体以及与所述第一气体不同的至少一种第二气体。所述监控器包括位于所述壳体内的警报部分，所述警报部分由所述电池供电，并与所述电池电通信，所述警报部分在气体传感器部分感测到第一或第二气体的其中之一高于预设阈值时发出视觉警报和听觉警报。所述监控器包括位于所述壳体内的无线通信部分，所述无线通信部分由所述电池供电，并与所述电池和传感器部分电通信，所述无线通信部分从所述壳体处发送所述气体传感器部分感测到第一或第二气体的无线信号。所述监控器包括位于所述壳体内的处理器，所述处理器由所述电池供电，并与所述无线通信部分、警报部分、传感器部分和电池电通信。可替代地，所述监控器包括端子部分，所述端子部分包括两种状态：输出配置状态，其中输出信号从所述处理器发送到第一装置，以及输入配置状态，其中接收来自第二装置的输入信号端子。一种用于监控矿井中气体的方法。一种用于监控地下气体的系统。矿井中通信的方法和系统。矿工通信器。与矿工通信的方法。一种在石油或天然气钻井中监控气体的方法。远程站。矿工设备。一种用于使矿工在矿井中移动的方法。

Description

气体监控器、系统及方法

相关申请的交叉引用

本申请是2013年10月7日提交的申请序列号为61/887,768的美国临时申请的正式申请；也是2014年7月7日提交的申请序列号为14/325,028的美国专利申请的部分继续申请，后者是2013年7月18日提交的申请序列号为61/847,846的美国临时申请的正式申请；也是2014年5月29日提交的申请序列号为14/290,755的美国专利申请的部分继续申请，后者是2013年6月7日提交的申请序列号为61/832,259的美国临时申请的正式申请，所有的这些申请在此参考引入。

技术领域

本发明涉及气体监控，其中对气体的值进行无线传输(在此，“本发明”或“发明”指举例的实施例，并非特定指代权利要求中所包含的每个实施例)。更特别地，本发明涉及利用设备在地下环境或石油或天然气钻井中对气体进行监测，其中气体值从所述设备中无线传输，且当气体值超过预设数值时，或者来自设备输入的输入信号从该设备中无线发出时，设备中的警报启动。

背景技术

这部分的目的在于介绍涉及与本发明不同方面相关的本领域中的不同方面。以下讨论在于提供促进本发明理解的信息。因此，应当出于此目的来理解以下的说明，而不应当理解为背景技术的承认。

在此称为AMS的大气监控系统，以及它们的要求在TheMineSafetyHealthAdministration’s30CFR§75.351中有详细的描述：

http://www.msha.gov/30CFR/75.351.htm

历史上，AMS由连接在硬线网络上的气体监控器组成，所有这些硬线网络都与中心区域通信，如(b)(1)部分中的上述要求所述。随着矿井扩大以及额外监控器的需求，增加电缆的长度来促进新的监控位置的通信和电力。随着科技的进步，可使用无线和电池供电方法。不再需要提供数据和电力的电缆延伸长度。如今，矿井具有使用硬线系统或具有无线的硬线系统与硬线系统两者混合的选择。这在包括永久和短暂监控需求的矿井监控中变得十分有效。沿着环形公路的地区一般都不会改变，并最适合于硬线监测，而矿井的发展区域比较适合于无线/电池供电的方法。除了现有的硬线网络，无线的通信网络仍需要将数据从无线监控器中输送到指定的中心地区。这就可用一种用作无线监控器数据的接入点的装置，来进入现有的硬线网络或完全分开的真正无线网络，例如StrataProductsWorldwide,LLC的CommTrac系统。

从(c)(2)部分的上述要求来看，AMS必须具有以下能力：当在任何传感器上的一氧化碳浓度或甲烷浓度达到警报水平时，如§75.351(i)中所述，在指定表面位置上自动提供视觉和听觉信号。这些信号必须具有可被AMS操作员看见或听见的足够强度。

这部分重要的细节在于“甲烷”的提及。传统的AMS硬线系统利用催化珠技术，仅以0-5％的体积量程来提供甲烷监控。超过5％的甲烷浓度将导致催化剂技术的永久失效。在灾难和矿井通风丧失时，甲烷水平可轻易地超过5％的浓度。现有的技术不能提供在营救效果中的关键的大气信息。没有无线或硬线选择的存在来满足这种需求。此外，可用的无线气体监测装置仅将一氧化碳作为可检测的气体，且其浓度的最大范围仅在100PPM。

从(c)(4)部分的上述要求来看，AMS必须具有以下能力：“当在任何传感器上的一氧化碳，烟雾，或甲烷浓度达到警报水平时，如§75.351(i)中所述，在所有受影响的工作区域和影响区域中自动提供视觉和听觉信号，其中在这些区域中的机械矿井装备被卸载或移走，这些信号必须具有可被工作的矿工看见或听见的足够强度。甲烷信号必须可与其它信号相区别”。

传统的AMS硬线系统通过混合的监控器/警报单元来提供这种能力，尽管现在不存在这种要求的无线选择。如果使用无线的监控方法来满足这部分的警报要求，矿井一般被迫进行分开的控制网络。

与矿井相似，石油和天然气钻井需要在不将电缆和电线聚集在例如井周围的情况下监控大气中的不同气体的危险水平。在例如石油和天然气钻井的这些地方，还存在着危险气体的风险，以及监测大气中这些危险气体的需求。一般来说，通过在整个钻井中的电缆和电线来连接的气体监控器用于监测钻井中的危险气体。所有这些在整个钻井中分布的电缆和电线的存在产生了合理组织和定位所述电缆和电线的问题，使得它们不会干涉钻井的运作，也不会在运作时受到破坏而失去与监控器的连接。如果失去了和监控器的连接，那么监控器以及将所述监控器与远程站连接的用于监控的电缆或电线的整个长度都需要被检查，来纠正和监控器通信的损失。这种电缆和电线可延伸很长的距离，并位于困难的位置来检查，并可成为纠正的显著问题。

此外，在矿井中，以理想的不受察觉的方式来追踪和与矿工通信是非常重要的。此外，除了矿井环境和其本身是危险的地方，矿工携带越多的装备，就越难执行该矿工的任务以及在矿井中越难移动。现在需要的是一种简单的方法去让矿工警惕危险或突发的情况，以及让该矿工将矿井的情况和矿井的位置告知远程站。

为了进一步提供矿工的安全性，矿工需要携带一个灯，例如带在头上的帽灯，并需要在矿井中被追踪，还被保护不与机器接触，以不会在运作时因为意外接触机器而受伤。后者的保护通过利用矿工携带的接近装置以及置于机器上的接近传感器来提供，当确定矿工携带的接近装置在接近传感器的预设位置范围内时，该机器关闭，使得矿工不会受伤。因为矿工已经被要求携带灯，而接近装置一般被矿工提着，通过将这些功能结合追踪则比较理想，因为它们已经存在于矿工身上。

为了提供给矿工和来自矿工的通信，来告知重要信息，或追踪矿工来使矿工可与远程站通信，在整个矿井中的通信网络是非常关键的。因为矿井对于通信网络，冗余性，以及理想地传输数据的数据网络，和双向传输声音的声音网络都是非常困难的环境，其中能结合传输数据和工作则比较理想。

发明内容

本发明涉及一种矿井中的气体监控器。该监控器包括一个壳体。所述监控器包括置于所述壳体内的电池，所述监控器包括气体传感器部分，所述气体传感器部分由所述电池供电电池供电，并与所述电池电通信，所述气体传感器检测矿井中的第一气体以及与所述第一气体不同的至少一种第二气体。所述监控器包括置于所述壳体内的警报部分，所述警报部分由电池供电并与所述电池电通信，当所述气体传感器部分感测到第一或第二气体的其中之一高于一预定阈值时，所述警报部分发出视觉警报和听觉警报。所述监控器包括置于所述壳体内的无线通信部分，所述无线通信部分由电池供电，并与所述电池和传感器部分电通信，该无线通信部分从所述壳体发送气体传感器感测到的第一或第二气体的其中之一的无线信号。所述监控器包括置于壳体内的处理器，所述处理器由电池供电，并与无线通信部分、警报部分、传感器部分和电池进行电通信。

本发明涉及在矿井中监控气体的方法。所述方法包括利用气体传感器部分检测矿井中的第一气体，以及与所述第一气体不同的至少一种第二气体的步骤，所述气体传感器部分由电池供电，并与所述电池电通信，所述气体传感器部分和电池置于所述壳体内；还包括当气体传感器部分感测到第一或第二气体的其中之一高于预定阈值时，利用警报部分发出视觉警报和听觉警报的步骤，所述警报部分由电池供电，置于所述壳体内，并与所述电池电通信；还包括利用无线通信部分从所述壳体处发出气体传感器部分感测到第一或第二气体的其中之一的无线信号的步骤，所述无线通信部分置于所述壳体内，由所述电池供电，并与所述电池和传感器部分电通信。

本发明涉及一种矿井中的气体监控器。该监控器包括一个壳体。所述监控器包括置于所述壳体内的电池，所述监控器包括气体传感器部分，所述气体传感器部分通过电池供电，并与所述电池电通信，所述气体传感器部分监控矿井中的第一气体以及与所述第一气体不同的至少一种第二气体。所述监控器包括端子部分，所述端子部分包括两种状态，输出配置状态以及输入配置状态，在其中的输出配置状态中的输出信号从处理器发送到第一装置，在其中的输入状态结构中可接收来自第二装置的输入信号。所述监控器包括置于所述壳体内的无线通信部分，所述无线通信部分由电池供电，并与所述电池和传感器部分电通信，该无线通信部分从壳体内发出气体传感器感测到的第一或第二气体的其中之一的无线信号。所述监控器包括置于所述壳体内的处理器，所述处理器由电池供电，并与无线通信部分，警报部分，传感器部分和电池进行电通信。

本发明涉及一种矿井中的气体监控器。该监控器包括一个壳体。所述监控器包括置于所述壳体内的电池，所述监控器包括气体传感器部分，所述气体传感器部分通过电池供电，并与所述电池电通信，所述气体传感器监控矿井中的第一气体以及与所述第一气体不同的至少一种第二气体。所述监控器包括置于所述壳体内的无线通信部分，所述无线通信部分由电池供电，并与所述电池和传感器部分电通信，该无线通信部分从壳体内发出气体传感器感测到的第一或第二气体的其中之一的无线信号。所述监控器包括至少一个与远程装置连接的输入，所述输入提供了关于远程装置的状态信号，这种信号通过无线通信部分从检测器处传输；所述监控器包括置于壳体内的处理器，所述处理器由电池供电，并与无线通信部分，输入，传感器部分和电池进行电通信。

本申请涉及一种监测地下气体的系统，该系统包括一种监控器，所述监控器检测位于地下隧道的气体，并确定气体的气体值。所述监控器具有听觉警报和视觉警报，所述听觉警报和视觉警报在检测气体高于预定值时被驱动，以及收发器，所述收发器传输气体值。所述系统包括无线电信网络，其中来自设备的气体值在所述无线电信网络中传输。所述系统包括远程站，所述远程站接收来自网络的气体值。

本发明涉及一种用于在石油或天然气钻井中监测气体的系统64，如图13所示，所述系统包括监控器10，所述监控器10检测钻井中的气体，并确定气体的气体值。所述监控器10具有听觉警报30和视觉警报32，当所检测的气体高于预定值时候，所述听觉警报30和视觉警报32驱动，并包括收发器48，所述收发器输送气体值。所述系统64包括无线电信网络66，其中的气体值从所述监控器10处在所述无线电信网络66上输送。所述系统64包括远程站68，所述远程站68接收来自所述网络66的气体值。

本发明涉及一种远程站68，所述远程站接收来自无线网络66的气体值。该远程站68包括接收器，该接收器无线接收来自网络66的气体值。所述远程站68包括处理器22，所述处理器22与所述接收器通信，并接收来自接收器的气体值。所述远程站68包括与处理器22通信的显示器38，当所述气体值高于预定水平时，所述处理器22在所述显示器38上显示警报指示。

本发明涉及一种通信系统64，如图14a和14b所示。所述系统64包括只发出数据的数据网络204。所述系统64包括无线网络202，在所述无线网络202上双向发送声音和数据。所述系统64包括多个节点206，所述节点206的分布和相互的间隔形成了数据网络204和无线网络202。每个节点206包括数据部分223，所述数据部分223在数据网络204上接收和发送数据，无线部分224，所述无线部分224在所述无线网络202上接收和发送声音信号，以及电源部分200，所述电源部分与数据部分224和无线部分223电通信，所述电源部分200为数据部分224和无线部分223供电。

本发明涉及数据网络204和无线网络202的通信节点206，如图14a和14b所示。所述节点206包括数据部分224，所述数据部分224无线接收在数据网络204上的数据。所述节点206包括无线部分223，所述无线部分223接收和发送在无线网络202上的信号。所述节点206包括电源部分200，所述电源部分与所述数据部分224和无线部分223电通信，并驱动所述数据部分224和无线部分223。所述节点206包括数据转换器226，所述数据转换器226与所述数据部分224和无线部分223通信，其将来自数据网络204的数据转换成在无线网络202上传输的传输信号。

本发明涉及一种在矿井中通信的方法。所述方法包括在所述多个节点206的第一节点206的数据部分204处无线接收来自数据网络204的数据的步骤，所述数据网络204只发送数据。所述多个节点206分布并相互间隔，形成了数据网络204和无线网络202。还包括利用与所述数据部分224通信的数据转换器226将来自数据网络204的数据转换成传输信号的步骤，所述传输信号在无线网络202上传输。所述无线网络202双向地传输和接收声音和数据。还包括利用所述第一节点206的无线部分223在无线网络202上传输来自所述第一节点206的传输信号的步骤。还包括利用电源部分200来驱动所述数据部分224和所述无线部分223的步骤，所述电源部分与所述数据部分224和所述无线部分223电通信。

本发明涉及一种在通信网络66中的矿工通信器298，如图15所示。所述通信器298包括一个壳体12。所述通信器298包括位于所述壳体12内的处理器22。所述通信器298包括收发器48，所述收发器48位于所述壳体12内，并与所述处理器22和网络66通信，以发送至网络66或从所述网络66中接收仅数据，但不包括文本。所述通信器298包括输入300，所述输入位于壳体12内，并与所述处理器22通信，所述输入提供触发信号给处理器22。所述通信器298包括警报302，所述警报302与壳体12接触，并与所述处理器22通信，当所述警报302信号被收发器48接收时，所述警报302被所述处理器22所驱动。所述通信器298包括位置部分，所述位置部分位于所述壳体12内，并与所述处理器22通信，所述位置部分确定所述通信器298的位置，并提供位置给处理器22，所述处理器22提供所述通信器298的位置和ID给收发器48，所述收发器48传输ID和位置到网络66的通信节点206，优选为最近的节点206，并随后至远程站68。

本发明涉及一种用于矿井中与矿工通信的方法。所述方法包括通过无线通信网络66来无线发送警报302信号至矿工通信器298，所述矿工通信器由矿井中的矿工佩带。所述通信器298只能接收数据而不是声音。还包括通过通信器298来接收警报302信号的步骤。还包括在应对通信器298接收到警报302信号时，通过所述通信器298的处理器22来驱动所述通信器298的警报302的步骤。还包括驱动通信器298的按钮304的步骤，使得传输器从通信器298处将关于矿工状况的指示器信号传输到网络66，且通过指示器信号为通信器298的id和通信器298的位置，所述通信器298没有显示器38或键盘。

本发明涉及一种无线网络的矿工设备。所述设备包括被矿工所携带的壳体。所述设备包括位于所述壳体内的追踪部分，所述追踪部分确定矿工的位置，并无线传输位置至网络。所述设备包括电池，所述电池位于所述壳体内，并与所述追踪部分连接，并驱动所述追踪部分，所述设备包括帽灯，所述帽灯与所述电池电连接，并通过所述电池所驱动来提供灯光，所述帽灯被矿工所穿戴。

所述追踪部分可包括收发器，所述收发器接收来自已知位置的无线距离信号，并确定所述距离信号的强度；以及处理器，所述处理器与所述收发器通信，并基于距离信号的强度和已知的位置来确定矿工的位置，所述收发器无线输送所述矿工的位置至网络。

本发明涉及一种无线网络的矿井设备。所述设备包括一个被矿工携带的壳体。所述设备包括追踪部分，所述追踪部分位于所述壳体内，并确定矿工的位置，并将所述位置无线输送至网络。所述设备包括电池，所述电池位于所述壳体内，与所述追踪部分连接，并驱动所述追踪部分。所述设备包括接近装置，所述接近装置与所述电池电连接并位于所述壳体内，当矿工太接近其中的接近检测器时，所述接近装置由所述电池供电，以为接近检测器提供可检测的存在，所述接近装置被矿工所穿戴。

本发明涉及一种无线网络的矿工设备。所述设备包括由矿工携带的一个壳体。所述设备包括追踪部分，所述追踪部分位于所述壳体内，确定矿工的位置，并将所述位置无线输送至网络。所述设备包括电池，所述电池位于所述壳体内，与所述追踪部分连接，并驱动所述追踪部分。所述设备包括接近装置，所述接近装置与所述电池连接，并位于所述壳体内，当矿工太接近所述接近检测器时，所述接近设备由所述电池供电，以为接近检测器提供可检测的存在，所述接近装置被所述矿工所穿戴。所述设备包括帽灯，所述帽灯与所述电池电连接，并由所述电池所驱动来提供灯光。所述帽灯被矿工所穿戴。

本发明涉及一种用于矿工穿过矿井的方法。所述方法包括通过位于壳体内电池来驱动被矿工佩戴的帽灯的步骤，所述壳体由矿工所携带。还包括从所述壳体内发送位置信息的步骤，使得矿工在穿过矿井的时候可被追踪。还包括通过与机器连接的接近传感器来停止所述机器的步骤，因为所述接近传感器感测到位于所述壳体内的接近装置进入了所述接近装置的预定距离范围之内。

本发明涉及一种与机器连接的接近检测器404。该用于检测矿工存在的检测器包括发生器，所述发生器产生磁场。所述检测器404包括处理器。所述检测器包括收发器，用于发送由处理器产生的消息，所述消息具有关于发生器的健康以及矿工的PAD的ID的信息，且所述消息已触发了有效地停止机器运作的警报或危险。

附图说明

以下结合附图来详细说明本发明的优选实施例，其中：

图1A，1AA，1B和2A-2E是本发明的无线通信部分，警报部分和电池部分的工程简要图；

图3是本发明的结构图；

图4是本发明的无线通信部分，警报部分和电池的结构图；

图5是本发明的操作图；

图6是本发明的输出的结构的代表图；

图7为本发明的输出的结构图的代表图；

图8是关于本发明输入模式的端子连接性的代表图；

图9是本发明输出模式的端子连接性的代表图；

图10是端子的代表图；

图11展示了具有壳体的设备，所述壳体具有第一壳和第二壳；

图12展示了具有用于输入或输出的第一端口和第二端口的设备；

图13为关于本发明系统的结构图；

图14A为本发明通信系统的简要代表图；

图14B和14C为结点公用电源的结构图；

图15为矿工通信器的结构图；

图16为远程站的结构图，所述远程站接收气体监控器的气体值；

图17为远程站的透视图；

图18为具有帽灯和追踪的矿工设备的结构图；

图19为具有接近装置和追踪的矿工设备的结构图；

图20为具有帽灯，接近装置和追踪的矿工设备的结构图；

图21为矿工系统的代表图；

图22和23为本发明矿工通信器的电路图；

图24为图22和23中具有电路的电路板的俯视图；

图25-28为本发明矿工设备的电路图；

图29为矿工设备的分解图；

图30展示了矿工设备的端子。

具体实施方式

在附图中，相同的附图标记指代相似或相同的零件，尤其对于附图1A-5,11,12和13，它们展示了矿井气体的监控器10。该监控器10包括壳体12，并包括电池14，所述电池14位于所述壳体12内。所述监控器10具有气体传感器部分16，所述气体传感器部分16由所述电池14驱动，并与所述电池14电通信，所述气体传感器部分16检测第一气体，以及矿井中至少一种与所述第一气体不一样的第二气体。所述监控器10包括警报部分18，所述警报部分18位于所述壳体12内，由所述电池14驱动，并与所述电池14电连接，当所述气体传感器部分16感测到所述第一或第二气体的其中之一高于预定阈值时，所述警报部分18发出视觉警报和听觉警报。所述监控器10包括无线通信部分20，所述无线通信部分位于所述壳体12内，由所述电池14驱动，并与所述电池14和传感器部分电通信，所述无线通信部分20从所述壳体处发出气体传感器部分16感测到所述第一或第二气体的其中之一的无线信号。所述监控器10包括处理器22，所述处理器22位于所述壳体12内，由所述电池14驱动，并与所述无线通信部分20，警报部分18，传感器部分和电池14电连接。

所述壳体12为一个单一壳或有效接合在一起的壳的结合，如图11和12所示。例如，警报部分18的听觉和视觉(AV)警报可位于与所述处理器22和无线通信部分20分开的或第二壳26中，所述处理器22和无线通信部分20位于与所述第二壳26分开的第一壳24中，通过由延伸穿过MSHA检验压盖28的线电连接的AV警报，所述第一和第二壳24,26可通过螺丝或铆钉来固定在一起。所述气体监控部分可位于与所述处理器22和所述无线通信部分20分开的壳中，并通过穿过压盖28的线来进行电通信。图11展示具有壳体12的设备，所述壳体具有第一壳24和第二壳26。所述第二壳26具有AV警报。图12展示的设备具有第一端口34和第二端口36，它们具有输入54或输出56的压盖28。图12还展示了一个具有可监控和检测四种不同气体的设备的实施例，在此，四种气体例如为一氧化氮，甲烷，氧气和一氧化碳，如壳体12的显示器38所示。在此，具有四个开口40，每个所述开口用于每种被感测的气体，所述四个开口40与分别的气体模块为流体通信，所述分别的气体模块监控和检测分别的气体。

所述气体传感部分16可包括体积在0到100％之间的全部范围的甲烷传感器42，且所述无线通信部分20从所述壳体12处无线传输被所述传感器部分感测到的矿井中的甲烷值。所述气体传感器部分16可包括一氧化碳传感器44和H₂S传感器46，且所述无线传输部分20从所述壳体12处无线传输被所述传感器部分感测到的一氧化碳的数值以及被所述传感器部分感测到的H₂S数值。所述处理器22可接收来自所述气体传感器部分的气体值信号，并将所述气体值的信号转换成气体值的被转换的信号形式，这种信号形式可从所述壳体12处被所述通信部分20来进行无线传输。

所述通信部分20可包括与所述处理器22通信的收发器48，如图1A,1AA和2A-2E所示。所述通信部分20可包括具有内部天线52的放大器50，所述内部天线与所述收发器48通信，如图1A,1AA所示。所述处理器22可提供气体值被转换的信号至所述收发器48，所述收发器48随后通过放大器50和内部天线52从所述壳体12处无线传输所述气体值的被转换的信号形式。所述处理器22可接收来自所述气体传感器部分16的警报信号，并基于所述警报信号驱动视觉警报32和听觉警报。

本发明涉及一种矿井中气体的监控器10，如图13所示。所述监控器10包括壳体12。所述监控器10包括位于所述壳体12内的电池14。所述监控器10包括气体传感器部分16，所述气体传感器16由所述电池14驱动，并与所述电池电通信，所述气体传感器部分16检测第一气体以及矿井中的与所述第一气体不同的至少一种第二气体。所述监控器10包括无线传输部分20，所述无线传输部分位于所述壳体12内，由所述电池14驱动，并与所述电池14和传感器部分电通信，所述无线传输部分从所述壳体12处发送所述气体传感器部分16感测到的第一或第二气体的其中之一的无线信号。所述监控器10包括至少一个输入54，所述输入54与远程装置连接，其提供关于所述远程装置的状态信号，所述状态信号通过无线通信部分20从所述检测器处传输。所述监控器10包括位于所述壳体12内的处理器22，所述处理器22由所述电池14驱动，并与所述无线通信部分20，所述输入54，传感器部分和电池14电通信。

本发明涉及一种在矿井中监控气体的方法。所述方法包括利用气体传感器部分16来检测第一气体以及在矿井中的与所述第一气体不同的至少一种第二气体的步骤，所述气体传感器部分16由所述电池14驱动，并与所述电池电通信，所述气体传感器部分16和电池14位于所述壳体12内。还包括当所述气体传感器部分16感测到所述第一或第二气体的其中之一高于预定阈值时，利用警报部分18来发出视觉警报和听觉警报的步骤，所述警报部分18被所述电池14所驱动，位于所述壳体12内，并与所述电池14电通信。还包括利用无线通信部分20从所述壳体12处发出所述气体传感器部分16感测到第一或第二气体的其中之一的无线信号的步骤，所述无线通信部分20位于所述壳体12内，被电池14驱动，并与所述电池14和传感器部分电通信。

本发明涉及一种矿井中的气体监控器10，如图13所示。所述监控器10包括壳体12。所述监控器10包括位于所述壳体12内的电池14。所述监控器10包括气体传感器部分16，所述气体传感器部分16由所述电池14驱动，并与所述电池14电通信，所述气体传感器部分16可检测第一气体和矿井中与所述第一气体不同的至少一种第二气体。所述监控器10包括具有两种状态的端子部分58，输出配置状态和输入54配置状态，在其中的输出配置状态中，输出信号从所述处理器22发送到例如听觉警报30的第一装置60，如图4所示；在其中的输入配置状态中，输入54信号从例如场开关的第二装置62处被接收，如图7所示。所述监控器10包括无线通信部分20，所述无线通信部分20位于所述壳体12内，由所述电池14驱动，并与所述电池14以及传感器部分电通信，所述无线通信部分从所述壳体12处发出当所述气体传感器部分16感测到所述第一或第二气体的其中之一的无线信号。所述监控器10包括处理器22，所述处理器22位于所述壳体12内，由所述电池14驱动，并与所述无线通信部分20，警报部分18，传感器部分和电池14电通信。

本发明涉及一种用于监控地下气体的系统64，如图13所示。所述系统64包括监控器10，所述监控器10检测地下隧道的气体，并确定所述气体的气体值。所述监控器10具有听觉警报30和视觉警报32，当所检测的气体高于预定值时，所述听觉警报30和视觉警报32被驱动，以及传输气体值的传输器。所述系统64包括无线电信网络66，所述收发器48在所述无线电信网络66上传输来自网络66的气体值。所述收发器可接收来自网络的信号，来改变由监控器确定的气体的警报状态的设置点。

在本发明的操作中，如图13所示，系统64为电池14驱动的CommTrac，使得监控器10能达到上述的MSHA要求，并提供真正的独特方法。为了达到(c)(2)部分的要求，将视觉和听觉警报集成到TrolexSentro气体检测器70中，所述TrolexSentro气体检测器70装有电池组14和CommTrac界面模块72(CIM)，如图3和4所示。警报点可允许完全无线的气体监控器10，所述警报点具有根据(c)(2)部分来警报工作区域员工的能力。如(i)(2)和(i)(3)部分所述的气体浓度警报和警报点会以两种独特的输出方式来触发所述集成监控器10进行听觉和视觉警报。第一输出74在达到警报水平时触发视觉警报32。不同颜色的视觉警报32用于不同的气体。在达到警报水平时，第二输出76将触发听觉警报。如果所述监控器10没有配置为部段警报，则所述输出56可用作远程输出来控制所连接的装置。除甲烷和一氧化碳，二氧化碳，硫化氢，二氧化氮，氯气，氧气，一氧化氮，和氢也可用于检测。甲烷可在整个体积量程内通过与现有的催化剂技术相反的红外技术基传感器来进行检测。除了全部范围的能力之外，所述红外技术不受高浓度的影响。一氧化碳可用于1000PPM的最大范围。氢判别一氧化碳检测也随着二氧化氮过滤一氧化碳检测能力而得到支持。打开的无线协议，例如802.11也可为除了CommTrac网格基础设施之外的通信支持方式。最后，无线电池14驱动的气体监控器10可提供MSHAAMS要求的完全和单一的系统方案。上述的特点是真正独特的，并且是它们这类的第一次。CommTrac网络66已经存在并可从StrataProductsWorldwide,LLC(申请人)处获得。

在图5中，展示了本发明的操作原理。首先，开启监控器10。随后，将必要的软件和功能写入所述监控器10的静态寄存器中用于操作。从此刻开始，所述监控器10的稳定操作从静止状态开始进行。从静止状态中，处理器22每5秒钟向气体传感器部分16要求一份状态报告。如果没有警告或可辨别的警报，所述气体传感器部分16向回所述处理器22报告不存在警告或警报。如果发生了警告状态或警报状态，或校准状态时，所述处理器22接过来自所述气体传感器部分16的信息，并将该信息准备通过收发器48发送，发出天线52，至CommTrac网络66，以及最终至中心监控站。此外，如果处理器22在发出要求后的计时器周期时间段内没有收到来自气体传感器部分16的回应，随后所述处理器22还通过CommTrac网络66发送信号，所述信号为与气体传感器部分通信丢失的延长。当中心监控站收到该与所述气体传感器部分16通信丢失的信号时，随后采取措施来研究以及检查所述气体传感器部分16，来纠正引起所述气体传感器部分16不能回应所述处理器22的问题。

在图3中，展示了监控器10的结构图。CommTrac收发器48通过UART连接与天线52电连接。所述CommTrac收发器48还与可用于矿井供电的电源的电池14通信。还有与所述外部端口连接器连接的反馈保护，所述外部端口连接器与所述矿井的电源连接。所述电池14的电源还在3.3V下与输出56端口连接，以提供电。在此具有两个输入54端口和两个输出56端口。还具有视觉警报32和听觉警报30。还具有与所述电池14电源，CommTrac收发器48以及输入和输出端口连接的输入/输出保护。

在本发明的操作中，对以下列举的零件标有附图标记，这些零件通过模特型号和获取的供应商来辨别。以下列举的零件的操作，作为单独部件来说是众所周知的。

气体传感器部分本身是现货的TrolexTX6351/2Sentro1的通用气体检测器70。其具有一次监控几种不同气体的能力。对于给定的由检测器辨别的气体值，该数值提供至处理器22，所述处理器22为PIC24处理器22。所述处理器22将气体值转换成可被无线传输的分组。由检测器70提供给处理器22的气体值通过标准串联连接通信。其在处理器22的排针转接口6处被接收，如图1B，2A-2E所示。作为对由处理器22在其排针转接口4处从发出要求的回应，所述检测器70提供给定气体的特定气体值，所述给定气体通过所述检测器70进行检测。不同气体的请求按顺序在一个时间出现一次，并随后继续重复，使得由所述检测器70监控的不同气体随着时间连续地被所述处理器22来检查。

所述处理器22对要监控的给定气体所产生的分组，随后从PIC24发送到收发器48，CC1110处，如图1A所示，在此处的排针34输入54处被接收。从所述收发器48处，所述分组信号随后提供至放大器50CC1190，所述放大器放大信号，并随后将信号通过其天线52进行输送。所述具有气体值的无线传输分组随后在现有的CommTrac网络66上传输。PIC24,CC1110,CC1190以及内部天线52形成并限定CIM72。

信号可同样被所述放大器50的天线52所接收，所述放大器50调制所接收的信号，并将该信号提供至收发器48，所述信号通过所述收发器48的排针35输出回到所述处理器22，所述处理器在排针6处接收所述信号。被监控器10接收的信号可以是针对用于被监控的给定气体的警报状态，通过处理器22改变设置点的信号。

除了由所述气体检测器70提供至所述处理器22的气体值，沿着相同的序列连接和相同的排针安装，当所述监控器10气体高于一定的预定值时，给定气体的警报信号提供至所述处理器22。所述处理器22接收警报信号并随后驱动听觉警报30以及视觉警报32。所述听觉警报30足够的大从而可被监控器10附近的矿工听见。所述视觉警报32由多个LED灯形成，所述LED灯在警报发生时照明。可对应于不同类型的气体，该LED灯具有不同的颜色顺序，或仅不同的照亮颜色。例如甲烷会具有与驱动一氧化碳的LED灯的不同的LED灯组或不同颜色的灯。此外，如果需要的话，听觉警报30可根据需要的检测气体种类设置成具有不同的音色或频率。所述处理器22还通过收发器48将警报信号传输到CommTrac网络66处。

所述处理器22，检测器，收发器48和放大器50都通过标准电池14选择电路74的电池14来驱动。还有一个可用的外部电源界面76，所述外部电源界面76可接收来自矿井外部电源的电线电力。

被加入气体检测器70的无线通信部分20具有微控制器–aCC1110，所述微控制器与三个PIC24微控制器电通信。所述PIC24为监控器的中心，因为其与检测器的微控制器通信以获得传感器信息，并还与所述CC1110通信，来在所述CommTrac网络66上发送和接收数据。

PIC24中的软件为获得传感器信息对检测器的微控制器，在此为TrolexPIC18，以连续的基础来进行调查。其对传感器信息打包并将其发送到CC1110，将其在可设置的间隔上在所述CommTrac系统上进行传输。所述软件为了警报还在Trolex检测器上监控来自PIC18的信息，如果发生了任何事情，将会有一条消息通过CommTrac网络66发送到CC1110。

所述软件还可设置为使用两个可用的I/Os80，如图12和13所示。这些I/Os80可与听觉和视觉警报30,32-其中一种情况，的其中之一连接，这样如果警报状况被检测器70报告了，它们可被驱动，如图6和8所示。可替代地，这些I/Os80可用作输入，其会在I/O线路上的线路被破坏(例如，皮带停止开关)时，引起软件在CommTrac上传输消息，如图7和9所示。在这些行为之间，软件会将CC1110和PIC24置于睡眠模式，来保留电力。

CC110收发器48接收来自PIC24的消息，并将其置于传输队伍中。CC1110随后收听来自其中一个CommTrac通信节点(网络66的骨干)的信标消息。当其听到信标消息时，将选择数据槽来传输该消息。在选择槽的期间，消息被发出，且在承认槽期间，其等待接收来自通信节点的承认。如果承认被合适地接收，该消息将从所述传输队伍中移除。如果没有接收到承认，在接下来的信标期间该消息重新发送。在传输/接收时，一般仅适用CC1190来放大传输和接收信号，以获得更大距离。

如图11所示，通过通信部分20在两个单元之间硬连线，AV单元可安装在无线Sentro气体检测器70之下，如图11所示。通过切换电池14的开和关，来驱动所述声音和灯警报。这可通过允许脉冲灯和声音警报选择的软件来控制。

利用软件，用于驱动听觉和视觉警报32的PIC24的两个相同的输出还可用于输入54。这种结构使得不同的输入装置，例如拉绳，紧急停止按钮或错误切换可通过CommTrac网络66传输到表面来监控。切换的状态一般与传感器正在传输的气体监控数据无关，但传感器一般位于不存在通信网络的矿井的远程地区。在矿井中提供通过可用于远程地区的通信网络66来监控远程切换的选择是相当吸引的。可替换地，如果设备没有装有听觉或视觉警报30,32，可用输出56可用于驱动低电耗装置，所述低电耗装置也可在可用CommTrac网络66处的矿井中远程定位。

在图1B中，对应于图8-10说明的螺丝端子可根据结构与给定的输出56或输入54连接转接口。排针与气体检测部分连接，在此特别是Trolex组件卡。编程转接口通过J3与PIC24连接，通过J5连接到CC1110内。

在图2A-2E中，取决于设备是否输入54结构或输出结构，通过L出口1和L出口2的PIC24分别与输出控制部分的控制出口1和控制出口2通信，当在输出结构时，它们随后例如分别通过输出1和输出2来提供至听觉警报30和视频视觉警报32。当在输入54结构时，所述输出56反过来成为输入54，因此PIC24从输入1(而不是输出1)和输入2(而不是输出2)处接收输入54信号，而这些输入信号根据相反方向，如上所述地在输出方向回到PIC24，也就是分别回到控制出口1和控制出口2，分别回到pic24的L出口1和L出口2。

如上所述，如图6所示，当处于输出结构时，输出1用于视觉警报32，输出2用于听觉警报。在输出模式时，如图9所示，具有例如1.2V电压的端子1与视觉警报32负载连接，而端子2与地面和视觉警报32负载连接。当开关关闭时，该1.2V使视觉警报32通电。相似地，具有1.2V的输出3使听觉警报通电，而端子5或端子2的其中之一与地面和听觉警报连接。在这种结构中，警报的操作如上所述。

如果监控器10被期望处于输入54结构，如图7所示，所述监控器10用于监控与装置连接的例如，场开关或拉绳或紧急停止。在此，端子1具有1.2V，并与进行监控的，在此为场开关的装置连接，如图8所示。端子2与地面和场开关连接。当开关关闭时，PIC24感测到1.2V进入地面，并产生场开关信号，所述信号可随后被PIC24转转成可被设备无线传输的形式，如上所述的气体值从设备处进行无线传输。

相似地，如图8所示，例如为拉绳的第二装置62，可与具有1.2V的端子3电连接。地面的端子5，与所述第二装置62电连接，所述第二装置62例如为拉绳，如所描述的与端子1和2连接的场开关一样，相同的说明可用于发送涉及拉绳被拉动的信号。

如图10所示，端子为设置在所述壳体12上的，可从所述监控器10的外部访问的6位端子。端子1为第一输出74或输入，端子2为地面，端子3为第二输出76或输入，端子4与所述电池14电连接，端子5为地面的，端子6与外部电源连接，用于设备接收外部电源。

相应地，当处于输入54结构时，这种结构在所述监控器10设置在矿井中理想位置之前，端子的输入1和输入2可通过与不同种类的装置的硬线连接来接收信号，以允许所述装置被进行监控。处于输出结构时，具有输入1和输入2的相同端子现在成为输出1和输出2，并如上所述地进行设置，用于PIC24发出警报信号来驱动听觉和视觉警报30，32。

以下为设备的特征

声音输出水平：在12英寸处>90dB

恒音在2,000–4,000Hz范围内

180度范围的双音响器和喇叭

视觉警报:恒定地高强度LEDs；跳线板进行颜色选择；

CO为红色；CH4为绿色；H2S为蓝色；

电源电压：一般为3.9VDC，最小3.5VDC；最大6VDC

电源电流：同时AV操作时<80ma的消耗

控制信号：可从Sentro气体检测器70来切换电源的开/关

安装设置：利用两个电缆压盖28进行固定和确定线路路径来安装在Sentro-1无线传感器之下。模块必须允许外部12-30VDC连接至Sentro-1端子。

电源可从商业可用电池获得，这些电池一般是40-45天的使用寿命。

具有内部天线52的无线输出板。

用于其它气体的测量CO,H2S,CH4选择

可通过有线系统来询问Modbus寄存器

大LCD屏

可编码的设置点

利用无线系统来监控外部继电器触点并报告它们状态的选择

无线操作不需要昂贵的设置和保持有线安装。

除了在立即作出有关改变报告的警告和警报状态下，每一秒测量气体浓度并且每90秒报告状态。

当控制按钮按下时打开显示器背景光。警报或警报触发屏幕闪烁。

传感器使用最低电力，以使电池14的寿命最大化。

双壁壳体12提供了最大的撞击强度。

壳体12的盖可在电力用于模块替换和维修时被拆除。

同时监控达到8种不同的气体，以及温度，气流，压力，烟雾和火的水平电力条件

-(M)从(4)D-CellEN95电池组处提供了电源调节；

-(M)监控了电池组的电压；

-(M)提供了3.3V50ma至控制器和显示器板；

-(M)驱动CommTrac收发器；

-(D)从所述外部电源电压处驱动；

-(D)测量外部电源电压。

通信(CommTrac收发器)

-(M)提供与Trolex板的UART通信；

·(M)从所述Trolex板处写和读Mod-Bus寄存器；

-(M)包含内部天线。

来自干接触的-(D)输入(开/关状态)；

-(D)输出电力至接触(电池或外部电源)；

集成的I/O模块

(见图1a，1b和2)

本发明涉及一种用于石油或天然气钻进中监控气体的系统64，如图13所示。所述系统包括监控器10，所述监控器10检测钻井中的气体，并确定气体的气体值。所述监控器10具有听觉警报30和视觉警报32，当所检测的气体高于预设值时，所述听觉警报10和视觉警报32被驱动，以及收发器48，所述收发器48传输气体值。所述系统64包括无线电信网络66，气体值在所述无线电信网络66上从监控器10处传输。所述系统包括远程站68，所述远程站从所述网络66处接收气体值。

所述远程站68可包括接收器，所述接收器接收来自网络66的气体值；处理器22，所述处理器22与所述接收器通信，并接收来自所述接收器的气体值；显示器38，所述显示器38与所述处理器22通信，当所述气体值高于预定水平时，所述处理器22在所述显示器38上显示警报指示。

本发明涉及一种远程站68，所述远程站68从所述无线网络66处接收气体监控器的气体值。所述远程站68包括接收器，所述接收器68从所述网络66处无线接收气体值。所述远程站68包括处理器22，所述处理器22与所述接收器通信，接收来自所述接收器的气体值。所述远程站68包括显示器38，所述显示器38与所述处理器22通信，当气体值高于预设水平时，所述处理器22在所述显示器38上显示警报指示。

所述站68可包括壳体12和处理器22，而接收器可位于所述壳体12内，且显示器38可位于所述壳体12的表面上。

当所述监控器10用于石油或天然气钻井时，所述监控器10位于整个钻井中的不同位置。单一的通信节点，例如CommTrac节点被设置在钻井的中心控制站上，此处所有的监控器10都在进行监控。在钻井中，因为没有接缝或接地来以任何方式干涉传输以及所述监控器10的信号接收，一般来说，单一的通信节点206是与监控器10通信所需要的全部。所述通信节点206基本形成了与所述监控器10的枢纽网络66。所述网络66可为CommTrac网络66，其中的数据信号如上所述的，在CommTrac通信节点206和监控器10之间在网络66上发送。

在一个实施例中，如图16所示，远程站68的接收器是上述CIM72的收发器48的一部分，位于所述远程站68的壳体12内。来自钻井中每个监控器10的气体值通过CommTrac网络66在CIM72处接收。所述CIM72提供其所述接收的气体值至Moxa230Miineport，如上述关于公用电源200中的描述，所述Moxa230Miineport将来自CIM72的序列数据信号转换成以太格式信号。所述以太信号被提供至开关236，其反过来将所述信号通过开关236提供至BeagleBonePC232，所述BeagleBonePC232准备用于modbusPLC234的信号。所述PC232通过开关236将准备的信号提供至PLC234，其随后引起准备的信号在所述壳体12表面的显示器38上显示，如图17所示。所有监控器10的状态立即在显示器38中显示。在每个监控器10中的例如甲烷的气体值被显示，且当监控器10中的气体值高于预设水平时，并显示监控器10上的警报指示。

关于气体监控器的协议，监控器10以预定次数或在被询问时向网络66发出消息，该消息具有用于电池电量的字节。所述消息可具有用于外部电压等级的字节。所述消息可具有用于状态的字节。所述消息可具有用于气体读数的字节。所述消息可具有用于节点地址的字节。所述消息可具有用于序列号码的字节。

本发明涉及一种通信系统64，如图14a和14b所示。所述系统64具有只发送数据的数据网络204。该系统64包括无线网络202，在所述无线网络202上双向发送声音和数据。该系统64包括多个节点206，所述节点206分部并相互间隔使其形成数据网络204以及无线网络202，每个节点206具有数据部分223，所述数据部分223在所述数据网络204上接收和发送数据,；无线部分224，所述无线部分在无线网络202上接收和发送声音信号；以及电源部分200，所述电源部分200与所述数据部分224和无线部分224电连接，所述电源部分200驱动所述数据部分224和无线部分223。

在数据网络204上的数据可包括个人的追踪信息。在数据网络204上的数据在所述多个节点206中的至少一个节点206处进行发送和接收，且数据网络204为双向的。来自数据网络204的数据可在数据网络204和无线网络202上发送。每个节点206可包括数据转换器226，所述数据转换器226与所述数据部分224以及无线部分223通信，所述数据转换器226将来自数据网络204的数据转转成在所述无线网络202上传输的传输信号。

本发明涉及一种数据网络204和无线网络202中的通信节点206，如图14a和14b所示。所述节点206包括壳体12，所述节点206包括位于所述壳体12内的数据部分224，所述数据部分224在数据网络204上无线接收数据。所述节点206包括位于所述壳体12内的无线部分223，所述无线部分223在无线网络202上接收和发出声音信号。所述节点206包括位于所述壳体12内的电源部分200，所述电源部分200与所述数据部分和无线部分223电通信，所述电源部分200驱动所述数据部分224和无线部分223。所述字节206包括数据转换器226，所述数据转换器226位于所述壳体12内，与所述数据部分224和无线部分223通信，并将来自数据网络204的数据转换成在无线网络202上传输的传输信号。

无线部分223包括第一无线电218，来输送传输信号。无线部分223可包括开关221，所述开关221与第一无线电218以及数据转换器通信。所述无线部分223可包括外部光纤连接器223，所述外部光纤连接器223与所述开关221通信，来与外部光纤连接，以输送传输信号。

本发明涉及一种在矿井中通信的方法。所述方法包括在多个节点206的第一节点206中的数据部分224无线接收来自仅发送数据的数据网络204的数据。所述多个字节206分部并相互间隔，并形成数据网络204和无线网络202。还包括利用数据转换器226将来自数据网络204的数据转换成在无线网络202上传输的传输信号的步骤。所述无线网络202双向地传输和接收声音和数据。还包括利用所述第一节点206的无线部分223在无线网络202上传输来自第一节点206的传输信号的步骤。还包括利用电源部分200来驱动数据部分224和无线部分223的步骤，所述数据部分224和无线部分223与所述数据部分224和无线部分223电通信。

在图14B中，集中展示了电源200的简要图，所述电源200被无线网络202和无线数据网络204共用，所述无线数据网络204是分开的，并区分和独立于所述无线网络202，所有的这些都在单一的通信节点206处建立，如Strata连接节点206A。所述无线网络202可如在此引入的美国申请14/290,755中所描述的无线网络202一样，该无线网络202支持并提供双向的声音和数据通信。数据网络202可为StrataProductsWorldwide,LLC,SandySprings,Georgia中所销售的CommTrac网络66一样。所述数据网络204可提供双向的数据通信，以及追踪矿工和车辆，以及矿井中不同的装置。所述节点206接收来自数据网络204的数据，处理所述数据，使得该数据可在具有光纤222的无线Wi-Fi声音网络202上进行传输，并随后在远程站68上通过具有光纤222的Wi-Fi网络202来处理数据。

所述节点206具有CommTrac网络66的功能，且无线网络202在电源输入210处接收来自矿井电源208处接收电力。来自矿井电源208的电力在12～48VDC之间。所述电源输入210与POE注入器212电连接，所述POE注入器将电力转换成10VDC来驱动所述节点206内的部件。来自注入器212的在10VDC和1amp的电力在连接至每个无线电的Cat5以太网连接上提供至第一无线电218和第二无线电220。来自注入器212在10VDC和500mA的电力提供至节点206中的开关221。通过外部光纤连接器223，同样与所述开关221连接的是外部光纤222，在所述外部光纤连接器223上进行通信信号的传输和接收。注入器202驱动数据连接部分224，在此优选为CommTrac部分224，例如，与CommTrac网络66和数据转换器226通信的CIM72，例如，以太网转换器226的序列号，特别是在3.3V和500mA的Moxa230。

CommTrac部分224通过在3.3VDC每秒115kb的UART连接，与以太网转换器226的序列号连接，所述UART连接提供了由CommTrac部分224接收的至以太网转换器226序列号的数据信号。所述以太网转换器226的序列号将其从CommTrac部分224接收到的数据信号转换成可通过光纤222或通过无线电来传输的形式，并将转换的信号提供至开关221。所述开关随后通过光纤222传输原来由CommTrac部分224接受的转换信号，其中如果光纤连接不可用时，可通过无线电。

此外，所述节点206还通过Cat5连接228接收来自另一个节点206的电力，并还可将电力通过Cat5连接228提供至另一个节点，以形成节点206的菊花链。每个Cat5电力连接228为RJ45连接器。从所述节点206进入或出去的Cat5连接228的电力水平和来自电源208矿井中节点206所接收的电力水平一样。

图14B展示了非IS节点206。图14C展示了IS节点206。所述节点206的操作基本与图14B中节点206的操作相同。除了某些电力水平不一样之外，如所指出的，外部Cat5连接228被忽略。

本发明涉及一种与网络66通信的矿工的通信器298，如图15所示。所述通信器298包括壳体12。所述通信器298包括位于所述壳体12内的处理器22。所述通信器298包括收发器48，所述收发器48位于所述壳体12内，并与所述处理器22和网络66通信，以向网络66发送和从网所述络66接收仅数据，但不包括文本。所述通信器298包括输入300，所述输入300位于所述壳体12内，并与所述处理器22通信，其提供触发信号至所述处理器22。所述通信器298包括警报302，所述警报302与所述壳体12接触，并与所述处理器22通信，当收发器48接收警报302信号时，所述警报被所述处理器22所驱动。所述通信器298包括追踪部分310，所述追踪部分310位于所述壳体12内，其提供了由所述收发器传输到网络的追踪信号，通过这样，连同通信器298的ID，所述壳体在矿井中的位置便可确定。所述收发器48传输ID和追踪信号至网络66，到通信节点206，优选为最近的节点206，随后至远程站68。所述追踪部分310可为CC1110的部分。所述CC1110是现售的收发器，并通过测量优选为最接近收发器48的CommTrac节点205的信号强度来提供追踪能力，其位置为已知的，并存储在远程站68的服务器上。信号强度通过网络66发送到服务器，并使用服务器的三角测量。所述服务器接收信号强度，确定收发器48的位置，如以下所详细描述的，并已经作为CommTrac网络66的一部分。

所述输入300包括单个按钮304。所述警报302可为第一LED306，当所述收发器48接收了警报302信号时，所述第一LED306发光。所述警报302可为多个LEDs306，当所述收发器48接收了警报302信号时，所述多个LEDs发光。可以没有显示器38，没有键盘或键座，只有单一的按钮304。

触发信号可为固定形状的信号，其持续时间对应于按钮304所驱动的时间。处于收发器48的收听周期中的收听间隔期间，只有当收到警报302信号时才驱动所述警报302。对应于按钮304的驱动长度和驱动频率，按钮304的驱动会引起所述处理器22通过收发器48来产生指示器信号至网络66。

当所述通信器298位于通信节点的预定距离时，所述收发器48可通过处理器22改变其设置，使得所述通信器48没有被通信节点所饱和。当所述通信器298从所述通信节点的表面区域迁移至仅为地下通信节点时，所述处理器22可通过所述收发器48将关于矿井中存在通信器298的消息的核查信息传输到网络66。

本发明涉及一种在矿井中与矿工通信的方法。所述方法包括通过无线传输网络66将警报302信号无线传输到被矿工所佩戴的矿工通信器298的步骤。所述通信器298只可接受数据，不可接受声音。还有通过通信器298来接收警报302信号的步骤。还有在应对通信器298接收警报302信号时，由所述通信器298的处理器22来驱动通信器298的警报302的步骤。还有驱动通信器298按钮304的步骤，以引起传输器将关于矿工装填的指示器信号从所述通信器298处传输到网络66处，且所述指示信号为通信器298的id或与所述通信器298的位置有关的信息，所述通信器298没有显示器38或键盘。

与用户，例如矿工通信的通信器298，提供了用户和监控站之间的有限但重要的信息。这些有限信息的转移是双向的，以提供有关用户信息至远程站68，并提供用户一些重要的紧急警报信息。该通信器298非常轻便，使得可被用户轻易地携带或穿戴，且为电力驱动的。

所述通信器298以预定间隔在网络66上向远程站68无线地发送报告了ID的位置消息、通过提供由通信器298从矿井中最接近的可操作通信节点206接收的信号的信号强度得到的当前位置数据、最接近的可操作通信节点206的ID和可能电池电量、以事件信息，从而使得矿工可被追踪。所述网络66为CommTrac网络66或CommTrac网络66，其由CommTrac66和WiFi网络66构成，如上所述，所述通信器298将收听在不同预定时间间隔上发送至其的任何信息。

所述通信器298包括处理器22，例如PIC24，以及收发器48，例如CC1110，并可为CIM72，其操作已在上文关于无线气体监控器10的操作中有所讨论。CommTrac网络66与通信器298同步，使得当通信器298在合适的预定间隔发送信息或接受信息时，CommTrac网络66便知道在合适的时间表内发送或接受分别的信息。

当所述通信器298位于Commtrac节点的预定距离内时，所述收发器48减弱大约10db，而其RSSI数值也以相等的数量向上调节。这是处理非常接近于通信器298以及使所述收发器48饱和的CommTrac节点的情况。如果通信器298接近于CommTrac节点时候，所述收发器48的传输电力同样减少了10db，以防止使所述CommTrac节点收发器48饱和。

在通信器298收听以接收信息的期间，使用矿井-宽度警报状态位元来确定紧急状态的存在。这些位元必须在至少两个预定收听期间的收听间隔内被检测，才被认为有效。通过在至少两个预定收听期间的收听间隔内要求被通信器298接收的信息，来获得这些位元，这样减少了错误警报的可能性。当预定收听期间没有任何一个收听间隔内不具有这些位元时，警报状态被认为不存在。

当所述通信器298识别到矿井-宽度警报时，在设备上的灯优选地以独特的方式来闪烁。在识别出矿井-宽度警报时，矿工会一次，两次或三次地按下按钮304来指示矿工的状态。例如，如果按钮被按下一次，意味着矿工是安全的。如果按钮304被连续按下两次，意味着矿工被困。如果矿工连续地按下三次按钮304，意味着矿工受伤。矿工可两次按下按钮304，之后等候几秒钟再按下三次来表明其被困或受伤。所述通信器298会发出具有位置信息的紧急回应承认，来表明矿工的回应。所述灯可为几个不同颜色的LED306。

快速按下按钮304可进行通信核查和电池状态更新。保持按下按钮304至延长时期，或在短期内多次按下按钮304可用于触发紧急信息。保持按下按钮304至延长时期可去除这种状态。两次快速按下按钮304使LED306闪光器开或关。回应于矿井-宽度警报信息，一次，两次或三次按下表明用户回应状态。

使用收听间隔中的一位元接收信息来表明CommTrac节点是否表面节点。从表面节点的地区迁移仅到地下节点触发设备发出核查消息。检查消息在转移到其它方向时被传输-只有当收听到表面节点，且设备正式处于“核查”状态时才传输检查信息。所述设备只有等待网络66水平的承认，该承认指明核查/合格信息使其成功至CommTrac节点。所述设备不需要等待核查/合格的承认。

对于通信核查，在快速按下按钮304之后，LEDs306立即闪烁一次提供反馈。在短脉冲后，一系列的1-3LED306闪烁表明电池寿命(1-很快需要替换，2-中等寿命，3-新电池)。在另一个脉冲之后，第二系列的闪烁表明节点的强度(1-弱，3-强)。LEDs306以可指示紧急状态的方式来闪烁。例如，a-在两个闪烁之间具有停顿是表明紧急状态。LEDs306以仅用于视觉警报的基本方式来闪烁。在矿井-宽度警报信息期间，LEDs306的闪烁方式要使其非常清楚地表明设备处于警报状态。

通信器298的壳体的长宽高尺寸为小于110mmx210mmx50mm，并优选为约72mmx165mmx20mm。重量小于150gm，并优选为约75gm。

本发明涉及一种无线网络的矿工设备450，如图18和21所示。所述设备450具有被矿工携带的壳体12。所述设备450包括位于所述壳体12内的追踪部分310，所述追踪部分310将与矿工位置有关的信息无线传输至网络66。所述设备450包括电池14，所述电池位于所述壳体12内，并与所述追踪部分310连接，用于为所述追踪部分310供电。所述设备包括帽灯400，所述帽灯400与所述电池14电连接，并由所述电池14供电来提供灯光。所述帽灯400被矿工所穿戴。

所述追踪部分310可为部分的收发器48，如上所述，并如上所述地确定所述壳体12的位置。

本发明涉及一种无线网络66的矿工设备450，如图19和21所示。所述设备450包括壳体12，所述壳体被矿工所携带。所述设备450包括追踪部分310，所述追踪部分310位于所述壳体12内，无线传输有关矿工位置的信息至网络。所述设备450包括电池14，所述电池14位于所述壳体12内，并与所述追踪部分310连接，所述电池14驱动所述追踪部分310。所述设备450包括接近装置402，所述接近装置402与所述电池14电连接，并置所述壳体12内，并由所述电池14供电，当矿工太接近所述接近检测器404时，可提供可检测的存在至接近检测器404，所述接近装置402被所述矿工所携带。

本发明涉及一种无线网络的矿工设备450，如图20和21所示。所述设备包括一个壳体12，所述壳体被矿工所携带。所述设备450包括追踪部分310，所述追踪部分310位于所述壳体12内，其用于无线传输有关矿工位置的信息至网络66。所述设备450包括电池14，所述电池14位于所述壳体12内，并与所述追踪部分310连接，所述电池14驱动所述追踪部分310。所述设备450包括接近装置，所述接近装置与所述电池14电连接，并位于所述壳体12内，所述接近装置被所述电池14驱动，以在矿工太接近所述接近检测器时提供可检测的存在至所述检测器。所述接近装置被矿工所佩戴。设备450包括帽灯400，所述帽灯400与所述电池14电连接，并由所述电池14供电以提供灯光。所述帽灯400被矿工所佩戴。追踪、灯光和接近的这些装置一起称为TPL。

本发明涉及一种使矿工穿过矿井的方法。所述方法包括利用矿工佩戴的壳体12内的电池14，来点亮矿工头部的帽灯400的步骤。还包括从所述壳体12处发送有关矿工在矿井中的位置信息的信息的步骤，其通过壳体中的追踪部分310来辨别，使得矿工在矿井中行走时可被追踪。还包括利用与机器连接的接近传感器来停止机器的步骤，因为接近传感器已感测到壳体12内的接近装置在与所述接近装置的预定距离范围内。

以下信息可包含在从接近检测器404处发出的信息。所述信息可包括关于接近检测器404的发生器的健康的至少一个字节。所述信息包括矿工足够接近所述接近检测器404而引起的警报的至少一个字节，其中所述警报足以有效停止与所述接近检测器404连接的机器的运作。所述信息可包括辨别发生器磁场强度的至少一个字节。所述信息可包括辨别矿工的接近装置402的ID的至少一个字节，例如为个人警报装置(PAD)，该信息可触发取决于接近装置402有多接近所述检测检测器404的警报和危险。所述信息可包括辨别接近装置402的电池强度的至少一个字节，该信息可触发警报或危险。所述接近装置402和接近检测器404在StrataProductsWorldwide,LLC,SandySprings,Georgia,USA处销售。PAD发出ID信号至接近检测器404，使得接近检测器404知道PAD的ID，其触发可有效关掉机器的警报或危险。

本发明涉及一种与机器475连接的接近检测器404，如图21所示。所述用于检测矿工存在的检测器404包括发生器477，所述发生器477产生磁场。所述检测器404包括处理器22。所述检测器404包括收发器48，用于发出由所述处理器产生的消息，所述消息具有关于发生器的健康状况、矿工的PAD的ID的信息，所述消息已触发了可有效停止机器475运作的警告或危险。

优选地，追踪部分310为CIM72，而无线网络66为CommTrac网络66。在一个实施例中，所述CIM72和电池14位于所述壳体12内，且所述壳体12与帽灯400连接，其中从所述壳体12内伸出的电线通过帽的插孔延伸到灯处，来启动所述灯。在另一个实施例中，所述壳体12位于矿工的口袋或带有扣子的皮带上，而电线从所述电池14延伸，穿过壳体12，到达帽灯400的背部，并与所述帽灯插孔连接来启动所述灯。所述帽可为标准的矿工头盔，并经过整改而具有插孔来接收来自壳体12中电池14的电线。

在一个可替换的实施例中，CIM72和电池14沿着所述接近装置402，位于所述壳体12内，所述电池14驱动所述CIM72和接近装置402，使得接近检测和矿工的追踪可位于被矿工佩戴的壳体12内。

在另一个实施例中，CIM72，电池14和接近装置402都位于所述壳体12内，其中的电池14驱动所述CIM72和接近装置402。此外，从所述电池14延伸并穿出壳体12至被矿工所佩戴的帽灯400的背后的电线为所述灯供电。

附图22和23为矿工通信器298的简要电路图，以下为所述通信器298的零件清单。形成CIM72的处理器22和收发器48的操作都是一样的，但所述通信器298的特点具有额外的电路。所有的这些零件本身都是已知的，并可被零件的标记，说明以及厂商辨认。图24为具有如图22和23中所述的电路的电路板的俯视图。

图25-28为矿工设备450的简要电路图，以下是矿工设备450的零件清单。形成CIM72的处理器22和收发器48的操作都是一样的，但所述矿工设备450的特征具有额外的电路。所有的这些零件本身都是已知的，并可通过它们的零件号码，描述和厂商来辨认。

图29为矿工设备450，尤其是TPL的分解图，所述壳体12将所述追踪部分310装入箱内，其包括如图25-28中所展示的电路，其中包括CIM72。具有作为标准接近装置402的接近装置402，其为已知的，并存在于StrataProductsWorldwide,LLC销售的接近装置中。还具有电池14和电路602，其中所述电池、追踪部分310和接近检测器402通过所述电路602与壳体12内的端子600连接。还具有数据端口盖606，所述数据端口盖606覆盖了端口，如果需要的话，软件操作可在所述设备450内通过所述端口重新编程。还具有盖板612，其覆盖了壳体12外部的端子600。在盖612中，有一个电线端口604，来自端子600的电线通过所述电线端口604延伸至所述帽灯400，为所述帽灯400的部件供电并对其进行触发。

图30为所述端子600的近视图。来自端子607的电线延伸来对位于帽灯400中的灯供电。来自端子608的电线延伸到电池14来接收来自所述电池14的电力。来自端子609的电线延伸到帽灯400中的LED，来启动所述LED。来自端子610的电线延伸到帽灯400的音响器处，使得当矿工接近所述接近检测器404时制造提醒矿工的声响，并触发警报或危险状态。端子611接收来自帽灯400的电线，并提供地面或来自帽灯400的返回。

虽然以上详细说明了本发明的实施例仅用于举例。本领域的技术人员应当理解在不偏离本发明精神的情况下可对本发明进行变形。

Claims (45)

1.一种用于矿井气体的通信网络监控器，包括：

壳体；

位于所述壳体内的电池；

气体传感器部分，所述气体传感器部分由所述电池供电，并与所述电池电通信，所述气体传感器部分检测矿井中的第一气体以及与所述第一气体不同的至少一种第二气体；

警报部分，所述警报部分位于所述壳体内，由所述电池供电，并与所述电池电通信，当所述气体传感器部分感测到第一或第二气体的其中之一高于一预定阈值时，所述警报部分发出视觉警报和听觉警报；

无线通信部分，所述无线通信部分位于所述壳体内，由所述电池供电，并与所述电池和传感器部分电通信，所述无线通信部分从所述壳体处发出无线信号至矿井中的网络，所述信号为所述气体传感器部分感测到第一或第二气体的其中之一；以及

处理器，所述处理器位于所述壳体内，由所述电池供电，并与所述无线通信部分、警报部分、传感器部分以及电池电通信。

2.根据权利要求1所述的监控器，其特征在于，所述气体传感器部分包括0～100％体积的全量程甲烷传感器，且所述无线通信部分从所述壳体处无线传输被所述传感器感测到的矿井中的甲烷的甲烷值。

3.根据权利要求1所述的监控器，其特征在于，所述气体传感器部分包括一氧化碳传感器和H₂S传感器，且所述无线传输部分从所述壳体处无线传输被所述传感器部分感测到的矿井中碳的一氧化碳值，以及被所述传感器部分感测到的矿井中的H₂S的H₂S数值。

4.根据权利要求1所述的监控器，其特征在于，所述处理器接收来自所述气体传感器部分的气体值信号，并将所述气体值信号转换成气体值的转换信号形式，所述转换信号可从所述壳体处被通信部分无线发送。

5.根据权利要求1所述的监控器，其特征在于，所述通信部分包括与所述处理器通信的收发器。

6.根据权利要求5所述的监控器，其特征在于，所述通信部分包括放大器，所述放大器具有与所述收发器通信的内部天线。

7.根据权利要求6所述的监控器，其特征在于，所述处理器将气体值的转换信号形式提供至收发器，所述收发器随后通过放大器和内部天线从所述壳体无线传输所述气体值的转换信号形式。

8.根据权利要求1所述的监控器，其特征在于，所述警报部分包括视觉警报和听觉警报，所述处理器接收来自气体传感器部分的警报信号，并基于所述警报信号启动所述视觉警报和听觉警报。

9.一种用于矿井气体的通信网络监控器，包括：

壳体；

位于所述壳体内的电池；

气体传感器部分，所述气体传感器部分由所述电池供电，并与所述电池电通信，所述气体传感器部分检测矿井中的第一气体以及与所述第一气体不同的至少一种第二气体；

无线通信部分，所述无线通信部分位于所述壳体内，由所述电池供电，并与所述电池和传感器部分电通信，所述无线通信部分从所述壳体处发出无线信号至矿井中的网络，所述信号为所述气体传感器部分感测到第一或第二气体的其中之一；

至少一个用于连接远程装置的输入，所述输入提供了关于远程装置的状态信号，所述信号是通过无线通信部分从检测器处传输的；以及

处理器，所述处理器位于所述壳体内，由所述电池供电，并与所述无线通信部分、所述输入、所述传感器部分和电池进行电通信。

10.一种用于监控矿井中的气体的方法，该方法包括以下步骤：

利用气体传感器部分检测矿井中的第一气体、以及与所述第一气体不同的至少一种第二气体，所述气体传感器部分由电池供电，并与所述电池电通信，所述气体传感器部分和所述电池置于所述壳体内；

当所述气体传感器部分感测到所述第一或第二气体的其中之一高于一预定阈值时，利用警报部分发出视觉警报和听觉警报，所述警报部分由电池供电并置于所述壳体内，且所述警报部分与所述电池电通信；

利用无线通信部分从所述壳体发出关于所述气体传感器部分感测到所述第一或第二气体中的一种气体的无线信号，所述无线通信部分置于所述壳体内并由所述电池供电，且所述无线通信部分与所述电池和传感器部分电通信。

11.用于矿井气体的通信网络的监控器，其特征在于，所述监控器包括：

壳体；

置于所述壳体内的电池；

气体传感器部分，所述气体传感器部分由所述电池供电，并与所述电池电通信，所述气体传感器部分监控矿井中的第一气体以及与所述第一气体不同的至少一种第二气体；

端子部分，所述端子部分包括两种状态：输出配置状态，其中输出信号从所述处理器发送到第一装置，以及输入配置状态，其中接收来自第二装置的输入信号；

置于所述壳体内的无线通信部分，所述无线通信部分由电池供电，并与所述电池和传感器部分电通信，所述无线通信部分从所述壳体发出关于所述气体传感器感测到第一或第二气体中的无线信号；

置于所述壳体内的处理器，所述处理器由电池供电，并与无线通信部分、警报部分、传感器部分和电池进行电通信。

12.一种用于监控地下气体的系统，系统包括：

监控器，所述监控器检测位于地下隧道的气体，并确定气体的气体值，所述监控器具有听觉警报和视觉警报，所述听觉警报和视觉警报在检测气体高于一预定值时启动，以及收发器，所述收发器传输气体值；

隧道中的无线电信网络，来自所述监控器的所述气体值在所述无线电信网络中传输；以及

远程站，所述远程站从所述网络接收气体值。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述收发器从所述网络接收信号，以改变要由所述监控器确定的气体的警报状态的设置点。

14.矿井中的通信系统，包括：

仅发送数据的数据网络；

矿井中的无线网络，在所述无线网络上双向发送声音和数据；以及

多个节点，所述节点的分布和相互间隔形成了数据网络和无线网络，每个节点包括：数据部分，所述数据部分在数据网络上接收和发送数据；无线部分，所述无线部分在所述无线网络上接收和发送声音信号；以及电源部分，所述电源部分与所述数据部分和所述无线部分电通信，所述电源部分驱动所述数据部分和无线部分。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述数据网络上的数据包括个人的追踪信息。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述数据网络上的数据在所述多个节点的至少一个节点处发送和接收，且数据网络是双向的。

17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，来自所述数据网络的数据在数据网络和无线网络上发送。

18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，每个节点包括数据转换器，所述数据转换器与所述数据部分和无线部分通信，所述数据转换器将来自数据网络的数据转换成可在无线网络上传输的传输信号。

19.矿井中的数据网络和无线网络的通信节点，所述通信节点包括：

壳体；

数据部分，所述数据部分位于所述壳体内，其在矿井的数据网络上接收数据；

无线部分，所述无线部分位于所述壳体内，其在矿井的无线网络上接收和发送声音信号；

电源部分，所述电源部分位于所述壳体内，并与所述数据部分和无线部分电通信，所述电源部分驱动所述数据部分和无线部分；以及

数据转换器，所述数据转换器位于所述壳体内，并与所述数据部分和无线部分通信，所述数据转换器将来自数据网络的数据转换成在无线网络上传输的传输信号。

20.根据权利要求19所述的节点，其特征在于，所述无线部分包括第一无线电设备，所述第一无线电设备位于所述壳体内，以传输所述传输信号。

21.根据权利要求20所述的节点，其特征在于，所述无线部分包括开关，所述开关位于所述壳体内，与所述第一无线电设备和数据转换器通信。

22.根据权利要求21所述的节点，其特征在于，所述无线部分包括外部光纤连接器，所述外部光纤连接器与所述开关通信，以便与所述外部光纤连接，从而传输所述传输信号

23.一种在矿井中通信的方法，该方法包括以下步骤：

在矿井中的多个节点的第一节点的数据部分处无线地接收来自数据网络的数据，所述数据网络只发送数据，所述多个节点分布并相互间隔，形成了数据网络和无线网络；

利用与所述数据部分通信的数据转换器将来自所述数据网络的数据转换成传输信号，所述传输信号在所述无线网络上传输，所述无线网络双向地传输和接收声音和数据；

利用所述第一节点的无线部分在无线网络上传输来自所述第一节点的传输信号；以及

利用电源部分来驱动所述数据部分和所述无线部分，所述电源部分与所述数据部分和所述无线部分电通信。

24.矿井中的通信网络的矿工通信器，该矿工通信器包括：

壳体；

位于所述壳体内的处理器；

收发器，所述收发器位于所述壳体内，并与所述处理器和网络通信，以将仅仅数据发送至网络或从所述网络中接收仅仅数据，所述数据不包括文本；

输入，所述输入位于所述壳体内，并与所述处理器通信，所述输入提供触发信号给处理器；警报器，所述警报器与所述壳体接触，并与所述处理器通信，当警报信号被收发器接收时，所述警报器被所述处理器驱动；以及

追踪部分，所述追踪部分位于所述壳体内，其提供被收发器传输到网络的追踪信号，从该追踪信号确定矿井中的壳体的位置。

25.根据权利要求24所述的通信器，其特征在于，所述输入仅为单个按钮。

26.根据权利要求25所述的通信器，其特征在于，所述警报器为第一LED，当警报信号被所述收发器接收时，所述第一LED发光。

27.根据权利要求26所述的通信器，其特征在于，所述警报器为多个LEDs，当所述警报信号被所述收发器接收时，所述多个LED发光。

28.根据权利要求27所述的通信器，其特征在于，没有显示器。

29.根据权利要求28所述的通信器，其特征在于，所述触发信号为固定形状的信号，其持续时间对应于按钮启动着的时间。

30.根据权利要求29所述的通信器，其特征在于，只有当处于收听期间的两个收听间隔时间段内所述警报信号被接收时，所述警报器才被驱动。

31.根据权利要求30所述的通信器，其特征在于，所述按钮的启动引起所述处理器根据按钮的启动长度和启动频率，通过所述收发器产生指示信号给网络。

32.根据权利要求31所述的通信器，其特征在于，当所述通信器位于通信节点的预定距离范围内时，所述收发器的设置通过处理器来改变，使得所述收发器不会被所述通信节点所饱和。

33.根据权利要求32所述的通信器，其特征在于，当所述通信器从表面通信节点地区迁移到仅地下通信节点时，所述处理器通过收发器将关于所述通信器出现在矿井中的消息的核查信息传输至网络。

34.根据权利要求33所述的通信器，其特征在于，所述追踪部分为收发器的一部分。

35.根据权利要求34所述的通信器，其特征在于，所述壳体的长宽高尺寸分别小于110mm、210mm、50mm，其重量小于150gm。

36.用于在矿井中与矿工通信的方法，该方法包括以下步骤：

通过无线通信网络来无线发送警报信号至矿工通信器，所述矿工通信器由矿井中的矿工佩带，所述通信器只能接收数据而不是声音；

通过通信器来接收警报信号；

响应于通信器接收到警报信号，通过所述通信器的处理器来启动所述通信器的警报；以及

启动通信器的按钮，使得传输器从通信器处将关于矿工状况的指示器信号传输到网络，所述指示器信号是通信器的id和与矿井中的通信器的位置相关联的信息，所述通信器没有显示器或键盘。

37.用于在石油或天然气钻井中监控气体的系统，该系统包括：

监控器，所述监控器检测钻井中的气体，并确定气体的气体值，所述监控器具有听觉警报和视觉警报，当所检测的气体高于一预定值时，所述听觉警报和视觉警报启动，以及收发器，所述收发器传输气体值；

无线电信网络，来自所述监控器的气体值在所述无线电信网络上传输；以及

远程站，所述远程站从所述网络接收气体值。

38.根据权利要求37所述的系统，其特征在于，所述远程站包括接收器，该接收器接收来自网络的气体值；处理器，所述处理器与所述接收器通信，并接收来自接收器的气体值；还包括与所述处理器通信的显示器，当所述气体值高于一预定水平时，所述处理器在所述显示器上显示警报指示。

39.一种远程站，所述远程站接收来自无线网络的气体值，所述远程站包括：

接收器，所述接收器无线接收来自网络的气体值；

处理器，所述处理器与所述接收器通信，其接收来自所述接收器的气体值；以及

显示器，所述显示器与所述处理器通信，当所述气体值高于一预定水平时，所述处理器在所述显示器上显示警报指示。

40.根据权利要求39所述的远程站，其特征在于，所述远程站包括壳体，所述处理器和所述接收器位于所述壳体内，而显示器位于所述壳体的面上。

41.无线网络的矿工设备，包括：

被矿工所携带的壳体；

追踪部分，所述追踪部分位于所述壳体内，其将关于矿工位置的信息无线传输至网络；

电池，所述电池位于所述壳体内，并与所述追踪部分连接，其驱动所述追踪部分；以及

帽灯，所述帽灯与所述电池电连接，其由所述电池供电以提供灯光，所述帽灯被矿工穿戴。

42.无线网络的矿工设备，该矿工设备包括：

被矿工所携带的壳体；

追踪部分，所述追踪部分位于所述壳体内，其将关于矿工位置的信息无线传输至网络；

电池，所述电池位于所述壳体内，并与所述追踪部分连接，所述电池为所述追踪部分供电；以及

接近装置，所述接近装置与所述电池电连接，并位于所述壳体内，所述接近装置由所述电池供电，以当矿工太接近一接近检测器时为所述接近检测器提供可检测的存在，所述接近装置被矿工穿戴。

43.无线网络的矿工设备，该矿工设备包括：

被矿工所携带的壳体；

追踪部分，所述追踪部分位于所述壳体内，其将有关于矿工位置的信息无线传输至网络；

电池，所述电池位于所述壳体内，并与所述追踪部分连接，其驱动所述追踪部分；

接近装置，所述接近装置与所述电池电连接，并位于所述壳体内，所述接近装置由所述电池供电，以当矿工太接近一接近检测器时为所述接近检测器提供可检测的存在，所述接近装置被矿工穿戴；以及

帽灯，所述帽灯与所述电池电连接，其由所述电池供电以提供灯光，所述帽灯被矿工穿戴。

44.用于使矿工在矿井中移动的方法，该方法包括以下步骤：

利用位于由矿工携带的壳体内的电池，对矿工头上的帽灯供电以使其发光壳体；

从所述壳体发送有关位置的信息，以使矿工在矿井中移动时可被追踪；以及

由于与机器连接的接近传感器已感测到所述壳体内的接近装置进入离接近装置为预定距离内，因此，通过所述接近传感器来停止机器壳体。

45.与机器连接的接近检测器，所述接近检测器用于检测矿工的存在，所述接近检测器包括：

发生器，所述发生器产生磁场；

处理器；以及

收发器，其用于发送由处理器产生的消息，所述消息具有关于发生器的健康以及矿工的PAD的ID的信息，且所述消息已触发了有效停止机器运作的警报或危险。