CN108757040B - 一种矿山安全监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿山安全监控系统。该系统包括：固定监控装置、红外传感器、移动监控装置、摄像装置、无线通信网络和服务器。本发明通过无线通信网络将矿井上下联系起来，通过设置固定监控装置、移动监控装置和摄像装置对矿区内环境参数和人员位置信息进行实时监控，实现了监控系统的联动管理，使整体自动化和信息化水平提高；通过实时获取矿区内多种类型的环境数据，确定对应类型的环境安全等级和对应类型危险区域范围，并当环境安全等级存在危险级别时，控制监控传感器组所在区域的多个红外传感器开启监测人员接近信号和向对应区域的固定监控装置发出报警信号，从而实现了危险源种类和危险范围的准确预测，能更好的对矿山事故进行预防。
Description
技术领域
本发明涉及矿山安全领域，更具体的涉及一种矿山安全监控系统。
背景技术
近年来，矿山事故的数量不断增加，矿山安全生产事关人民群众的生命和财产安全，一直受到各级政府主管部门高度重视。矿井下工作环境恶劣，地质情况复杂，随时可能充斥各种有害气体，透水及冒顶等危险事故也可能随时发生，因此，需要建立一套安全监测监控系统，实时监控井下各类安全环境数据，从而保障矿井的安全。
为了降低矿山事故，矿产企业配置了多种监控系统，如视频监控、危害气体监控和矿车监控等。但已有的监控系统各自独立，不能联动，整体的自动化与信息化水平相对较低，并且是对危险源种类和范围的预测不够准确，不能更好的矿山事故进行预防。
综上所述，现有技术中的矿山安全监控系统，存在整体自动化水平低好、及对危险源种类和危险范围的预测不够准确的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种矿山安全监控系统，用以解决现有技术中存在整体自动化水平低好、及对危险源种类和危险范围的预测不够准确的问题。
本发明实施例提供一种矿山安全监控系统，包括：多个固定监控装置、多个红外传感器、移动监控装置、摄像装置、无线通信网络和服务器，每个所述固定监控装置分别与对应区域的多个所述红外传感器电连接，多个所述固定监控装置均与所述移动监控装置电连接，以及所述固定监控装置、所述移动监控装置和所述摄像装置均通过所述无线通信网络与所述服务器电连接；
多个所述固定监控装置分别布设在矿区内的墙壁上，且所述固定监控装置包括：监控传感器组、环境安全分析模块、危险区域锁定模块、红外控制模块和报警模块；
所述监控传感器组，用于采集矿区内多种类型的环境数据；所述环境安全分析模块，用于将采集的多种类型的环境数据分别与预设的对应类型的安全环境数据进行比较，并确定对应类型的环境安全等级；所述危险区域锁定模块，用于根据所述监控传感器组中各类型传感器的监测范围和环境安全等级中危险级别对应的环境数据类型，确定对应类型危险区域范围；所述红外控制模块，用于当所述监控传感器组所在区域的环境安全等级存在危险级别时，控制所述监控传感器组所在区域的多个所述红外传感器开启；所述报警模块，用于当所述监控传感器组所在区域的环境安全等级存在危险级别时，向对应区域的所述固定监控装置发出报警信号；
多个所述红外传感器分别布设在矿区内，且所述红外传感器，用于获取人员接近信号；
所述移动监控装置携带于人员身上，且所述移动监控装置包括：RFID标签、路线导入模块、导航模块、定位模块、报警类型显示模块和求救模块；
所述RFID标签，用于存储携带所述移动监控装置的人员身份信息；所述路线导入模块，用于将所述服务器规划的行动路线信息或矿区内地图信息通过USB接口导入至所述移动监控装置中；所述导航模块，用于根据规划的路线信息或矿区内地图信息进行路线导航；所述定位模块，用于实时获取矿区内人员的位置信息；所述报警类型显示模块，用于实时显示人员所在区域的所有环境数据值和与危险级别对应的环境数据类型；所述求救模块，用于通过求救按钮向所述服务器发出求救信号；
所述摄像装置设置在人员的安全帽上，且所述摄像装置，用于获取人员所在环境的影像；
所述无线通信网络，用于按照求救信号最高优先级的通讯协议进行所述固定监控装置、所述移动监控装置和所述摄像装置分别与所述服务器的通信；
所述服务器包括：RFID阅读模块、身份验证模块、路线规划模块、路线导出模块、安全监管模块、危险报警模块和数据库；
所述RFID阅读模块，用于读取所述RFID标签内的人员身份信息；所述身份验证模块，用于将读取的人员身份信息与所述数据库中的人员身份信息进行匹配身份验证；所述路线规划模块，用于根据所述数据库中的矿区地图信息，预先对矿区内的行动路线进行规划；所述路线导出模块，用于将规划的行动路线信息或矿区内地图信息通过USB接口导出至所述移动监控装置中；
所述安全监管模块包括：环境安全监管单元和人员安全监管单元；所述环境安全监管单元，用于对采集的矿区内多种类型的环境数据、对应类型的环境安全等级和对应类型危险区域范围进行图表可视化监管；所述人员安全监管单元，用于对通过所述定位模块实时获取的矿区内人员位置信息和人员所在区域影像信息进行三维图像可视化监管；
所述危险报警模块包括：地上报警单元和地下报警单元；所述地上报警单元，用于根据矿区内多种类型的环境数据、对应类型的环境安全等级、对应类型危险区域范围、人员位置信息和人员所在区域影像信息，通过不同颜色的指示灯和报警器进行安全报警；所述地下报警单元，用于当人员偏离规划的路线或矿区内地图中安全路线时，向所述移动监控装置发出报警信号；
所述数据库包括：人员身份信息数据库和矿区地图信息数据库。
进一步地，所述移动监控装置设置在挂牌内，且所述挂牌上设置有显示屏、扬声器和求救按钮。
进一步地，所述监控传感器组包括：瓦斯传感器、有害气体传感器、风速传感器、粉尘浓度传感器和矿温矿压传感器。
进一步地，所述有害气体传感器包括甲烷浓度传感器、一氧化碳浓度传感器和二氧化碳浓度传感器。
进一步地，所述环境安全等级包括：安全级别和危险级别。
进一步地，所述人员身份信息包括：姓名、编号、身份证号、手机号、头像信息、指纹信息中的一种或多种。
本发明实施例中，提供一种矿山安全监控系统，与现有技术相比，其有益效果如下：
本发明通过无线通信网络将矿井上下联系起来，通过设置在矿区内的多个固定监控装置、移动监控装置和摄像装置对矿区内的环境参数和人员位置信息进行实时监控，从而实现了监控系统的联动管理，使整体自动化和信息化水平提高，且提高了数据传输效率；通过实时获取矿区内多种类型的环境数据，确定对应类型的环境安全等级和对应类型危险区域范围，并当环境安全等级存在危险级别时，控制监控传感器组所在区域的多个红外传感器开启监测人员接近信号和向对应区域的固定监控装置发出报警信号，从而实现了危险源种类和危险范围的准确预测，实时性强，能更好的对矿山事故进行预防。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种矿山安全监控系统整体原理框图；
图2为本发明实施例提供的固定监控装置原理框图；
图3为本发明实施例提供的移动监控装置原理框图；
图4为本发明实施例提供的服务器原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明实施例提供的一种矿山安全监控系统，包括：多个固定监控装置1、多个红外传感器2、移动监控装置3、摄像装置4、无线通信网络5和服务器6，每个固定监控装置1分别与对应区域的多个红外传感器2电连接，多个固定监控装置1均与移动监控装置3电连接，以及固定监控装置1、移动监控装置3和摄像装置4均通过无线通信网络5与服务器6电连接。
本发明通过无线通信网络将矿井上下联系起来，通过设置在矿区内的多个固定监控装置1、移动监控装置3和摄像装置4对矿区内的环境参数和人员位置信息进行实时监控，从而实现了监控系统的联动管理，使整体自动化和信息化水平提高。
参见图2，本发明实施例中的多个固定监控装置1分别布设在矿区内的墙壁上，且固定监控装置1包括：监控传感器组11、环境安全分析模块12、危险区域锁定模块13、红外控制模块14和报警模块15。
需要说明的是，上述监控传感器组11包括：瓦斯传感器111、有害气体传感器112、风速传感器113、粉尘浓度传感器114和矿温矿压传感器115等。其中，有害气体传感器112包括甲烷浓度传感器、一氧化碳浓度传感器和二氧化碳浓度传感器。
上述固定监控装置1中的各模块具体功能描述如下：
监控传感器组11，用于采集矿区内多种类型的环境数据；环境安全分析模块12，用于将采集的多种类型的环境数据分别与预设的对应类型的安全环境数据进行比较，并确定对应类型的环境安全等级；危险区域锁定模块13，用于根据监控传感器组11中各类型传感器的监测范围和环境安全等级中危险级别对应的环境数据类型，确定对应类型危险区域范围；红外控制模块14，用于当监控传感器组11所在区域的环境安全等级存在危险级别时，控制监控传感器组11所在区域的多个红外传感器2开启；报警模块15，用于当监控传感器组11所在区域的环境安全等级存在危险级别时，向对应区域的固定监控装置1发出报警信号。
需要说明的是，环境安全等级包括：安全级别和危险级别。
本发明通过实时获取矿区内多种类型的环境数据，确定对应类型的环境安全等级和对应类型危险区域范围，并当环境安全等级存在危险级别时，控制监控传感器组所在区域的多个红外传感器开启监测人员接近信号和向对应区域的固定监控装置发出报警信号，从而实现了危险源种类和危险范围的准确预测，能更好的对矿山事故进行预防。
多个红外传感器2分别布设在矿区内，且红外传感器2，用于获取人员接近信号。
参见图3，本发明实施例中的移动监控装置3携带于人员身上，且移动监控装置3包括：RFID标签31、路线导入模块32、导航模块33、定位模块34、报警类型显示模块35和求救模块36。
需要说明的是，移动监控装置3设置在挂牌内，且挂牌上设置有显示屏、扬声器和求救按钮。
上述移动监控装置3中的各模块具体功能描述如下：
RFID标签31，用于存储携带移动监控装置3的人员身份信息；路线导入模块32，用于将服务器6规划的行动路线信息或矿区内地图信息通过USB接口导入至移动监控装置3中；导航模块33，用于根据规划的路线信息或矿区内地图信息进行路线导航；定位模块34，用于实时获取矿区内人员的位置信息；报警类型显示模块35，用于实时显示人员所在区域的所有环境数据值和与危险级别对应的环境数据类型；求救模块36，用于通过求救按钮向服务器6发出求救信号。
需要说明的是，人员身份信息包括：姓名、编号、身份证号、手机号、头像信息、指纹信息中的一种或多种。
本发明通过随身携带的移动监控装置可以按照规划的路线信息或矿区内地图信息进行路线导航，且实时显示人员所在区域的所有环境数据值和与危险级别对应的环境数据类型，从而实现了危险源种类和危险等级的准确预测，其方便实用。
摄像装置4设置在人员的安全帽上，且摄像装置4，用于获取人员所在环境的影像。
无线通信网络5，用于按照求救信号最高优先级的通讯协议进行固定监控装置1、移动监控装置3和摄像装置4分别与服务器6的通信。
参见图4，服务器6包括：RFID阅读模块61、身份验证模块62、路线规划模块63、路线导出模块64、安全监管模块65、危险报警模块66和数据库67。
上述服务器6中的各模块具体功能描述如下：
RFID阅读模块61，用于读取RFID标签31内的人员身份信息。
身份验证模块62，用于将读取的人员身份信息与数据库67中的人员身份信息进行匹配身份验证。
路线规划模块63，用于根据数据库67中的矿区地图信息，预先对矿区内的行动路线进行规划。
路线导出模块64，用于将规划的行动路线信息或矿区内地图信息通过USB接口导出至移动监控装置3中。
安全监管模块65包括：环境安全监管单元651和人员安全监管单元652；环境安全监管单元651，用于对采集的矿区内多种类型的环境数据、对应类型的环境安全等级和对应类型危险区域范围进行图表可视化监管；人员安全监管单元652，用于对通过定位模块34实时获取的矿区内人员位置信息和人员所在区域影像信息进行三维图像可视化监管。
危险报警模块66包括：地上报警单元661和地下报警单元662；地上报警单元661，用于根据矿区内多种类型的环境数据、对应类型的环境安全等级、对应类型危险区域范围、人员位置信息和人员所在区域影像信息，通过不同颜色的指示灯和报警器进行安全报警；地下报警单元662，用于当人员偏离规划的路线或矿区内地图中安全路线时，向移动监控装置3发出报警信号。
数据库67包括：人员身份信息数据库671和矿区地图信息数据库672。
本发明通过射频技术获取进入矿区内人员的身份信息后进行身份验证，保证了进入矿区内人员的身份可靠，并且可以对进入矿区的路线进行预规划，提高行动效率，以及通过可视性在地面上实时对矿区内多种类型的环境数据、对应类型的环境安全等级、对应类型危险区域范围、人员所在区域和人员位置进行监控和危险预警，从而提高了安全监控的准确率和效率，为从而实现监控系统的联动管理，自动化和信息化管理提供了基础。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种矿山安全监控系统，其特征在于，包括：多个固定监控装置（1）、多个红外传感器（2）、移动监控装置（3）、摄像装置（4）、无线通信网络（5）和服务器（6），每个所述固定监控装置（1）分别与对应区域的多个所述红外传感器（2）电连接，多个所述固定监控装置（1）均与所述移动监控装置（3）电连接，以及所述固定监控装置（1）、所述移动监控装置（3）和所述摄像装置（4）均通过所述无线通信网络（5）与所述服务器（6）电连接；
多个所述固定监控装置（1）分别布设在矿区内的墙壁上，且所述固定监控装置（1）包括：监控传感器组（11）、环境安全分析模块（12）、危险区域锁定模块（13）、红外控制模块（14）和报警模块（15）；
所述监控传感器组（11），用于采集矿区内多种类型的环境数据；所述环境安全分析模块（12），用于将采集的多种类型的环境数据分别与预设的对应类型的安全环境数据进行比较，并确定对应类型的环境安全等级；所述危险区域锁定模块（13），用于根据所述监控传感器组（11）中各类型传感器的监测范围和环境安全等级中危险级别对应的环境数据类型，确定对应类型危险区域范围；所述红外控制模块（14），用于当所述监控传感器组（11）所在区域的环境安全等级存在危险级别时，控制所述监控传感器组（11）所在区域的多个所述红外传感器（2）开启；所述报警模块（15），用于当所述监控传感器组（11）所在区域的环境安全等级存在危险级别时，向对应区域的所述固定监控装置（1）发出报警信号；
多个所述红外传感器（2）分别布设在矿区内，且所述红外传感器（2），用于获取人员接近信号；
所述移动监控装置（3）携带于人员身上，且所述移动监控装置（3）包括：RFID标签（31）、路线导入模块（32）、导航模块（33）、定位模块（34）、报警类型显示模块（35）和求救模块（36）；
所述RFID标签（31），用于存储携带所述移动监控装置（3）的人员身份信息；所述路线导入模块（32），用于将所述服务器（6）规划的行动路线信息或矿区内地图信息通过USB接口导入至所述移动监控装置（3）中；所述导航模块（33），用于根据规划的路线信息或矿区内地图信息进行路线导航；所述定位模块（34），用于实时获取矿区内人员的位置信息；所述报警类型显示模块（35），用于实时显示人员所在区域的所有环境数据值和与危险级别对应的环境数据类型；所述求救模块（36），用于通过求救按钮向所述服务器（6）发出求救信号；
所述摄像装置（4）设置在人员的安全帽上，且所述摄像装置（4），用于获取人员所在环境的影像；
所述无线通信网络（5），用于按照求救信号最高优先级的通讯协议进行所述固定监控装置（1）、所述移动监控装置（3）和所述摄像装置（4）分别与所述服务器（6）的通信；
所述服务器（6）包括：RFID阅读模块（61）、身份验证模块（62）、路线规划模块（63）、路线导出模块（64）、安全监管模块（65）、危险报警模块（66）和数据库（67）；
所述RFID阅读模块（61），用于读取所述RFID标签（31）内的人员身份信息；所述身份验证模块（62），用于将读取的人员身份信息与所述数据库（67）中的人员身份信息进行匹配身份验证；所述路线规划模块（63），用于根据所述数据库（67）中的矿区地图信息，预先对矿区内的行动路线进行规划；所述路线导出模块（64），用于将规划的行动路线信息或矿区内地图信息通过USB接口导出至所述移动监控装置（3）中；
所述安全监管模块（65）包括：环境安全监管单元（651）和人员安全监管单元（652）；所述环境安全监管单元（651），用于对采集的矿区内多种类型的环境数据、对应类型的环境安全等级和对应类型危险区域范围进行图表可视化监管；所述人员安全监管单元（652），用于对通过所述定位模块（34）实时获取的矿区内人员位置信息和人员所在区域影像信息进行三维图像可视化监管；
所述危险报警模块（66）包括：地上报警单元（661）和地下报警单元（662）；所述地上报警单元（661），用于根据矿区内多种类型的环境数据、对应类型的环境安全等级、对应类型危险区域范围、人员位置信息和人员所在区域影像信息，通过不同颜色的指示灯和报警器进行安全报警；所述地下报警单元（662），用于当人员偏离规划的路线或矿区内地图中安全路线时，向所述移动监控装置（3）发出报警信号；
所述数据库（67）包括：人员身份信息数据库（671）和矿区地图信息数据库（672）。
2.如权利要求1所述的矿山安全监控系统，其特征在于，所述移动监控装置（3）设置在挂牌内，且所述挂牌上设置有显示屏、扬声器和求救按钮。
3.如权利要求1所述的矿山安全监控系统，其特征在于，所述监控传感器组（11）包括：瓦斯传感器（111）、有害气体传感器（112）、风速传感器（113）、粉尘浓度传感器（114）和矿温矿压传感器（115）。
4.如权利要求3所述的矿山安全监控系统，其特征在于，所述有害气体传感器（112）包括甲烷浓度传感器、一氧化碳浓度传感器和二氧化碳浓度传感器。
5.如权利要求1所述的矿山安全监控系统，其特征在于，所述环境安全等级包括：安全级别和危险级别。
6.如权利要求1所述的矿山安全监控系统，其特征在于，所述人员身份信息包括：姓名、编号、身份证号、手机号、头像信息、指纹信息中的一种或多种。
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