CN110191318A - 一种矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统，包括，无线音视频采集装置、无线通话装置、罐笼监控分站、至少一个无线信号接收分站、天线装置、蓄电池装置以及系统控制台；该安全预警系统可以实时采集井筒和巷道内指定位置和有关设施的视频图像、音频信息和传感器数据，进而对音频图像信息和传感器数据进行分析处理，对于异常信息进行安全预警，该系统还能够实现矿井任意位置和区域的全双工语音通信和系统安全广播。综上，该系统实现了立井井筒、罐笼、斜井绞车、轨道以及巷道内相关设施的实时监测和安全预警，保证了矿井内工作人员的安全。

Description

一种矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统

技术领域

本发明涉及矿山安全监测技术领域，具体涉及矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统。

背景技术

矿山提升设备是联系矿山井下和地面重要的大型生产运输设备,在矿山生产与运输中占有极其重要的地位,是矿山运输中的“咽喉设备”,主要包括立井提升设备和斜井提升设备，其任务是在矿山中沿井筒或斜井轨道提升煤炭、矿石、矸石、下放物料、升降人员和设备等。在工作中一旦发生故障,不仅影响到矿山的生产,而且危及人员的生命安全。因此借助可靠的通讯手段，实时监测提升设备的运行情况,发现问题并进行安全预警，及时解决问题,保障生命和财产的安全,至关重要。现有的监控系统具有一定的局限性,主要表现在通讯手段落后，监测盲区较多，设备日常检修效率不高，远程监测性能差等，导致设备运行与检修过程中无法实时通讯，提升系统关键位置与设施无法实时监测，出现问题无法实时预警，检修人员工作量繁多容易出错，管理人员无法远程监测等，从而使得矿山提升系统存在较多的安全隐患。

发明内容

本发明提出了一种矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统，解决了现有矿井内无法快速有效的进行监测和预警而存在的安全隐患的问题。

本发明采用的技术手段如下：

一种矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统，包括，无线音视频采集装置、无线通话装置、罐笼监控分站、至少一个无线信号接收分站、天线装置、蓄电池装置以及系统控制台；所述无线音视频采集装置采集井筒或巷道内的罐道罐耳、油缸、罐笼内部、尾绳、天轮、绞车和轨道视频图像信息并将采集的视频图像信息发送至所述系统控制台；所述无线音视频采集装置还采集井筒或巷道内的罐道罐耳、油缸、罐笼内部、尾绳、天轮、绞车和轨道发出的音频信息，并将采集的音频信息发送至所述系统控制台；所述无线通话装置具有多个，所述无线通话装置之间通过无线连接方式形成语音网络，实现各无线通话装置之间的全双工语音通话，系统控制台可以面向所有无线通话装置发布系统安全广播；所述罐笼监控分站采集设备的状态信息和传感器数据，并将采集的设备状态信息和传感器数据发送至所述系统控制台；所述无线信号接收分站用于将无线音视频采集装置采集的视频和音频信息、无线通话装置的语音信息以及罐笼监控分站采集的设备状态信息和传感器数据传输至系统控制台；所述天线装置连接所述罐笼监控分站、无线音视频采集装置、无线通话装置和所述无线信号接收分站；所述蓄电池装置用于对所述无线音视频采集装置、无线通话装置以及罐笼监控分站供电；所述系统控制台接收所述无线音视频采集装置采集的音视频信息和所述无线通话装置传输的语音信息以及罐笼监控分站采集的设备状态信息和传感器数据，并对所述采集的音视频信息进行存储和分析，当所述音视频异常时，通过显示器界面提醒或声光报警方式进行预警并进行异常信息存储。

进一步地，所述无线音视频采集装置包括网络摄像头、拾音器、无线网络收发模块、网络电力载波模块、频率与功率控制模块以及供电模块，所述拾音器和网络摄像头均与所述无线网络收发模块和网络电力载波模块连接，所述频率与功率控制模块与所述无线网络收发模块连接，所述供电模块用于供电。

进一步地，所述无线通话装置包括网络语音模块、无线网络收发模块、网络电力载波模块、频率与功率控制模块以及供电模块，所述网络语音模块与所述无线网络收发模块和网络电力载波模块连接，所述频率与功率控制模块与所述无线网络收发模块连接，所述供电模块用于供电。

进一步地，所述罐笼监控分站包括设备状态采集模块、传感器数据采集模块、网络语音模块、无线网络收发模块、网络电力载波模块、频率与功率控制模块以及供电管理模块，所述设备状态采集模块、传感器数据采集模块和网络语音模块均与所述无线网络收发模块和网络电力载波模块连接，所述频率与功率控制模块与所述无线网络收发模块连接，所述供电模块用于供电。

进一步地，所述无线信号接收分站包括无线网络收发模块、频率与功率控制模块以及供电模块，所述无线网络收发模块与频率与功率控制模块连接，所述供电模块用于供电。

进一步地，所述蓄电池装置包括电池组和电池电量监测单元。

进一步地，所述系统控制台包括工控机和通讯控制器，所述工控机中安装有系统软件，所述通讯控制器包括显示器、录像机、交换机模块、显示单元、键盘输入单元、音频采集与输出单元、网络语音模块以及网络控制模块。

进一步地，还包括远程服务器，所述远程服务器与所述系统控制台通过以太网或无线运营商连接。

进一步地，所述天线装置为高增益定向天线或高增益全向天线。

与现有技术比较，本发明所述的矿山提升设备无线通讯监测预警系统具有以下有益效果：1、通过设置无线音视频采集装置和无线通话装置，可以实现无线全双工语音通话、无线语音安全广播和无线视频监视，同时，系统控制台可以进行视频信息异常分析与预警处理、蓄电池电量监测、设备远程监控与管理等功能，可以对矿井内进行实时的检测和预警，保证了矿井内的生产与安全；2、设有远程服务器，可以实现远程监控和检测；3、设置有警报装置，可以对异常情况进行预警和警报，便于及时进行处理；4、采用多种通讯方式进行通讯，保证了通讯的可靠性。

附图说明

图1为本发明公开的矿山提升设备无线通讯监测预警系统的结构框图；

图2为无线音视频采集装置的结构框图；

图3为无线通话装置的结构框图；

图4为罐笼监控分站的结构框图；

图5为无线信号接收分站的结构框图。

图中：1、无线音视频采集装置，10、网络摄像头，11、拾音器，12、无线网络收发模块，13、网络电力载波模块，14、频率与功率控制模块；

2、无线通话装置,20、网络语音模块，21、无线网络收发模块，22、网络电力载波模块，23、频率与功率控制模块；

3、无线信号接收分站，30、无线网络收发模块，31、频率与功率控制模块；

4、罐笼监控分站，40、设备状态采集模块，41、传感器数据采集模块,42、网络语音模块，43、无线网络收发模块,44、网络电力载波模块,45、频率与功率控制模块；

5、蓄电池装置,6、系统控制台，7、远程服务器，8、手机APP，9、电脑浏览器。

具体实施方式

如图1所示为本发明公开的矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统，包括，无线音视频采集装置1、无线通话装置2、罐笼监控分站4、至少一个无线信号接收分站3、天线装置、蓄电池装置5以及系统控制台；

所述无线音视频采集装置1采集井筒或巷道内的罐道罐耳、油缸、罐笼内部、尾绳、天轮、绞车和轨道视频图像信息并将采集的视频图像信息发送至所述系统控制台6；

所述无线音视频采集装置1还采集井筒或巷道内的罐道罐耳、油缸、罐笼内部、尾绳、天轮、绞车和轨道发出的音频信息，并将采集的音频信息发送至所述系统控制台6；

所述无线通话装置2具有多个，所述无线通话装置2之间通过无线连接方式形成语音网络，实现各无线通话装置2之间的全双工语音通话，系统控制台6可以面向所有无线通话装置发布系统安全广播；

所述罐笼监控分站4采集设备的状态信息和传感器数据，并将采集的设备状态信息和传感器数据发送至所述系统控制台6，具体地，罐笼监控分站4采集安装在罐笼上与罐笼内的图像采集设备、通话设备和照明设备状态信息，传感器数据包括蓄电池装置的电量信息和罐笼的位置信息，传感器数据由相应的传感器装置进行采集；

所述无线信号接收分站3用于将无线音视频采集装置采集的视频和音频信息、无线通话装置的语音信息以及罐笼监控分站采集的设备状态信息和传感器数据传输至系统控制台6；

所述天线装置连接所述罐笼监控分站4、无线音视频采集装置1、无线通话装置2和所述无线信号接收分站3；

所述蓄电池装置5用于对所述无线音视频采集装置1、无线通话装置2以及罐笼监控分站4供电；

所述系统控制台6接收所述无线音视频采集装置1采集的音视频信息和所述无线通话装置2传输的语音信息以及罐笼监控分站4采集的设备状态信息和传感器数据，并对所述采集的音视频信息进行存储和分析，当所述音视频异常时，通过显示器界面提醒或声光报警方式进行预警并进行异常信息存储。

具体地，如图2所示，所述无线音视频采集装置1包括网络摄像头10、拾音器11、无线网络收发模块12、网络电力载波模块13、频率与功率控制模块14以及供电模块，所述拾音器11和网络摄像头10均与所述无线网络收发模块12和网络电力载波模块13连接，所述频率与功率控制模块14与所述无线网络收发模块12连接，所述供电模块用于供电。

如图3所示，所述无线通话装置2包括网络语音模块20、无线网络收发模块21、网络电力载波模块22、频率与功率控制模块23以及供电模块，所述网络语音模块21与所述无线网络收发模块21和网络电力载波模块22连接，所述频率与功率控制模块23与所述无线网络收发模块21连接，所述供电模块用于供电。

如图4所示，所述罐笼监控分站4包括设备状态采集模块40、传感器数据采集模块41、网络语音模块42、无线网络收发模块43、网络电力载波模块44、频率与功率控制模块45以及供电管理模块，所述设备状态采集模块40、传感器数据采集模块41和网络语音模块42均与所述无线网络收发模块43和网络电力载波模块44连接，所述频率与功率控制模块与所述无线网络收发模块连接，所述供电模块用于供电。

如图5所示，所述无线信号接收分站3包括无线网络收发模块30、频率与功率控制模块31以及供电模块，所述无线网络收发模块30与频率与功率控制模块31连接，所述供电模块用于供电。

无线音视频采集装置1、罐笼监控分站4和无线通话装置2放置在矿山提升设备的移动设备上，例如立井罐笼或斜井矿车上，无线信号接收分站3具有一个或多个，无线信号接收分站可以置于移动设备、矿井井口和/或移动设备运行沿途中(井口位置是必须要放置一台，移动设备上和运行沿途可以放置，也可以不放置，取决于具体的巷道结构)，无线信号接收分站的数量取决于具体的巷道结构和巷道长度，当无线信号接收分站3为多个时，无线信号接收分站之间可以通过无线方式、以太网电力载波或网线实现连接。置于井口位置处的无线信号接收分站与系统控制台有线连接。蓄电池装置放置于移动设备上，用于给无线音视频采集装置、无线通话装置以及无线接收分站进行供电，系统控制台放置于地面调度室。所述无线音视频采集装置采集井筒或巷道内的罐道罐耳、油缸、罐笼内部、尾绳、天轮、绞车和轨道视频图像信息和音频信息并将采集的视频图像信息发送至所述系统控制台6；当系统控制台上安装有系统软件，系统软件对接收到的音视频信号进行存储和处理，并对接收到的音视频信号进行处理，判断是否有异常情况发生，当判断音视频异常时，并进行预警，具体地，根据正常使用工况，在系统软件中预先对设备的关键配件(例如，安装在立井罐笼/斜井矿车上的钢丝绳或平衡油缸)的位置设定偏移量和工作时发出的声音的大小或频率设置一个正常范围，当系统控制台通过系统软件对音视频信号进行分析，当判断处关键配件的位置偏移量超过正常范围或工作时的声音的大小或频率超出正常范围值时，判断其属于音视频异常情况，进而进行预警，在本实施例中，预警装置为声光报警装置或者在控制器上的显示器上弹出提醒界面以向操作人员进行预警。

进一步地，所述蓄电池装置5包括电池组和电池电量监测单元，电池电量监测单元用于监控电池组的电量，并将电量信息发送至系统控制台，系统控制台对电量进行判断，当电量过低时进行报警。

进一步地，所述系统控制台6包括工控机和通讯控制器，所述工控机中安装有系统软件，系统软件对可以对音视频信号处理并进行预警，同时，在系统软件中还可以实现系统设备远程参数设置，包括所有设备的定时开关、无线收发频率、无线发射功率、音量控制以及嵌入式程序的升级，所述通讯控制器包括显示器、录像机、交换机模块、显示单元、键盘输入单元、音频采集与输出单元、网络语音模块以及网络控制模块，以用于进行显示、信息存储、数据输入和信号发送等操作。

进一步地，还包括远程服务器7，所述远程服务器与所述系统控制台通过以太网或无线运营商连接，实现信息的远程监控，手机(手机中安装相应的APP)8和电脑浏览器(WEB浏览器)9可以通过远程服务器对该系统进行远程监控和管理、远程语音通话与安全广播、远程视频监视、工业现场视频监视信息的存储与回放、现场视频监视图像的异常分析与预警处理等。

进一步地，所述天线装置为高增益定向天线或高增益全向天线，可以进行信号无线传输。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统，其特征在于：包括，无线音视频采集装置、无线通话装置、罐笼监控分站、至少一个无线信号接收分站、天线装置、蓄电池装置以及系统控制台；

所述无线音视频采集装置采集井筒或巷道内的罐道罐耳、油缸、罐笼内部、尾绳、天轮、绞车和轨道视频图像信息并将采集的视频图像信息发送至所述系统控制台；

所述无线音视频采集装置还采集井筒或巷道内的罐道罐耳、油缸、罐笼内部、尾绳、天轮、绞车和轨道发出的音频信息，并将采集的音频信息发送至所述系统控制台；

所述无线通话装置具有多个，所述无线通话装置之间通过无线连接方式形成语音网络，实现各无线通话装置之间的全双工语音通话，系统控制台可以面向所有无线通话装置发布系统安全广播；

所述罐笼监控分站采集设备的状态信息和传感器数据，并将采集的设备状态信息和传感器数据发送至所述系统控制台；

所述无线信号接收分站用于将无线音视频采集装置采集的视频和音频信息、无线通话装置的语音信息以及罐笼监控分站采集的设备状态信息和传感器数据传输至系统控制台；

所述天线装置连接所述罐笼监控分站、无线音视频采集装置、无线通话装置和所述无线信号接收分站；

所述蓄电池装置用于对所述无线音视频采集装置、无线通话装置以及罐笼监控分站供电；

所述系统控制台接收所述无线音视频采集装置采集的音视频信息和所述无线通话装置传输的语音信息以及罐笼监控分站采集的设备状态信息和传感器数据，并对所述采集的音视频信息进行存储和分析，当所述音视频异常时，通过显示器界面提醒或声光报警方式进行预警并进行异常信息存储。

2.根据权利要求1所述的矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统，其特征在于：所述无线音视频采集装置包括网络摄像头、拾音器、无线网络收发模块、网络电力载波模块、频率与功率控制模块以及供电模块，所述拾音器和网络摄像头均与所述无线网络收发模块和网络电力载波模块连接，所述频率与功率控制模块与所述无线网络收发模块连接，所述供电模块用于供电。

3.根据权利要求1所述的矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统，其特征在于：所述无线通话装置包括网络语音模块、无线网络收发模块、网络电力载波模块、频率与功率控制模块以及供电模块，所述网络语音模块与所述无线网络收发模块和网络电力载波模块连接，所述频率与功率控制模块与所述无线网络收发模块连接，所述供电模块用于供电。

4.根据权利要求1所述的矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统，其特征在于：所述罐笼监控分站包括设备状态采集模块、传感器数据采集模块、网络语音模块、无线网络收发模块、网络电力载波模块、频率与功率控制模块以及供电管理模块，所述设备状态采集模块、传感器数据采集模块和网络语音模块均与所述无线网络收发模块和网络电力载波模块连接，所述频率与功率控制模块与所述无线网络收发模块连接，所述供电模块用于供电。

5.根据权利要求1所述的矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统，其特征在于：所述无线信号接收分站包括无线网络收发模块、频率与功率控制模块以及供电模块，所述无线网络收发模块与频率与功率控制模块连接，所述供电模块用于供电。

6.根据权利要求1所述的矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统，其特征在于：所述蓄电池装置包括电池组和电池电量监测单元。

7.根据权利要求1所述的矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统，其特征在于：所述系统控制台包括工控机和通讯控制器，所述工控机中安装有系统软件，所述通讯控制器包括显示器、录像机、交换机模块、显示单元、键盘输入单元、音频采集与输出单元、网络语音模块以及网络控制模块。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统，其特征在于：还包括远程服务器，所述远程服务器与所述系统控制台通过以太网或无线运营商连接。

9.根据权利要求1所述的矿山提升设备无线通讯视频监视安全预警系统，其特征在于：所述天线装置为高增益定向天线或高增益全向天线。