CN110517462A - 一种车间安全监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车间安全监测系统，车间安全监测系统，包括人员监测装置以及各个设备监测装置；人员监测装置包括行走轨道、轨道小车、控制箱、升降机构以及视频监测头；设备监测装置包括外壳体、节点无线通信模块、节点控制器、烟雾传感器、红外温度传感器、排风扇以及设备供电继电器。该车间安全监测系统利用行走轨道、轨道小车和升降机构能够将视频监测头运载至相应的禁入区域进行巡检，在红外线检测传感器监测到有人员时，由红外摄像头进行实时图像采集留存，同时由扬声器发出语音警告，提醒入内人员快速离开；利用设备监测装置对各个电气设备进行烟雾和温度监测，满足电气设备的实时监测要求，在出现烟雾或温度过高时进行报警。
Description
技术领域
本发明涉及一种安全监测系统，尤其是一种车间安全监测系统。
背景技术
目前，在对自动化车间进行安全监控时主要是针对人员和设备这两方面进行监控。对于人员监控主要防止人员进入自动化车间的禁入区域，目的是防止无关人员进入发生安全事故，禁入区域通常是通过划线标识的，但是还是会有无关人员闯入并滞留在禁入区域内；对于设备监控主要是防止设备长期运行器件老化短路造成的器件烧毁。因此有必要设计出一种车间安全监测系统，能够实现自动化车间在禁入区域处的人员巡查，以及车间设备的火情监控，确保自动化车间长期可靠运行。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种车间安全监测系统，能够实现自动化车间在禁入区域处的人员巡查，以及车间设备的火情监控，确保自动化车间长期可靠运行。
技术方案：本发明所述的车间安全监测系统，包括人员监测装置以及各个用于设备监测的设备监测装置；人员监测装置包括行走轨道、轨道小车、控制箱、升降机构以及视频监测头；设备监测装置包括外壳体、节点无线通信模块、节点控制器、烟雾传感器、红外温度传感器、排风扇以及设备供电继电器；
视频监测头由截顶四棱锥、扬声器、四个红外摄像头以及四个红外线检测传感器构成；四个红外摄像头和四个红外线检测传感器均分别设置于截顶四棱锥的四侧锥面上；扬声器设置于截顶四棱锥截顶上；
在行走轨道的上侧边上间隔设置有竖向悬吊杆，并在竖向悬吊杆的顶端设有顶部安装板；轨道小车挂载在行走轨道上，并沿行走轨道行走；控制箱的顶部固定安装在轨道小车上；升降机构安装在控制箱的下侧面上，截顶四棱锥倒置式安装在升降机构的悬吊端上，由升降机构驱动截顶四棱锥升降运动；
在控制箱内设有电源模块、终端控制器、终端存储器、功放电路、4G通信模块以及终端无线通信模块；终端控制器分别与轨道小车、升降机构、四个红外摄像头、四个红外线检测传感器、终端存储器、功放电路、4G通信模块以及终端无线通信模块电连接；终端控制器驱动轨道小车行走以及升降机构的升降；功放电路与扬声器电连接，由终端控制器通过功放电路驱动扬声器发声；电源模块分别为控制器、轨道小车、升降机构、四个红外摄像头、四个红外线检测传感器、终端存储器、功放电路、4G通信模块以及终端无线通信模块供电；
在外壳体内安装有线路板；节点无线通信模块、节点控制器、烟雾传感器以及设备供电继电器均设置在线路板上；节点控制器分别与设备供电继电器的线圈、节点无线通信模块以及烟雾传感器电连接；在外壳体的顶部安装有金属波纹管，在金属波纹管的端部安装有红外温度传感器；红外温度传感器与节点控制器通过阻燃电线电连接，且阻燃电线穿设在金属波纹管内；在外壳体的左右端面上分别设置有进风口和出风口，烟雾传感器位于进风口处，排风扇位于出风口处；终端无线通信模块与节点无线通信模块无线通信。
进一步地，轨道小车包括两块T形挂载板、行走驱动电机、两个驱动橡胶轮以及四个挂载滚轮；两块T形挂载板均竖向安装在控制箱的顶部，且在T形挂载板的横向板两端均固定安装有一根固定轮轴；四个挂载滚轮分别旋转式安装在四根固定轮轴上；行走轨道的下侧边向两侧水平延伸形成行走支撑边沿；行走轨道位于两块T形挂载板之间，四个挂载滚轮两两分别行走于行走轨道两侧的行走支撑边沿的上侧面上；在两块T形挂载板的竖向板之间且位于行走轨道的下方旋转式安装有一根驱动轮轴，两个驱动橡胶轮均固定安装在驱动轮轴上；行走支撑边沿的下侧面外侧边缘设置为倾斜支撑坡面；两个驱动橡胶轮的行走支撑轮面设置为与倾斜支撑坡面相配合的圆锥轮面；两个驱动橡胶轮的圆锥轮面分别贴紧两侧的倾斜支撑坡面；行走驱动电机安装在控制箱的顶部中心处，并在行走驱动电机的输出轴上设有驱动伞齿轮；在驱动轮轴上固定安装有与驱动伞齿轮相啮合的从动伞齿轮；在控制箱内设有与终端控制器电连接的行走驱动电路，行走驱动电路与行走驱动电机电连接，终端控制器通过行走驱动电路驱动行走驱动电机旋转工作；电源模块为行走驱动电路供电。
进一步地，在固定轮轴指向行走轨道侧面的端部上设有滚轮槽口，在滚轮槽口上通过竖向滚轮轴旋转式安装有一个限位滚轮；限位滚轮行走支撑在行走轨道的侧面上。
进一步地，在行走轨道的下侧面上位于各个检测点处上方均设有一个测点RFID标签；在控制箱的顶部设有RFID读卡模块；RFID读卡模块与终端控制器电连接；电源模块为RFID读卡模块供电。
进一步地，在两块T形挂载板的竖向板上均竖向设置有一个滑移条形孔，在两个滑移条形孔上均滑动式安装有一个矩形滑移块；矩形滑移块的竖向侧边设有滑动式卡扣在滑移条形孔竖向孔边上的滑移槽；驱动轮轴的两端分别旋转式安装在两块矩形滑移块上；在两个矩形滑移块的外侧边上均设有一个上撑板，在T形挂载板的竖向板上且位于上撑板的下方设有下撑板；在上撑板与下撑板之间安装有支撑压簧，用于弹性推动矩形滑移块向上滑移；在驱动轮轴的中部安装有一个矩形框，且驱动轮轴旋转式贯穿矩形框的两侧竖向边框；行走驱动电机的输出轴竖向旋转式贯穿矩形框的下侧边框；驱动伞齿轮和从动伞齿轮均位于矩形框内；在控制箱的顶部设有竖向设置有两块电机固定侧板，并在两块电机固定侧板的相对内侧面上均竖向设置有一个电机导向滑槽；行走驱动电机位于两块电机固定侧板之间，并在行走驱动电机的侧边设置有两个分别滑动式嵌入两个电机导向滑槽中的电机导向滑块。
进一步地，升降机构包括升降驱动电机、上侧固定板、下侧配重圆盘以及两根升降钢绳；上侧固定板通过两块平行设置的竖向安装侧板安装在控制箱的下侧面上；在两块竖向安装侧板之间旋转式安装有一根收卷转轴；在收卷转轴的两端均固定安装有一个收卷线辊，在收卷转轴的中部安装有一个驱动蜗轮；在上侧固定板的上侧面上通过蜗杆支座旋转式安装有一根驱动蜗杆；升降驱动电机的输出轴与驱动蜗杆相对接，驱动蜗杆与驱动蜗轮相啮合；在上侧固定板上且位于同一圆周上设有两个穿线孔，且两个穿线孔分别位于两个收卷线辊的下方；两根升降钢绳的上端分别围绕固定在两个收卷线辊上，两根升降钢绳的下端分别固定在下侧配重圆盘的上侧面上，且两根升降钢绳在下侧配重圆盘上的两个固定点位于同一圆周的同一径向线上；截顶四棱锥倒置式安装在下侧配重圆盘的下侧面中心处；在控制箱内设有与终端控制器电连接的升降驱动电路；升降驱动电路与升降驱动电机电连接，控制器通过升降驱动电路驱动升降驱动电机正反转工作；电源模块为升降驱动电路供电。
进一步地，在下侧配重圆盘的上侧面中心处设有一圈线缆限位围挡；在上侧固定板的下侧面中心处设有线缆固定座；在线缆固定座上设有线缆安装孔；扬声器、四个红外摄像头以及四个红外线检测传感器的电连接线缆由下侧配重圆盘中心处贯穿向上，并穿过上方的线缆安装孔后由下侧配重圆盘的边缘处弯折向上电连接至控制箱内的终端控制器；在线缆限位围挡的上侧边缘上设有防止电连接线缆受压的线缆槽口。
进一步地，在控制箱外侧面上安装有终端无线通信模块的终端射频天线以及一个与终端控制器电连接的终端报警器；电源模块为终端报警器供电；在一块T形挂载板的上侧边上竖向设置有竖向撑杆，并在竖向撑杆的上端设有与电极安装板；在电极安装板的侧面上垂直安装有正负两根电极杆，且两根电极杆分别与控制箱内电源模块的正负极电连接；在行走轨道起始处的竖向悬吊杆上安装有充电箱；在充电箱内设有充电电路；在充电箱的竖向侧面上横向设有两个条形凹槽；在两个条形凹槽的上侧槽边上均固定安装有一个弹性导电条；弹性导电条的两端固定，中部向下凸出；两个弹性导电条分别与充电电路的正负极电连接；在行走轨道下侧边上且位于充电箱的下方设有充电RFID标签；轨道小车沿行走轨道移动至充电RFID标签处时，两根电极杆分别沿两个条形凹槽滑移至两个弹性导电条向下凸出的中部位置处实现电连接。
进一步地，在两个驱动橡胶轮的圆锥轮面上均分布设置有防滑凸棱。
进一步地，在外壳体的顶部设有节点无线通信模块的节点射频天线以及与节点控制器电连接的节点报警器；在外壳体的底部侧边设有安装侧耳。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：利用行走轨道、轨道小车和升降机构能够将视频监测头运载至相应的禁入区域进行巡检，在红外线检测传感器监测到有人员时，由红外摄像头进行实时图像采集留存，同时由扬声器发出语音警告，提醒入内人员快速离开；利用设备监测装置安装在各个电气设备的顶部，对各个电气设备进行烟雾和温度监测，满足各个电气设备的实时监测要求，从而在出现烟雾或温度过高时进行报警；利用排风扇能够及时将烟雾吸入外壳体内由烟雾传感器进行检测，从而及时发现是否出现烟雾或着火；利用终端无线通信模块与各个节点无线通信模块组网无线通信，能够在不影响移动的情况下进行实时通信，通知消防小车快速移动过来进行烟情和火情确认，在判定出现烟雾或着火时由节点控制器及时通过设备供电继电器断开电气设备的电源；利用4G通信模块能够及时将红外摄像头拍摄的图像上传至上位机进行留存，同时也能够接收上位机的远程命令，临时控制轨道小车行驶至相应位置进行拍摄；利用金属波纹管能够便于调节红外线检测传感器的探头检测角度，满足现场安装要求。
附图说明
图1为本发明的侧边视角结构示意图；
图2为本发明的端部视角结构示意图；
图3为本发明的传感节点结构示意图；
图4为本发明的系统电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：
如图1-4所示，本发明公开的车间安全监测系统包括：人员监测装置以及各个用于设备监测的设备监测装置；人员监测装置包括行走轨道1、轨道小车、控制箱21、升降机构以及视频监测头；设备监测装置包括外壳体50、节点无线通信模块54、节点控制器53、烟雾传感器52、红外温度传感器62、排风扇56以及设备供电继电器55；
视频监测头由截顶四棱锥39、扬声器41、四个红外摄像头40以及四个红外线检测传感器66构成；四个红外摄像头40和四个红外线检测传感器66均分别设置于截顶四棱锥39的四侧锥面上；扬声器41设置于截顶四棱锥39截顶上；
在行走轨道1的上侧边上间隔设置有竖向悬吊杆4，并在竖向悬吊杆4的顶端设有顶部安装板5；轨道小车挂载在行走轨道1上，并沿行走轨道1行走；控制箱21的顶部固定安装在轨道小车上；升降机构安装在控制箱21的下侧面上，截顶四棱锥39倒置式安装在升降机构的悬吊端上，由升降机构驱动截顶四棱锥39升降运动；
在控制箱21内设有电源模块、终端控制器、终端存储器、功放电路、4G通信模块以及终端无线通信模块；终端控制器分别与轨道小车、升降机构、四个红外摄像头40、四个红外线检测传感器66、终端存储器、功放电路、4G通信模块以及终端无线通信模块电连接；终端控制器驱动轨道小车行走以及升降机构的升降；功放电路与扬声器41电连接，由终端控制器通过功放电路驱动扬声器41发声；电源模块分别为控制器、轨道小车、升降机构、四个红外摄像头40、四个红外线检测传感器66、终端存储器、功放电路、4G通信模块以及终端无线通信模块供电；
在外壳体50内安装有线路板51；节点无线通信模块54、节点控制器53、烟雾传感器52以及设备供电继电器55均设置在线路板51上；节点控制器53分别与设备供电继电器55的线圈、节点无线通信模块54以及烟雾传感器52电连接；在外壳体50的顶部安装有金属波纹管61，在金属波纹管61的端部安装有红外温度传感器62；红外温度传感器62与节点控制器53通过阻燃电线电连接，且阻燃电线穿设在金属波纹管61内；在外壳体50的左右端面上分别设置有进风口58和出风口57，烟雾传感器52位于进风口58处，排风扇56位于出风口57处；终端无线通信模块与节点无线通信模块无线通信。
利用行走轨道1、轨道小车和升降机构能够将视频监测头运载至相应的禁入区域进行巡检，在红外线检测传感器66监测到有人员时，由红外摄像头40进行实时图像采集留存，同时由扬声器41发出语音警告，提醒入内人员快速离开；利用设备监测装置安装在各个电气设备的顶部，对各个电气设备进行烟雾和温度监测，满足各个电气设备的实时监测要求，从而在出现烟雾或温度过高时进行报警；利用排风扇56能够及时将烟雾吸入外壳体50内由烟雾传感器52进行检测，从而及时发现是否出现烟雾或着火；利用终端无线通信模块与各个节点无线通信模块54组网无线通信，能够在不影响移动的情况下进行实时通信，通知消防小车快速移动过来进行烟情和火情确认，在判定出现烟雾或着火时由节点控制器53及时通过设备供电继电器55断开电气设备的电源；利用4G通信模块能够及时将红外摄像头40拍摄的图像上传至上位机进行留存，同时也能够接收上位机的远程命令，临时控制轨道小车行驶至相应位置进行拍摄；利用金属波纹管61能够便于调节红外线检测传感器66的探头检测角度，满足现场安装要求。
进一步地，轨道小车包括两块T形挂载板11、行走驱动电机42、两个驱动橡胶轮18以及四个挂载滚轮10；两块T形挂载板11均竖向安装在控制箱21的顶部，且在T形挂载板11的横向板两端均固定安装有一根固定轮轴14；四个挂载滚轮10分别旋转式安装在四根固定轮轴14上；行走轨道1的下侧边向两侧水平延伸形成行走支撑边沿3；行走轨道1位于两块T形挂载板11之间，四个挂载滚轮10两两分别行走于行走轨道1两侧的行走支撑边沿3的上侧面上；在两块T形挂载板11的竖向板之间且位于行走轨道1的下方旋转式安装有一根驱动轮轴48，两个驱动橡胶轮18均固定安装在驱动轮轴48上；行走支撑边沿3的下侧面外侧边缘设置为倾斜支撑坡面65；两个驱动橡胶轮18的行走支撑轮面设置为与倾斜支撑坡面65相配合的圆锥轮面；两个驱动橡胶轮18的圆锥轮面分别贴紧两侧的倾斜支撑坡面65；行走驱动电机42安装在控制箱21的顶部中心处，并在行走驱动电机42的输出轴上设有驱动伞齿轮46；在驱动轮轴48上固定安装有与驱动伞齿轮46相啮合的从动伞齿轮47；在控制箱21内设有与终端控制器电连接的行走驱动电路，行走驱动电路与行走驱动电机42电连接，终端控制器通过行走驱动电路驱动行走驱动电机42旋转工作；电源模块为行走驱动电路供电。利用四个挂载滚轮10行走于行走支撑边沿3的上侧面上，同时两个驱动橡胶轮18行走于行走支撑边沿3的下侧面上，从而在行走轨道1两侧边构成两个倒三角夹持结构，使得移动挂载机构在行走时具有较好的稳定性；利用倾斜支撑坡面65与驱动橡胶轮18的圆锥轮面相配合，从而能够对轨道小车进行下侧限位，防止沿行走轨道1行走过程中出现摆动。
进一步地，在固定轮轴14指向行走轨道1侧面的端部上设有滚轮槽口15，在滚轮槽口15上通过竖向滚轮轴旋转式安装有一个限位滚轮17；限位滚轮17行走支撑在行走轨道1的侧面上。利用限位滚轮17行走支撑在行走轨道1的侧面上，使得行走轨道1夹持在相对设置的固定轮轴14端部之间，能够防止移动挂载机构晃动坠落，且能够对挂载滚轮10进行行走导向，实现挂载滚轮10沿行走轨道1行走。
进一步地，在行走轨道1的下侧面上位于各个检测点处上方均设有一个测点RFID标签2；在控制箱21的顶部设有RFID读卡模块22；RFID读卡模块22与终端控制器电连接；电源模块为RFID读卡模块22供电。利用测点RFID标签2和RFID读卡模块22的配合，能够在设备监测装置发出报警时由轨道小车及时移动至相应位置，由红外摄像头40进行视频采集并通过4G通信模块及时上传至上位机由监测人员进行远程查看。
进一步地，在两块T形挂载板11的竖向板上均竖向设置有一个滑移条形孔9，在两个滑移条形孔9上均滑动式安装有一个矩形滑移块12；矩形滑移块12的竖向侧边设有滑动式卡扣在滑移条形孔9竖向孔边上的滑移槽；驱动轮轴48的两端分别旋转式安装在两块矩形滑移块12上；在两个矩形滑移块12的外侧边上均设有一个上撑板19，在T形挂载板11的竖向板上且位于上撑板19的下方设有下撑板16；在上撑板19与下撑板16之间安装有支撑压簧13，用于弹性推动矩形滑移块12向上滑移；在驱动轮轴48的中部安装有一个矩形框45，且驱动轮轴48旋转式贯穿矩形框45的两侧竖向边框；行走驱动电机42的输出轴竖向旋转式贯穿矩形框45的下侧边框；驱动伞齿轮46和从动伞齿轮47均位于矩形框45内；在控制箱21的顶部设有竖向设置有两块电机固定侧板43，并在两块电机固定侧板43的相对内侧面上均竖向设置有一个电机导向滑槽；行走驱动电机42位于两块电机固定侧板43之间，并在行走驱动电机42的侧边设置有两个分别滑动式嵌入两个电机导向滑槽中的电机导向滑块44。利用滑移条形孔9、矩形滑移块12、上撑板19、下撑板16以及支撑压簧13构成弹性支撑结构，能够使得驱动橡胶轮18始终弹性按压在倾斜支撑坡面65上，防止行走支撑边沿3厚度变化造成的悬空打滑；利用矩形框45、两块电机固定侧板43以及电机导向滑块44构成行走驱动电机42竖向滑移结构，从而对行走驱动电机42进行相对固定安装，并能够跟随驱动轮轴48上下移动，确保驱动伞齿轮46与从动伞齿轮47始终紧密啮合。
进一步地，升降机构包括升降驱动电机33、上侧固定板26、下侧配重圆盘37以及两根升降钢绳30；上侧固定板26通过两块平行设置的竖向安装侧板25安装在控制箱21的下侧面上；在两块竖向安装侧板25之间旋转式安装有一根收卷转轴27；在收卷转轴27的两端均固定安装有一个收卷线辊29，在收卷转轴27的中部安装有一个驱动蜗轮28；在上侧固定板26的上侧面上通过蜗杆支座旋转式安装有一根驱动蜗杆34；升降驱动电机33的输出轴与驱动蜗杆34相对接，驱动蜗杆34与驱动蜗轮28相啮合；在上侧固定板26上且位于同一圆周上设有两个穿线孔，且两个穿线孔分别位于两个收卷线辊29的下方；两根升降钢绳30的上端分别围绕固定在两个收卷线辊29上，两根升降钢绳30的下端分别固定在下侧配重圆盘37的上侧面上，且两根升降钢绳30在下侧配重圆盘37上的两个固定点位于同一圆周的同一径向线上；截顶四棱锥39倒置式安装在下侧配重圆盘37的下侧面中心处；在控制箱21内设有与终端控制器电连接的升降驱动电路；升降驱动电路与升降驱动电机33电连接，控制器通过升降驱动电路驱动升降驱动电机33正反转工作；电源模块为升降驱动电路供电。利用一根收卷转轴27上安装的两个收卷线辊29对两根升降钢绳30进行同步收放卷，能够确保下方的下侧配重圆盘37升降时的平稳性；利用截顶四棱锥39倒置式安装在下侧配重圆盘37的下侧面中心处，起到中心配重的作用，在只用两根升降钢绳30的条件下也能够较为平稳，增强下侧配重圆盘37的平稳性；利用驱动蜗杆34与驱动蜗轮28相啮合的驱动结构，能够在升降停止后对驱动蜗轮28进行限位，不会将下侧配重圆盘37上的重量完全传递至升降驱动电机33。
进一步地，在下侧配重圆盘37的上侧面中心处设有一圈线缆限位围挡38；在上侧固定板26的下侧面中心处设有线缆固定座35；在线缆固定座35上设有线缆安装孔；扬声器41、四个红外摄像头40以及四个红外线检测传感器66的电连接线缆36由下侧配重圆盘37中心处贯穿向上，并穿过上方的线缆安装孔后由下侧配重圆盘37的边缘处弯折向上电连接至控制箱21内的终端控制器；在线缆限位围挡38的上侧边缘上设有防止电连接线缆36受压的线缆槽口67。利用线缆限位围挡38能够在下侧配重圆盘37升降过程中将电连接线缆36收纳其中，从而防止电连接线缆36混乱或外挂后缠绕到下方的截顶四棱锥39上；利用线缆固定座35能够使得电连接线缆36的上部位于线缆限位围挡38的中部上方，在下侧配重圆盘37上升时确保电连接线缆36能够收纳于线缆限位围挡38内，同时在轨道小车行走时，线缆限位围挡38上侧边支撑在上侧固定板26的下侧面上确保行走时的稳定性；利用线缆槽口67能够防止线缆限位围挡38上升后对电连接线缆36造成按压损坏。
进一步地，在控制箱21外侧面上安装有终端无线通信模块的终端射频天线24以及一个与终端控制器电连接的终端报警器23；电源模块为终端报警器23供电；在一块T形挂载板11的上侧边上竖向设置有竖向撑杆8，并在竖向撑杆8的上端设有与电极安装板7；在电极安装板7的侧面上垂直安装有正负两根电极杆64，且两根电极杆64分别与控制箱21内电源模块的正负极电连接；在行走轨道1起始处的竖向悬吊杆4上安装有充电箱6；在充电箱6内设有充电电路；在充电箱6的竖向侧面上横向设有两个条形凹槽31；在两个条形凹槽31的上侧槽边上均固定安装有一个弹性导电条32；弹性导电条32的两端固定，中部向下凸出；两个弹性导电条32分别与充电电路的正负极电连接；在行走轨道1下侧边上且位于充电箱6的下方设有充电RFID标签20；轨道小车沿行走轨道1移动至充电RFID标签20处时，两根电极杆64分别沿两个条形凹槽31滑移至两个弹性导电条32向下凸出的中部位置处实现电连接。利用充电RFID标签20来定位充电位置，从而能够在每次巡检前对控制箱21内的电源模块的蓄电池进行充电，确保每次巡检都能够续航至充电位置处；利用终端报警器23能够在设备监测装置检测获得的烟雾和温度超出安全范围时与节点报警器60进行联动报警，便于监测人员及时发现起火位置；利用正负两根电极杆64与两个弹性导电条32导电接触，从而实现充电电路对电源模块的蓄电池进行充电。
进一步地，在两个驱动橡胶轮18的圆锥轮面上均分布设置有防滑凸棱49。利用防滑凸棱49能够使得驱动橡胶轮18的圆锥轮面具有较好的防滑性能。
进一步地，在外壳体50的顶部设有节点无线通信模块54的节点射频天线59以及与节点控制器53电连接的节点报警器60；在外壳体50的底部侧边设有安装侧耳63。利用节点报警器60能够与终端报警器23实现联动报警，能够使得监测人员及时发现报警，并赶赴现场进行查看。
本发明公开的车间安全监测系统中，终端控制器和节点控制器53均采用现有的FPGA控制模块，用于对收发信号进行处理以及电机驱动；终端无线通信模块和各个节点无线通信模块54均采用现有的无线通信模块，例如ZigBee无线通信模块，能够实现自组网通信；烟雾传感器52采用现有的烟雾传感器，用于检测是否存在烟气；红外温度传感器62采用现有的红外温度传感器，用于对电气设备的温度进行实时监测；红外线检测传感器66采用现有的红外线传感器，用于检测是否有人员进入禁入区域；红外摄像头40采用现有的红外摄像头，能够进行视频采集和图像拍摄；充电RFID标签20和测点RFID标签2均采用无源电子标签，每个电子标签均有唯一的标签编号，从而由终端控制器判断轨道小车行走的位置；RFID读卡模块22采用现有的读卡器模块，用于与各个无源电子标签进行通信，获取各个无源电子标签的标签编号以及存储信息，并将标签编号和存储信息发送至终端控制器；行走驱动电机42和升降驱动电机33均采用现有的步进电机；行走驱动电路和升降驱动电路均采用现有的步进电机驱动电路，用于分别对行走驱动电机42和升降驱动电机33进行旋转驱动；节点报警器60和终端报警器23均采用现有的声光报警器，能够实现联动报警；设备供电继电器55均采用现有的继电器，用于实现设备供电线路的通断；4G通信模块采用现有的4G通信模块，用于与上位机进行远程通信，将拍摄的视频和图像上传至上位机，便于监测人员查看；扬声器41和功放电路均采用现有的器件和电路，从而由终端控制器播放终端存储器中存储的语音提示。
本发明公开的车间安全监测系统在使用时，禁入区域的巡检是常态巡检，由人员监测装置定期完成，电气设备的视频拍摄为中断事件，在终端无线通信模块收到报警信息时才启动；行走轨道1为闭环轨道，分布在各个电气设备以及禁入区域上方，将各个设备监测装置安装在各个电气设备位置处，在行走轨道1上且位于各个电气设备上方以及禁入区域的起止位置上方均设有一个测点RFID标签2，分别用于标识各个电气设备位置、禁入区域起点以及禁入区域终点，红外温度传感器62通过导热硅胶粘贴到对应的电气设备监测点处，将设备监测装置接入外部电源供电，启动后排风扇56开始工作，使得安装点附近气流开始流动，红外温度传感器62将采集的实时温度发送至节点控制器53，烟雾传感器52将采集的实时烟雾值发送至节点控制器53，各个节点无线通信模块54与终端无线通信模块组成无线传感网络，终端无线通信模块作为网关节点。
在常态巡检过程中，在RFID读卡模块22读取到禁入区域起点处的测点RFID标签2时，由终端控制器通过行走驱动电路降低行走驱动电机42的旋转速度，通过升降驱动电路控制升降驱动电机33旋转，将视频监测头下降至监测高度，由红外线检测传感器66对人员进行探测，若探测到有人员进入探测范围，则由终端控制器控制红外摄像头40进行拍照留存，同时控制终端报警器23进行报警，并由功放电路驱动扬声器41播放终端存储器中存储的语音提示信息，提醒误入人员尽快离开此区域，4G通信模块将红外摄像头40拍摄的入侵人员图像发送至上位机便于监测人员查看；在RFID读卡模块22读取到禁入区域终点处的测点RFID标签2时，由终端控制器通过升降驱动电路控制升降驱动电机33反向旋转，将视频监测头收回，再通过行走驱动电路提高行走驱动电机42的旋转速度赶赴下一检测点。
在常态巡检过程中，若某个节点控制器53判断出烟雾传感器52和温度传感器62的采集值均超出设定安全范围时，则判断监测点的电气设备出现火灾，由节点控制器53及时控制节点报警器60进行报警，并控制设备供电继电器55对监测点的设备进行断电控制，同时节点无线通信模块54与终端无线通信模块进行通信，将报警信息发送至终端控制器，由终端控制器根据节点无线通信模块54的ID编号确定是哪个设备监测装置发送的，再由节点无线通信模块54与测点RFID标签2的对应关系确定轨道小车沿行走轨道1行走至哪一个测点RFID标签2处；再由终端控制器通过行走驱动电路控制行走驱动电机42旋转驱动轨道小车快速行走，在RFID读卡模块22读取到对应测点RFID标签2时停止，终端控制器根据测点RFID标签2中获取的升降高度来驱动升降驱动电机33，将视频监测头下降至电气设备的前方进行视频拍摄，并通过4G通信模块同步上传至上位机便于监测人员查看，与此同时终端控制器驱动终端报警器23进行声光报警。
在RFID读卡模块22读取到充电RFID标签20时，则由终端控制器控制行走驱动电机42停止，并等待10-20分钟，由充电箱6通过充电电路、弹性导电条32以及电极杆64构成充电通路，对电源模块的蓄电池进行充电，确保每次巡检的续航。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (10)
1.一种车间安全监测系统，其特征在于：包括人员监测装置以及各个用于设备监测的设备监测装置；人员监测装置包括行走轨道(1)、轨道小车、控制箱(21)、升降机构以及视频监测头；设备监测装置包括外壳体(50)、节点无线通信模块(54)、节点控制器(53)、烟雾传感器(52)、红外温度传感器(62)、排风扇(56)以及设备供电继电器(55)；
视频监测头由截顶四棱锥(39)、扬声器(41)、四个红外摄像头(40)以及四个红外线检测传感器(66)构成；四个红外摄像头(40)和四个红外线检测传感器(66)均分别设置于截顶四棱锥(39)的四侧锥面上；扬声器(41)设置于截顶四棱锥(39)截顶上；
在行走轨道(1)的上侧边上间隔设置有竖向悬吊杆(4)，并在竖向悬吊杆(4)的顶端设有顶部安装板(5)；轨道小车挂载在行走轨道(1)上，并沿行走轨道(1)行走；控制箱(21)的顶部固定安装在轨道小车上；升降机构安装在控制箱(21)的下侧面上，截顶四棱锥(39)倒置式安装在升降机构的悬吊端上，由升降机构驱动截顶四棱锥(39)升降运动；
在控制箱(21)内设有电源模块、终端控制器、终端存储器、功放电路、4G通信模块以及终端无线通信模块；终端控制器分别与轨道小车、升降机构、四个红外摄像头(40)、四个红外线检测传感器(66)、终端存储器、功放电路、4G通信模块以及终端无线通信模块电连接；终端控制器驱动轨道小车行走以及升降机构的升降；功放电路与扬声器(41)电连接，由终端控制器通过功放电路驱动扬声器(41)发声；电源模块分别为控制器、轨道小车、升降机构、四个红外摄像头(40)、四个红外线检测传感器(66)、终端存储器、功放电路、4G通信模块以及终端无线通信模块供电；
在外壳体(50)内安装有线路板(51)；节点无线通信模块(54)、节点控制器(53)、烟雾传感器(52)以及设备供电继电器(55)均设置在线路板(51)上；节点控制器(53)分别与设备供电继电器(55)的线圈、节点无线通信模块(54)以及烟雾传感器(52)电连接；在外壳体(50)的顶部安装有金属波纹管(61)，在金属波纹管(61)的端部安装有红外温度传感器(62)；红外温度传感器(62)与节点控制器(53)通过阻燃电线电连接，且阻燃电线穿设在金属波纹管(61)内；在外壳体(50)的左右端面上分别设置有进风口(58)和出风口(57)，烟雾传感器(52)位于进风口(58)处，排风扇(56)位于出风口(57)处；终端无线通信模块与节点无线通信模块无线通信。
2.根据权利要求1所述的车间安全监测系统，其特征在于：轨道小车包括两块T形挂载板(11)、行走驱动电机(42)、两个驱动橡胶轮(18)以及四个挂载滚轮(10)；两块T形挂载板(11)均竖向安装在控制箱(21)的顶部，且在T形挂载板(11)的横向板两端均固定安装有一根固定轮轴(14)；四个挂载滚轮(10)分别旋转式安装在四根固定轮轴(14)上；行走轨道(1)的下侧边向两侧水平延伸形成行走支撑边沿(3)；行走轨道(1)位于两块T形挂载板(11)之间，四个挂载滚轮(10)两两分别行走于行走轨道(1)两侧的行走支撑边沿(3)的上侧面上；在两块T形挂载板(11)的竖向板之间且位于行走轨道(1)的下方旋转式安装有一根驱动轮轴(48)，两个驱动橡胶轮(18)均固定安装在驱动轮轴(48)上；行走支撑边沿(3)的下侧面外侧边缘设置为倾斜支撑坡面(65)；两个驱动橡胶轮(18)的行走支撑轮面设置为与倾斜支撑坡面(65)相配合的圆锥轮面；两个驱动橡胶轮(18)的圆锥轮面分别贴紧两侧的倾斜支撑坡面(65)；行走驱动电机(42)安装在控制箱(21)的顶部中心处，并在行走驱动电机(42)的输出轴上设有驱动伞齿轮(46)；在驱动轮轴(48)上固定安装有与驱动伞齿轮(46)相啮合的从动伞齿轮(47)；在控制箱(21)内设有与终端控制器电连接的行走驱动电路，行走驱动电路与行走驱动电机(42)电连接，终端控制器通过行走驱动电路驱动行走驱动电机(42)旋转工作；电源模块为行走驱动电路供电。
3.根据权利要求2所述的车间安全监测系统，其特征在于：在固定轮轴(14)指向行走轨道(1)侧面的端部上设有滚轮槽口(15)，在滚轮槽口(15)上通过竖向滚轮轴旋转式安装有一个限位滚轮(17)；限位滚轮(17)行走支撑在行走轨道(1)的侧面上。
4.根据权利要求2所述的车间安全监测系统，其特征在于：在行走轨道(1)的下侧面上位于各个检测点处上方均设有一个测点RFID标签(2)；在控制箱(21)的顶部设有RFID读卡模块(22)；RFID读卡模块(22)与终端控制器电连接；电源模块为RFID读卡模块(22)供电。
5.根据权利要求2所述的车间安全监测系统，其特征在于：在两块T形挂载板(11)的竖向板上均竖向设置有一个滑移条形孔(9)，在两个滑移条形孔(9)上均滑动式安装有一个矩形滑移块(12)；矩形滑移块(12)的竖向侧边设有滑动式卡扣在滑移条形孔(9)竖向孔边上的滑移槽；驱动轮轴(48)的两端分别旋转式安装在两块矩形滑移块(12)上；在两个矩形滑移块(12)的外侧边上均设有一个上撑板(19)，在T形挂载板(11)的竖向板上且位于上撑板(19)的下方设有下撑板(16)；在上撑板(19)与下撑板(16)之间安装有支撑压簧(13)，用于弹性推动矩形滑移块(12)向上滑移；在驱动轮轴(48)的中部安装有一个矩形框(45)，且驱动轮轴(48)旋转式贯穿矩形框(45)的两侧竖向边框；行走驱动电机(42)的输出轴竖向旋转式贯穿矩形框(45)的下侧边框；驱动伞齿轮(46)和从动伞齿轮(47)均位于矩形框(45)内；在控制箱(21)的顶部设有竖向设置有两块电机固定侧板(43)，并在两块电机固定侧板(43)的相对内侧面上均竖向设置有一个电机导向滑槽；行走驱动电机(42)位于两块电机固定侧板(43)之间，并在行走驱动电机(42)的侧边设置有两个分别滑动式嵌入两个电机导向滑槽中的电机导向滑块(44)。
6.根据权利要求2所述的车间安全监测系统，其特征在于：升降机构包括升降驱动电机(33)、上侧固定板(26)、下侧配重圆盘(37)以及两根升降钢绳(30)；上侧固定板(26)通过两块平行设置的竖向安装侧板(25)安装在控制箱(21)的下侧面上；在两块竖向安装侧板(25)之间旋转式安装有一根收卷转轴(27)；在收卷转轴(27)的两端均固定安装有一个收卷线辊(29)，在收卷转轴(27)的中部安装有一个驱动蜗轮(28)；在上侧固定板(26)的上侧面上通过蜗杆支座旋转式安装有一根驱动蜗杆(34)；升降驱动电机(33)的输出轴与驱动蜗杆(34)相对接，驱动蜗杆(34)与驱动蜗轮(28)相啮合；在上侧固定板(26)上且位于同一圆周上设有两个穿线孔，且两个穿线孔分别位于两个收卷线辊(29)的下方；两根升降钢绳(30)的上端分别围绕固定在两个收卷线辊(29)上，两根升降钢绳(30)的下端分别固定在下侧配重圆盘(37)的上侧面上，且两根升降钢绳(30)在下侧配重圆盘(37)上的两个固定点位于同一圆周的同一径向线上；截顶四棱锥(39)倒置式安装在下侧配重圆盘(37)的下侧面中心处；在控制箱(21)内设有与终端控制器电连接的升降驱动电路；升降驱动电路与升降驱动电机(33)电连接，控制器通过升降驱动电路驱动升降驱动电机(33)正反转工作；电源模块为升降驱动电路供电。
7.根据权利要求2所述的车间安全监测系统，其特征在于：在下侧配重圆盘(37)的上侧面中心处设有一圈线缆限位围挡(38)；在上侧固定板(26)的下侧面中心处设有线缆固定座(35)；在线缆固定座(35)上设有线缆安装孔；扬声器(41)、四个红外摄像头(40)以及四个红外线检测传感器(66)的电连接线缆(36)由下侧配重圆盘(37)中心处贯穿向上，并穿过上方的线缆安装孔后由下侧配重圆盘(37)的边缘处弯折向上电连接至控制箱(21)内的终端控制器；在线缆限位围挡(38)的上侧边缘上设有防止电连接线缆(36)受压的线缆槽口(67)。
8.根据权利要求2所述的车间安全监测系统，其特征在于：在控制箱(21)外侧面上安装有终端无线通信模块的终端射频天线(24)以及一个与终端控制器电连接的终端报警器(23)；电源模块为终端报警器(23)供电；在一块T形挂载板(11)的上侧边上竖向设置有竖向撑杆(8)，并在竖向撑杆(8)的上端设有与电极安装板(7)；在电极安装板(7)的侧面上垂直安装有正负两根电极杆(64)，且两根电极杆(64)分别与控制箱(21)内电源模块的正负极电连接；在行走轨道(1)起始处的竖向悬吊杆(4)上安装有充电箱(6)；在充电箱(6)内设有充电电路；在充电箱(6)的竖向侧面上横向设有两个条形凹槽(31)；在两个条形凹槽(31)的上侧槽边上均固定安装有一个弹性导电条(32)；弹性导电条(32)的两端固定，中部向下凸出；两个弹性导电条(32)分别与充电电路的正负极电连接；在行走轨道(1)下侧边上且位于充电箱(6)的下方设有充电RFID标签(20)；轨道小车沿行走轨道(1)移动至充电RFID标签(20)处时，两根电极杆(64)分别沿两个条形凹槽(31)滑移至两个弹性导电条(32)向下凸出的中部位置处实现电连接。
9.根据权利要求2所述的车间安全监测系统，其特征在于：在两个驱动橡胶轮(18)的圆锥轮面上均分布设置有防滑凸棱(49)。
10.根据权利要求1所述的车间安全监测系统，其特征在于：在外壳体(50)的顶部设有节点无线通信模块(54)的节点射频天线(59)以及与节点控制器(53)电连接的节点报警器(60)；在外壳体(50)的底部侧边设有安装侧耳(63)。
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