CN111439279A - 一种矿车预警终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矿车预警终端。该矿车预警终端包括：定位模块、采集模块、雷达模块、处理器、无线通信模块和报警模块。处理器分别与定位模块、采集模块、雷达模块、无线通信模块和报警模块连接。本发明所提供的矿车预警终端，通过采用定位模块和雷达模块，能够实时确定矿车与障碍物之间的距离，从而根据所确定的距离提醒驾驶员是否避让障碍物或直接停止矿车，以解决井下矿车行驶的安全问题。并且，本发明提供的矿车预警终端能够根据预警信息发出报警，这进一步能够提高井下作业的安全性。

Description

一种矿车预警终端

技术领域

本发明涉及矿车定位领域，特别是涉及一种矿车预警终端。

背景技术

随着煤矿企业的日益扩大，矿车数量的逐步增加，大型矿用卡车由于设备体型较大存在盲区大的问题。并且在矿井下运输道路和路况较为复杂，给行车和作业人员的井下作业的安全带来极大隐患。

但是在现有技术中，既没有一种终端或装置能够对矿区作业人员和车辆行驶状态提前预知，也没有一种终端或装置能够在可能发生事故的情况下提前进行预警，以规避事故的发生提高矿区作业的安全系数。

因此，研发一种能够对矿区作业人员安全及交通运输进行预警的矿车安全预警终端，具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿车预警终端，以解决矿井下矿车行驶的安全问题，进而能够提高井下作业的安全性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种矿车预警终端，包括：

定位模块，用于实时获取矿车的位置；

采集模块，用于采集所述矿车的车辆信息和矿井下有害气体的浓度；

雷达模块，用于获取所述矿车与该矿车四周障碍物间的距离以及障碍物相对于所述矿车的具体方位；所述障碍物包括：设定范围内的其他矿车和作业人员；

处理器，分别与所述定位模块、所述采集模块和所述雷达模块连接，用于根据所述矿车的位置、所述车辆信息、矿井下有害气体的浓度以及所述矿车与该矿车四周障碍物间的距离以及障碍物相对于所述矿车的具体方位生成行驶信息和预警信号；所述行驶信息包括：矿车避让信号、矿车减速信号、矿车前进信号、矿车停止行驶信号、矿车转向信号和矿车倒车信号；

无线通信模块，与所述处理器连接，用于将所述行驶信息和所述预警信号发送给中控平台；

报警模块，与所述处理器连接，用于根据所述预警信号发出报警。

优选的，所述采集模块包括：

车辆信息采集单元，用于采集所述矿车的车辆信息；所述车辆信息包括：速度、加速度和挡位；

气体浓度采集单元，用于采集矿井下有害气体的浓度。

优选的，所述车辆信息采集单元为车载总线。

优选的，所述气体浓度采集单元为气体浓度检测仪。

优选的，所述处理器包括：

距离确定单元，分别与所述定位模块和所述雷达模块连接，用于根据所述矿车的位置、所述车辆信息以及所述矿车与该矿车四周障碍物间的距离、所述方位实时确定行驶过程中所述矿车与所述障碍物间的距离；

距离比较单元，与所述距离确定单元连接，用于判断所述矿车与所述障碍物间的距离是否小于设定距离；若小于则生成矿车避让控制信号或矿车停止行驶信号，并生成预警信息，反之，则不作处理；

浓度比较单元，与所述采集模块连接，用于判断所述有害气体浓度是否大于设定浓度阈值；若大于则生成预警信号，反之，则不作处理。

优选的，所述终端还包括：

身份认证模块，与所述处理器连接，用于读取所述矿车驾驶员的身份信息；所述处理器根据所述身份信息判断是否生成预警信号。

优选的，所述终端还包括：

SOS按键，与所述处理器连接；当所述矿车驾驶员按下所述SOS按键时，所述处理器生成预警信号，并在通过所述无线通信模块发送给中控平台的同时，通过所述报警模块发出报警。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的矿车预警终端，通过采用定位模块和雷达模块，能够实时确定矿车与障碍物之间的距离，从而根据所确定的距离提醒驾驶员是否避让障碍物或直接停止矿车，以解决井下矿车行驶的安全问题。并且，本发明提供的矿车预警终端能够根据预警信息发出报警，这进一步能够提高井下作业的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明矿车预警终端的结构示意图。

附图说明：

1-无线通信模块，2-SOS按键，3-处理器，4-定位模块，5-雷达模块，6-采集模块，7-身份认证模块。

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。

本发明的目的是提供一种矿车预警终端，以解决矿井下矿车行驶的安全问题，进而能够提高井下作业的安全性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明矿车预警终端的结构示意图，如图1所示，一种矿车预警终端，包括：定位模块4、采集模块6、雷达模块5、处理器3、无线通信模块1和报警模块。

其中，处理器3分别与定位模块4、采集模块6、雷达模块5、无线通信模块1和报警模块连接。

定位模块用于实时获取矿车的位置。

采集模块采集矿车的车辆信息和矿井下有害气体的浓度。雷达模块获取矿车与该矿车四周障碍物间的距离以及障碍物相对于矿车的具体方位。处理器根据矿车的位置、所述车辆信息、矿井下有害气体的浓度以及矿车与该矿车四周障碍物间的距离以及障碍物相对于矿车的具体方位生成行驶信息和预警信号。行驶信息包括：矿车避让信号、矿车减速信号、矿车前进信号、矿车停止行驶信号、矿车转向信号和矿车倒车信号等。无线通信模块将行驶信息和预警信号发送给中控平台。报警模块根据预警信号发出报警。

其中，障碍物包括：设定范围内的其他矿车和作业人员。

处理器3优选为i.mx6x核心板。雷达模块5的型号优选为IT02S-650。定位模块4所采用的定位技术为UWB、wifi、蓝牙、zigbee定位技术等。在本发明所采用的型号优选为JR3401。

其中，本发明所采用的无线通信模块1采用的是DSRC通信技术、V2X无线通信技术等。

其中，DSRC通信技术是一种高效的无线通信技术，提供高速的数据传输，并保证通信链路的低延时和低干扰，这对依赖于实时数据的矿车车辆安全驾驶尤为重要，即使在盲区车辆也能预测到周围是否有车辆或者行人。

作为本发明的另一实施例，上述采集模块6包括：车辆信息采集单元和气体浓度采集单元。其中，车辆信息采集单元采集矿车的速度、加速度和挡位等车辆信息。气体浓度采集单元采集矿井下有害气体的浓度。该处所指的有害气体主要包括瓦斯和粉尘。

而上述的车辆信息采集单元为一车速传感器。该车速传感器通过车载总线与处理器3连接。车载总线将矿车速度实时传输给处理器3。

处理器3通过车载总线采集车辆信息(速度，加速度和挡位等)后，可以将采集到的车辆运行状态传到定位模块4，使定位更加精准。

作为本发明的另一实施例，上述处理器3包括：距离确定单元、距离比较单元和浓度比较单元。

其中，距离确定单元分别与定位模块4和雷达模块5连接。该距离比较单元根据矿车的位置、所述车辆信息以及矿车与该矿车四周障碍物间的距离、方位实时确定行驶过程中矿车与障碍物间的距离。

距离比较单元与距离确定单元连接。距离比较单元判断矿车与障碍物间的距离是否小于设定距离。若小于则生成矿车避让控制信号或矿车停止行驶信号，并生成预警信息，反之，则不作处理。

浓度比较单元与气体浓度检测单元连接。该浓度比较单元判断有害气体浓度是否大于设定浓度阈值。若大于则生成预警信号，反之，则不作处理。

作为本发明的另一实施例，为了在杜绝非法人员使用矿车的同时，避免出现事故后推卸责任，本发明所提供的矿车预警终端还可以包括：身份认证模块7。身份认证模块7与处理器3连接。

身份认证模块7用于明确矿车上作业人员的基本信息，便于作业人员的身份认证和识别。当身份认证模块7所读取的作业人员信息有误时，处理器3生成预警信号。

并且，本发明所采用的身份认证模块7能够通过指纹识别、面部识别和读取IC卡信息等身份认证手段获取和识别矿车上作业人员的具体身份信息。

作为本发明的另一实施例，为了避免有些意外情况通过装置或终端无法及时感应，本发明所提供的矿车预警终端还可以进一步包括：SOS按键2。

SOS按键2与处理器3连接。当矿车驾驶员发现其他需要救护或及时处理的情况时，按下SOS按键2，处理器3对应生成预警信号，并在通过无线通信模块1发送给中控平台的同时，通过报警模块发出报警。

上述提供的矿车预警终端的工作原理为：

处理器3根据定位信息及矿车的车辆信息，结合雷达模块5测量得到的距离和方位，计算得到矿车与其周围一定距离内的其他矿车、作业人员的实时距离。然后将计算得到的距离与设定的安全距离(根据人为需要进行设定)进行对比，根据对比结果提醒驾驶人员是否避让及减速，并将信息通过无线通信模块1发送给周围一定距离内的其他矿车和/或中控平台。当气体浓度采集单元检测到矿井中粉尘瓦斯等危险气体的浓度超标时，处理器3生成对应的预警信号，并将预警信号分别发送给报警模块和无线通信模块1。报警模块发出报警，以提醒作业人员采取相应的措施。无线通信模块1将预警信号发送给中控平台，以便中控平台进行记录的同时，地面作业人员能够根据中控平台所接受的预警信号及时判断是否需要提供救援。

当井下有危险状况时驾驶员还可通过安装在驾驶室里的SOS按键将信息上报给中控平台，及时向地面人员发起求救信号。

此外，在将预警信号发送给中控平台的过程中，无线通信模块1可以将预警信号无线发送给中继器，然后通过中继器再发送给中控平台。

而基于井下的作业环境，本发明所提供的矿车预警终端在对作业人员进行位置等检测的过程中，主要是基于作业人员所佩戴的智能矿灯进行。

相对于现有技术本发明还具有以下优点：

1、定位精度高。使用型号为RJ3401的定位模块，是的定位精度可达10cm级。并且使用雷达模块可测车辆方向和微距，使得算法更加精准。

2、使矿井环境更加安全。一方面是指车辆行驶更加安全，本发明采用DSRC无线通信技术，再者有高精定位和算法，使得前后跟后车距离可保持在安全距离内，可精准检测到一定范围内的车辆和作业人员，即使在盲区也可预测周围一定距离内的车辆及作业人员。另一方面是指实时检测空气质量，通过实时矿井中粉尘瓦斯等危险气体，可以试试判断空气质量是否达标。当空气质量不达标时报警模块将会报警，提醒作业人员采取相应的措施。

3、使得车辆使用、事故职责更加明确。采用身份认证模块进行身份识别，验证通过后才可使用该车辆，杜绝出现非法人员使用车辆和推卸责任的现象。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种矿车预警终端，其特征在于，包括：

定位模块，用于实时获取矿车的位置；

采集模块，用于采集所述矿车的车辆信息和矿井下有害气体的浓度；

雷达模块，用于获取所述矿车与该矿车四周障碍物间的距离以及障碍物相对于所述矿车的具体方位；所述障碍物包括：设定范围内的其他矿车和作业人员；

处理器，分别与所述定位模块、所述采集模块和所述雷达模块连接，用于根据所述矿车的位置、所述车辆信息、矿井下有害气体的浓度以及所述矿车与该矿车四周障碍物间的距离以及障碍物相对于所述矿车的具体方位生成行驶信息和预警信号；所述行驶信息包括：矿车避让信号、矿车减速信号、矿车前进信号、矿车停止行驶信号、矿车转向信号和矿车倒车信号；

无线通信模块，与所述处理器连接，用于将所述行驶信息和所述预警信号发送给中控平台；

报警模块，与所述处理器连接，用于根据所述预警信号发出报警。

2.根据权利要求1所述的一种矿车预警终端，其特征在于，所述采集模块包括：

车辆信息采集单元，用于采集所述矿车的车辆信息；所述车辆信息包括：速度、加速度和挡位；

气体浓度采集单元，用于采集矿井下有害气体的浓度。

3.根据权利要求1所述的一种矿车预警终端，其特征在于，所述车辆信息采集单元为车载总线。

4.根据权利要求1所述的一种矿车预警终端，其特征在于，所述气体浓度采集单元为气体浓度检测仪。

5.根据权利要求1所述的一种矿车预警终端，其特征在于，所述处理器包括：

距离确定单元，分别与所述定位模块和所述雷达模块连接，用于根据所述矿车的位置、所述车辆信息以及所述矿车与该矿车四周障碍物间的距离、所述方位实时确定行驶过程中所述矿车与所述障碍物间的距离；

距离比较单元，与所述距离确定单元连接，用于判断所述矿车与所述障碍物间的距离是否小于设定距离；若小于则生成矿车避让控制信号或矿车停止行驶信号，并生成预警信息，反之，则不作处理；

浓度比较单元，与所述采集模块连接，用于判断所述有害气体浓度是否大于设定浓度阈值；若大于则生成预警信号，反之，则不作处理。

6.根据权利要求1所述的一种矿车预警终端，其特征在于，所述终端还包括：

身份认证模块，与所述处理器连接，用于读取所述矿车驾驶员的身份信息；所述处理器根据所述身份信息判断是否生成预警信号。

7.根据权利要求1所述的一种矿车预警终端，其特征在于，所述终端还包括：

SOS按键，与所述处理器连接；当所述矿车驾驶员按下所述SOS按键时，所述处理器生成预警信号，并在通过所述无线通信模块发送给中控平台的同时，通过所述报警模块发出报警。

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