CN111739253A - 一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统及其管理方法 - Google Patents

一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统及其管理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111739253A
CN111739253A CN202010559196.3A CN202010559196A CN111739253A CN 111739253 A CN111739253 A CN 111739253A CN 202010559196 A CN202010559196 A CN 202010559196A CN 111739253 A CN111739253 A CN 111739253A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
unit
sensor
data
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010559196.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111739253B (zh
Inventor
赵伟
李诚信
李千
李玉溪
丁俊竹
孙能祥
王千千
王嘉铖
赵良辰
关英煊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Original Assignee
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology Beijing CUMTB filed Critical China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority to CN202010559196.3A priority Critical patent/CN111739253B/zh
Publication of CN111739253A publication Critical patent/CN111739253A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111739253B publication Critical patent/CN111739253B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/0202Child monitoring systems using a transmitter-receiver system carried by the parent and the child
    • G08B21/0205Specific application combined with child monitoring using a transmitter-receiver system
    • G08B21/0208Combination with audio or video communication, e.g. combination with "baby phone" function
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/002Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with controlled internal environment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D27/00Details of garments or of their making
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D27/00Details of garments or of their making
    • A41D27/28Means for ventilation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423Input/output
    • G05B19/0425Safety, monitoring
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/02Agriculture; Fishing; Forestry; Mining
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/0202Child monitoring systems using a transmitter-receiver system carried by the parent and the child
    • G08B21/0205Specific application combined with child monitoring using a transmitter-receiver system
    • G08B21/0211Combination with medical sensor, e.g. for measuring heart rate, temperature
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/0202Child monitoring systems using a transmitter-receiver system carried by the parent and the child
    • G08B21/0269System arrangements wherein the object is to detect the exact location of child or item using a navigation satellite system, e.g. GPS
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/0202Child monitoring systems using a transmitter-receiver system carried by the parent and the child
    • G08B21/028Communication between parent and child units via remote transmission means, e.g. satellite network

Landscapes

  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,包括前端装备系统、信息处理系统和管理终端,前端装备系统与信息处理系统信号相连,管理终端与信息处理系统信号相连,前端装备系统包括应急防护服、供氧模块、供电模块、照明模块和监测模块,供氧模块、供电模块、照明模块和监测模块均安装于应急防护服的侧部。本发明中,通过供氧模块提供氧气,利用供电模块产生电动,供给照明模块和监测模块运行所需的电能;利用视频采集单元和定位单元分别采集视频数据和定位数据,通过人体健康监测单元监测人体的数据,通过环境监测单元监测井下环境信息,经单片机初步处理后传输给中央处理器,方便后续调用和管理。

Description

一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统及其管理方法
技术领域
本发明涉及矿山管理技术领域,特别涉及一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统及其管理方法。
背景技术
矿山指有一定开采境界的采掘矿石的独立生产经营单位,矿山主要包括一个或多个采矿车间(或称坑口、矿井、露天采场等)和一些辅助车间,大部分矿山还包括选矿场。
在传统的生产管理方式中,人盯人、人盯设备的方式效率非常低下,信息流传递不畅通,煤炭安全不仅与煤炭企业的发展息息相关,更关系着无数煤炭从业者的生命,在煤炭安全管理中,信息沟通不便,会在发生事故时,较难快速的应急。
另一方面,井下安全装备主要存在着便携性差、发展受井下供电系统影响大,阶段仅能通过矿井通风系统以满足供氧需求,而自发制氧应急安全装备较少,且安全装备无法与井上信息后端平台系统相结合,难以促进煤炭企业及高危矿山实现安全生产。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明可以解决现有矿山管理系统对人员安全以及节能处理不到位,影响救援和节能的难题。
(二)技术方案
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案,一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,包括前端装备系统、信息处理系统和管理终端,所述前端装备系统与所述信息处理系统信号相连,所述管理终端与所述信息处理系统信号相连,所述前端装备系统包括应急防护服、供氧模块、供电模块、照明模块和监测模块,所述供氧模块、所述供电模块、所述照明模块和所述监测模块均安装于所述应急防护服的侧部,其中:
所述供氧模块包括液氧瓶、液氧管和管式汽化器,所述液氧瓶的出气端与所述液氧管相连,所述管式汽化器连接于所述液氧管的出气端;
所述供电模块包括温差发电管、转子叶片、发电机和并流装置,所述温差发电管连接于所述管式汽化器的出气端,所述转子叶片安装于所述温差发电管的内部,所述发电机安装于所述防护服的侧部,所述发电机的输入轴与所述转子叶片传动相连,所述温差发电管的输出端通过线缆与所述并流装置电性相连,所述发电机的输出端通过线缆与所述并流装置电性相连;
所述照明模块包括矿用灯、视频采集单元、定位单元和通讯单元,所述视频采集单元、所述定位单元和所述通讯单元均安装于所述矿用灯的侧部,所述视频采集单元和所述定位单元分别与所述通讯单元信号相连;
所述监测模块包括单片机、人体健康监测单元和环境监测单元,所述单片机与所述通讯单元信号相连,所述人体健康监测单元和所述环境监测单元分别与所述单片机信号相连;
所述信息处理系统包括中央处理器、数据库和录入单元,所述中央处理器与所述通信单元信号相连,所述数据库与所述中央处理器信号相连,所述录入单元与所述中央处理器信号相连;
所述管理终端包括管理联动单元和生产调度单元,所述管理联动单元和所述生产调度单元分别与所述中央处理器信号相连。
作为本发明的一种优选技术方案,所述温差发电管包括导热层、温差发电层和散热层,温差发电层套设于导热层的外侧,散热层套设于温差发电层的外侧,导热层内流经氧气的温度在-45℃到-40℃,温差发电层由P型热电材料和N型热电材料连接组成。
作为本发明的一种优选技术方案,所述视频采集单元设置为摄像头,用于采集视频或图像信息;所述定位单元设置为GIS定位单元;所述通讯单元信号连接有喇叭和拾音器,喇叭用于播报外界传输的声音指令,拾音器用于接收矿工的声音信息。
作为本发明的一种优选技术方案,所述人体健康监测单元包括体温传感器、心率传感器、运动传感器和脉搏传感器,所述体温传感器、所述心率传感器、所述运动传感器和所述脉搏传感器均分别与所述单片机信号相连,所述单片机设置为Atmel AVR单片机;所述体温传感器设置为LM35温度传感器;所述心率传感器设置为SEN0203传感器;所述运动传感器设置MPU6050六轴传感器。
作为本发明的一种优选技术方案,所述环境监测单元包括温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、震动传感器、气体浓度传感器和压力传感器,所述温湿度传感器、所述烟雾传感器、所述火焰传感器、所述震动传感器、所述气体浓度传感器和所述压力传感器分别与所述单片机信号相连,所述温湿度传感器设置为DHT11温湿度传感器;所述烟雾传感器设置为MQ-2烟雾传感器。
作为本发明的一种优选技术方案,所述录入模块设置为鼠标和键盘,用于录入外部数据。
作为本发明的一种优选技术方案,所述中央处理器包括危险源数据处理单元和人员信息数据处理单元,其中:
所述危险源数据处理单元用于处理所述录入模块录入的危险源数据,并形成相应的危险源辨识数据、风险评估数据、防控措施数据、问题整改数据、备案登记数据和销案登记数据,并将获得的数据归类存储到所述数据库中;
所述人员信息数据处理单元包括井下人员反馈信息处理模块、人员违规信息处理模块和人员培训信息处理模块,井下人员反馈信息处理模块用于接收所述通讯模块反馈的信息;人员违规信息处理模块用于处理所述录入模块录入的人员违规信息;人员培训信息处理模块用于处理所述录入模块录入的人员培训信息,并将获得的数据存储到所述数据库中。
作为本发明的一种优选技术方案,所述管理联动单元包括调用模块和报警模块;所述调用模块用于与所述中央处理器通讯,并调用所述数据库中的存储的数据信息,便于执法人员调取数据,实现与执法人员的联动,便于执法人员执法;所述报警模块用于在事故发生后进行报警,并与本单位应急物资部、附近医院、消防以及相应领域应急专家联动,调用事故发生时周边配到资源,以达到快速救援。
作为本发明的一种优选技术方案,所述生产调度单元包括通风模块、防尘模块和避灾模块,其中:
所述通风模块用于生成通风网络图和通风系统图,并可根据通风阻力测定计算、主扇风机性能测定及特性曲线的生成、瓦斯登记鉴定计算,绘制压能图,进而控制通风设备有效的运行,进行节能;
所述防尘模块用于生成防尘系统图;
所述避灾模块用于在发生事故时生成避灾路线图。
此外,本发明还提供了一种基于智能物联网的节能矿山管理方法,包括以下步骤:
S1、首先,通过录入模块输入应急预案信息、人员违规信息和人员培训信息,使得录入的信息经中央处理器处理后存储在数据库中;
S2、前端装备系统的运行,人工穿戴应急防护服,通过供氧模块提供氧气,并在供氧的过程中,利用供电模块产生电动,供给照明模块和监测模块运行所需的电能;
S3、照明模块的运行,通过矿用灯提供照明,利用视频采集单元和定位单元分别采集视频数据和定位数据,并通过通讯单元传输给中央处理器,利用中央处理器对相应的数据进行处理,并存储在数据库中;
S4、监测模块的运行,通过人体健康监测单元监测人体的数据,通过环境监测单元监测井下环境信息,经单片机初步处理后传输给中央处理器,利用中央处理器进一步的处理,并将处理后的数据存储在数据库。
S5、管理终端的运行,通过管理联动单元方便执法人员调用数据库中存储的信息,并便于发生事故后的报警,通过生产调度单元调用数据库中数据,并通过中央处理器处理后生成通风网络图、通风系统图、防尘系统图和避灾路线图,方便生产和事故发生后的通风和避灾,且方便调整供风设备运行状态,进行节能。
(三)有益效果
1.本发明提供的基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,其前端装备系统,通过供氧模块提供氧气,利用供电模块产生电动,供给照明模块和监测模块运行所需的电能,利用视频采集单元和定位单元分别采集视频数据和定位数据,通过人体健康监测单元监测人体的数据,通过环境监测单元监测井下环境信息,经单片机初步处理后传输给中央处理器,可有效的获取每个矿井下员工的个人和环境信息;
2.本发明提供的基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,其信息处理系统,录入单元方便录入外部的信息,中央处理器对外部录入的信息以及通讯单元反馈的信息进行处理,并利用数据库对数据进行存储,方便后续数据的调用;
3.本发明提供的基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,其管理终端,管理联动单元与中央处理器通讯,并调用数据库中的存储的数据信息,便于执法人员调取数据,实现与执法人员的联动,便于执法人员执法,报警模块用于在事故发生后进行报警,并与本单位应急物资部、附近医院、消防以及相应领域应急专家联动,调用事故发生时周边配到资源,以达到快速救援,通过生产调度单元调用数据库中数据,并通过中央处理器处理后生成通风网络图、通风系统图、防尘系统图和避灾路线图,方便生产和事故发生后的通风和避灾,且方便调整供风设备运行状态,进行节能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明的电路模块示意框图;
图2是本发明的液氧流经路径示意图框图;
图3是本发明的供电模块、照明模块和监测模块连接示意框图;
图4是本发明的中央处理器示意框图;
图5是本发明的管理终端的示意框图;
图6是本发明的发电机部分结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
如图1至图6所示,一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,包括前端装备系统、信息处理系统和管理终端,前端装备系统与信息处理系统信号相连,管理终端与信息处理系统信号相连,前端装备系统包括应急防护服、供氧模块、供电模块、照明模块和监测模块,供氧模块、供电模块、照明模块和监测模块均安装于应急防护服的侧部,其中:
供氧模块包括液氧瓶、液氧管和管式汽化器,液氧瓶的出气端与液氧管相连,管式汽化器连接于液氧管的出气端;
供电模块包括温差发电管、转子叶片、发电机和并流装置,温差发电管连接于管式汽化器的出气端,转子叶片安装于温差发电管的内部,发电机安装于防护服的侧部,发电机的输入轴与转子叶片传动相连,温差发电管的输出端通过线缆与并流装置电性相连,发电机的输出端通过线缆与并流装置电性相连,并流装置设置为电容器;
照明模块包括矿用灯、视频采集单元、定位单元和通讯单元,视频采集单元、定位单元和通讯单元均安装于矿用灯的侧部,视频采集单元和定位单元分别与通讯单元信号相连;
监测模块包括单片机、人体健康监测单元和环境监测单元,单片机与通讯单元信号相连,人体健康监测单元和环境监测单元分别与单片机信号相连;
信息处理系统包括中央处理器、数据库和录入单元,中央处理器与通信单元信号相连,数据库与中央处理器信号相连,录入单元与中央处理器信号相连;
管理终端包括管理联动单元和生产调度单元,管理联动单元和生产调度单元分别与中央处理器信号相连。
具体地,温差发电管包括导热层、温差发电层和散热层,温差发电层套设于导热层的外侧,散热层套设于温差发电层的外侧,导热层内流经氧气的温度在-45℃到-40℃,温差发电层由P型热电材料和N型热电材料连接组成。
具体地,视频采集单元设置为摄像头,用于采集视频或图像信息;定位单元设置为GIS定位单元;通讯单元信号连接有喇叭和拾音器,喇叭用于播报外界传输的声音指令,拾音器用于接收矿工的声音信息。
具体地,人体健康监测单元包括体温传感器、心率传感器、运动传感器和脉搏传感器,体温传感器、心率传感器、运动传感器和脉搏传感器均分别与单片机信号相连,单片机设置为Atmel AVR单片机,Atmel AVR单片机结构简单、可靠:集成度高,处理器和存储器都集成在PCB板上,可使用杜邦线与各种扩展传感器免焊连接,在原件出现故障时能够方便的进行替换;体温传感器设置为LM35温度传感器,LM35温度传感器精度更高,能有效地监测人体体温是否出现异常变化,避免在高温环境下长时间工作产生身体不适的情况发生;心率传感器设置为SEN0203传感器,SEN0203传感器采用的光电容积脉搏波描记法,通过测量血液中血红蛋白随心脏跳动而对氧气吸收的变化量来测量人体心率参数,拥有响应性快,性能稳定,适应性强等特点,能有效监测人体的心率变化;运动传感器设置MPU6050六轴传感器,MPU6050是一种常用的空间运动传感器芯片,可以获取器件当前的三个加速度分量和三个旋转角速度,能够监测工作人员是否出现跌倒或不规范操作等异常状况。
具体地,环境监测单元包括温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、震动传感器、气体浓度传感器和压力传感器,温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、震动传感器、气体浓度传感器和压力传感器分别与单片机信号相连,温湿度传感器设置为DHT11温湿度传感器,DHT11温湿度传感器具有功耗低、体积小、稳定可靠的特点,响应时间:<50ms,数据采集速度快,能够即时监测环境温湿度;烟雾传感器设置为MQ-2烟雾传感器,MQ-2烟雾传感器可以及时监测出井内可燃气体异常升高的情况,对瓦斯突出等事故进行及时的告警;震动传感器设置为震动开关,受到外力碰触而达到适当震动力时,或移动速度达到适当离(偏)心力时,导电接脚会发生瞬间导通状态,使电气特性改变,而当外力消失时电气特性恢复开路状态,使用震动开关可以即时监测矿井内有无冒顶,塌方等事故发生并在事故发生时及时告警;焰传感器通过探测火焰在燃烧时产生的760纳米~1100纳米范围内的光来监测周围是否有明火出现,能在-25℃到85℃下工作,性能稳定可靠,可以在火灾初期及时发现火情并告警,最大程度减少损失。
具体地,录入模块设置为鼠标和键盘,用于录入外部数据。
具体地,中央处理器包括危险源数据处理单元和人员信息数据处理单元,其中:
危险源数据处理单元用于处理录入模块录入的危险源数据,并形成相应的危险源辨识数据、风险评估数据、防控措施数据、问题整改数据、备案登记数据和销案登记数据,并将获得的数据归类存储到数据库中;
人员信息数据处理单元包括井下人员反馈信息处理模块、人员违规信息处理模块和人员培训信息处理模块,井下人员反馈信息处理模块用于接收通讯模块反馈的信息;人员违规信息处理模块用于处理录入模块录入的人员违规信息;人员培训信息处理模块用于处理录入模块录入的人员培训信息,并将获得的数据存储到数据库中。
具体地,管理联动单元包括调用模块和报警模块;调用模块用于与中央处理器通讯,并调用数据库中的存储的数据信息,便于执法人员调取数据,实现与执法人员的联动,便于执法人员执法;报警模块用于在事故发生后进行报警,并与本单位应急物资部、附近医院、消防以及相应领域应急专家联动,调用事故发生时周边配到资源,以达到快速救援。
具体地,生产调度单元包括通风模块、防尘模块和避灾模块,其中:
通风模块用于生成通风网络图和通风系统图,并可根据通风阻力测定计算、主扇风机性能测定及特性曲线的生成、瓦斯登记鉴定计算,绘制压能图,进而控制通风设备有效的运行,进行节能;
防尘模块用于生成防尘系统图;
避灾模块用于在发生事故时生成避灾路线图。
此外,本发明还提供了一种基于智能物联网的节能矿山管理方法,包括以下步骤:
S1、首先,通过录入模块输入应急预案信息、人员违规信息和人员培训信息,使得录入的信息经中央处理器处理后存储在数据库中;
S2、前端装备系统的运行,人工穿戴应急防护服,通过供氧模块提供氧气,并在供氧的过程中,利用供电模块产生电动,供给照明模块和监测模块运行所需的电能;
S3、照明模块的运行,通过矿用灯提供照明,利用视频采集单元和定位单元分别采集视频数据和定位数据,并通过通讯单元传输给中央处理器,利用中央处理器对相应的数据进行处理,并存储在数据库中;
S4、监测模块的运行,通过人体健康监测单元监测人体的数据,通过环境监测单元监测井下环境信息,经单片机初步处理后传输给中央处理器,利用中央处理器进一步的处理,并将处理后的数据存储在数据库。
S5、管理终端的运行,通过管理联动单元方便执法人员调用数据库中存储的信息,并便于发生事故后的报警,通过生产调度单元调用数据库中数据,并通过中央处理器处理后生成通风网络图、通风系统图、防尘系统图和避灾路线图,方便生产和事故发生后的通风和避灾,且方便调整供风设备运行状态,进行节能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,包括前端装备系统、信息处理系统和管理终端,其特征在于:所述前端装备系统与所述信息处理系统信号相连,所述管理终端与所述信息处理系统信号相连,所述前端装备系统包括应急防护服、供氧模块、供电模块、照明模块和监测模块,所述供氧模块、所述供电模块、所述照明模块和所述监测模块均安装于所述应急防护服的侧部,其中:
所述供氧模块包括液氧瓶、液氧管和管式汽化器,所述液氧瓶的出气端与所述液氧管相连,所述管式汽化器连接于所述液氧管的出气端;
所述供电模块包括温差发电管、转子叶片、发电机和并流装置,所述温差发电管连接于所述管式汽化器的出气端,所述转子叶片安装于所述温差发电管的内部,所述发电机安装于所述防护服的侧部,所述发电机的输入轴与所述转子叶片传动相连,所述温差发电管的输出端通过线缆与所述并流装置电性相连,所述发电机的输出端通过线缆与所述并流装置电性相连;
所述照明模块包括矿用灯、视频采集单元、定位单元和通讯单元,所述视频采集单元、所述定位单元和所述通讯单元均安装于所述矿用灯的侧部,所述视频采集单元和所述定位单元分别与所述通讯单元信号相连;
所述监测模块包括单片机、人体健康监测单元和环境监测单元,所述单片机与所述通讯单元信号相连,所述人体健康监测单元和所述环境监测单元分别与所述单片机信号相连;
所述信息处理系统包括中央处理器、数据库和录入单元,所述中央处理器与所述通信单元信号相连,所述数据库与所述中央处理器信号相连,所述录入单元与所述中央处理器信号相连;
所述管理终端包括管理联动单元和生产调度单元,所述管理联动单元和所述生产调度单元分别与所述中央处理器信号相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,其特征在于:所述温差发电管包括导热层、温差发电层和散热层,温差发电层套设于导热层的外侧,散热层套设于温差发电层的外侧,导热层内流经氧气的温度在-45℃到-40℃,温差发电层由P型热电材料和N型热电材料连接组成。
3.根据权利要求1所述的一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,其特征在于:所述视频采集单元设置为摄像头,用于采集视频或图像信息;所述定位单元设置为GIS定位单元;所述通讯单元信号连接有喇叭和拾音器,喇叭用于播报外界传输的声音指令,拾音器用于接收矿工的声音信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,其特征在于:所述人体健康监测单元包括体温传感器、心率传感器、运动传感器和脉搏传感器,所述体温传感器、所述心率传感器、所述运动传感器和所述脉搏传感器均分别与所述单片机信号相连,所述单片机设置为Atmel AVR单片机;所述体温传感器设置为LM35温度传感器;所述心率传感器设置为SEN0203传感器;所述运动传感器设置MPU6050六轴传感器。
5.根据权利要求1所述的一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,其特征在于:所述环境监测单元包括温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、震动传感器、气体浓度传感器和压力传感器,所述温湿度传感器、所述烟雾传感器、所述火焰传感器、所述震动传感器、所述气体浓度传感器和所述压力传感器分别与所述单片机信号相连,所述温湿度传感器设置为DHT11温湿度传感器;所述烟雾传感器设置为MQ-2烟雾传感器。
6.根据权利要求1所述的一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,其特征在于:所述录入模块设置为鼠标和键盘,用于录入外部数据。
7.根据权利要求1所述的一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,其特征在于:所述中央处理器包括危险源数据处理单元和人员信息数据处理单元,其中:
所述危险源数据处理单元用于处理所述录入模块录入的危险源数据,并形成相应的危险源辨识数据、风险评估数据、防控措施数据、问题整改数据、备案登记数据和销案登记数据,并将获得的数据归类存储到所述数据库中;
所述人员信息数据处理单元包括井下人员反馈信息处理模块、人员违规信息处理模块和人员培训信息处理模块,井下人员反馈信息处理模块用于接收所述通讯模块反馈的信息;人员违规信息处理模块用于处理所述录入模块录入的人员违规信息;人员培训信息处理模块用于处理所述录入模块录入的人员培训信息,并将获得的数据存储到所述数据库中。
8.根据权利要求1所述的一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,其特征在于:所述管理联动单元包括调用模块和报警模块;所述调用模块用于与所述中央处理器通讯,并调用所述数据库中的存储的数据信息,便于执法人员调取数据,实现与执法人员的联动,便于执法人员执法;所述报警模块用于在事故发生后进行报警,并与本单位应急物资部、附近医院、消防以及相应领域应急专家联动,调用事故发生时周边配到资源,以达到快速救援。
9.根据权利要求1所述的一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,其特征在于:所述生产调度单元包括通风模块、防尘模块和避灾模块,其中:
所述通风模块用于生成通风网络图和通风系统图,并可根据通风阻力测定计算、主扇风机性能测定及特性曲线的生成、瓦斯登记鉴定计算,绘制压能图,进而控制通风设备有效的运行,进行节能;
所述防尘模块用于生成防尘系统图;
所述避灾模块用于在发生事故时生成避灾路线图。
10.根据权利要求1所述的一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统,其特征在于:上述基于智能物联网的节能矿山管理方法包括以下步骤:
S1、首先,通过录入模块输入应急预案信息、人员违规信息和人员培训信息,使得录入的信息经中央处理器处理后存储在数据库中;
S2、前端装备系统的运行,人工穿戴应急防护服,通过供氧模块提供氧气,并在供氧的过程中,利用供电模块产生电动,供给照明模块和监测模块运行所需的电能;
S3、照明模块的运行,通过矿用灯提供照明,利用视频采集单元和定位单元分别采集视频数据和定位数据,并通过通讯单元传输给中央处理器,利用中央处理器对相应的数据进行处理,并存储在数据库中;
S4、监测模块的运行,通过人体健康监测单元监测人体的数据,通过环境监测单元监测井下环境信息,经单片机初步处理后传输给中央处理器,利用中央处理器进一步的处理,并将处理后的数据存储在数据库;
S5、管理终端的运行,通过管理联动单元方便执法人员调用数据库中存储的信息,并便于发生事故后的报警,通过生产调度单元调用数据库中数据,并通过中央处理器处理后生成通风网络图、通风系统图、防尘系统图和避灾路线图,方便生产和事故发生后的通风和避灾,且方便调整供风设备运行状态,进行节能。
CN202010559196.3A 2020-06-18 2020-06-18 一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统及其管理方法 Active CN111739253B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010559196.3A CN111739253B (zh) 2020-06-18 2020-06-18 一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统及其管理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010559196.3A CN111739253B (zh) 2020-06-18 2020-06-18 一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统及其管理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111739253A true CN111739253A (zh) 2020-10-02
CN111739253B CN111739253B (zh) 2022-02-18

Family

ID=72649707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010559196.3A Active CN111739253B (zh) 2020-06-18 2020-06-18 一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统及其管理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111739253B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112907900A (zh) * 2021-01-29 2021-06-04 中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种边坡监测实体风险预警评估模型
CN116367090A (zh) * 2023-03-31 2023-06-30 广东爆破工程有限公司 一种应用于非煤矿山紧密事故的快速响应管理系统

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101997455A (zh) * 2009-08-21 2011-03-30 中国科学院理化技术研究所 一种用于冷能回收发电的半导体温差发电装置
CN103127630A (zh) * 2013-02-05 2013-06-05 周柏林 消防、高温炉前、水下作业与矿山救生的多功能连体套服
CN103390212A (zh) * 2013-06-27 2013-11-13 武汉数阵信息集成技术有限公司 煤矿安全管理系统及其管理方法
US20140101831A1 (en) * 2012-10-16 2014-04-17 Basic Electronics, Inc. Vest assembly
WO2016003312A1 (ru) * 2014-07-04 2016-01-07 Александр Юрьевич ГРАЧЕВ Система шахтного сканирующего аэрогазового контроля
CN206079103U (zh) * 2016-10-14 2017-04-12 何逸凡 一种自动发光保暖衣
CN107448235A (zh) * 2017-05-18 2017-12-08 华信润邦(北京)智能科技有限公司 一种基于精确定位的矿井安全管理方法
CN207950356U (zh) * 2018-01-16 2018-10-12 西安科技大学 一种矿山救援用防护装置
CN108915771A (zh) * 2018-07-06 2018-11-30 左凌云 云控矿山综合管理系统
CN109388115A (zh) * 2018-10-30 2019-02-26 武汉七环电气股份有限公司 矿用智能单兵作业与保障系统、方法及智能巡检方法
CN110685750A (zh) * 2019-10-23 2020-01-14 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种矿井险兆事件监控预警系统及方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101997455A (zh) * 2009-08-21 2011-03-30 中国科学院理化技术研究所 一种用于冷能回收发电的半导体温差发电装置
US20140101831A1 (en) * 2012-10-16 2014-04-17 Basic Electronics, Inc. Vest assembly
CN103127630A (zh) * 2013-02-05 2013-06-05 周柏林 消防、高温炉前、水下作业与矿山救生的多功能连体套服
CN103390212A (zh) * 2013-06-27 2013-11-13 武汉数阵信息集成技术有限公司 煤矿安全管理系统及其管理方法
WO2016003312A1 (ru) * 2014-07-04 2016-01-07 Александр Юрьевич ГРАЧЕВ Система шахтного сканирующего аэрогазового контроля
CN206079103U (zh) * 2016-10-14 2017-04-12 何逸凡 一种自动发光保暖衣
CN107448235A (zh) * 2017-05-18 2017-12-08 华信润邦(北京)智能科技有限公司 一种基于精确定位的矿井安全管理方法
CN207950356U (zh) * 2018-01-16 2018-10-12 西安科技大学 一种矿山救援用防护装置
CN108915771A (zh) * 2018-07-06 2018-11-30 左凌云 云控矿山综合管理系统
CN109388115A (zh) * 2018-10-30 2019-02-26 武汉七环电气股份有限公司 矿用智能单兵作业与保障系统、方法及智能巡检方法
CN110685750A (zh) * 2019-10-23 2020-01-14 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种矿井险兆事件监控预警系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
程远平等: "我国煤与瓦斯突出事故现状及防治对策", 《煤炭科学技术》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112907900A (zh) * 2021-01-29 2021-06-04 中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种边坡监测实体风险预警评估模型
CN116367090A (zh) * 2023-03-31 2023-06-30 广东爆破工程有限公司 一种应用于非煤矿山紧密事故的快速响应管理系统
CN116367090B (zh) * 2023-03-31 2023-09-05 广东爆破工程有限公司 一种应用于非煤矿山紧密事故的快速响应管理系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111739253B (zh) 2022-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108301873B (zh) 一种手环式井下信息报警系统及方法
CN111739253B (zh) 一种基于智能物联网的安全节能矿山管理系统及其管理方法
CN203535763U (zh) 一种便携式消防救援智能终端
CN206892594U (zh) 一种物联网智能化除尘设备静电监测系统与控制系统
CN102580264A (zh) 一种呼吸器智能报警装置
CN104305984B (zh) 消防员生命监测传输系统
CN107737429A (zh) 一种智能消防系统
CN214512311U (zh) 一种智能消防战斗服及其智能指挥系统
CN207367082U (zh) 一种物联网智能化除尘设备温湿度监测系统与控制系统
CN102600564B (zh) 一种嵌入毒气监测和告警功能的智能抢险救援服
CN105788138A (zh) 救援系统及其控制方法
CN201902236U (zh) 综合生命监测系统
Charde et al. A smart and secured helmet for coal mining workers
CN209825329U (zh) 火场应急救援消防头盔及其定位系统
CN112382061A (zh) 一种应用于消防救援的气体侦检呼救系统
CN214854464U (zh) 一种具有安全预警功能的智能巡检防护服
CN214587226U (zh) 一种可穿戴智能有毒有害气体检测报警仪
CN110824978A (zh) 一种消防机器人远程控制系统
CN215727122U (zh) 一种防毒面具气体监测装置
CN214475458U (zh) 一种应用于消防救援的气体侦检呼救系统
CN212322386U (zh) 一种森林火灾现场多种信息采集设备及系统
CN211409038U (zh) 一种消防员空呼压力与生命体征在线监测预警系统
TWM600446U (zh) 特殊作業環境安全性偵測系統
CN206893051U (zh) 一种物联网智能化除尘设备火警监测系统与控制系统
CN207270590U (zh) 一种具有双重报警功能的空气呼吸器压力控制设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant