CN113367453A - 一种矿用多功能智能手环 - Google Patents

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CN113367453A CN202110676733.7A CN202110676733A CN113367453A CN 113367453 A CN113367453 A CN 113367453A CN 202110676733 A CN202110676733 A CN 202110676733A CN 113367453 A CN113367453 A CN 113367453A
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贾松蒙
卢国斌
张雪芳
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    • G01S19/17—Emergency applications

Abstract

本发明提供了一种矿用多功能智能手环，该装置主要包括身体监测模块、环境监测模块、示警求救模块、信息储存模块、定位模块、信号接收器、信号转换器、中央处理器、信号发送器；首先，手环主体内部的各种传感器和存储器，实现了对人体、环境参数的实时监测和储存；其次，通过信号发送器将数据信号传输至地面；同时，地面人员可将指令实时发送至井下人员，便于在遇到重大危险事故时，提高应急抢险能力，提高人员生还率；因此，本装置具有结构简单、使用寿命长、安全可靠的特点。

Description

一种矿用多功能智能手环
技术领域
本发明涉及矿井安全设备领域，具体涉及一种矿用多功能智能手环。
背景技术
近年来，随着我国煤矿生产设施的更迭和综放工作面大力推广，生产效率日益提高，浅部煤炭资源日益枯竭，煤炭开采逐渐向深部开采；因此，地应力和瓦斯压力明显增大，矿井事故也频频发生；在当前形势下，如何更好地保障安全生产，如何处理好安全生产与生产产量的关系，如何做好危险预警及紧急逃生，如何提高事故发生后搜救效率，提高生还几率；这对矿井安全设备提出了新的、更高的要求，使得矿井迫切地需要一种便携、功能强大的智能安全设备。
目前，市面上的智能手环以其体积小巧、便于携带、功能众多等优点使其较为适合井下环境，但是其一般只针对于日常生活中的用户，较少面向煤矿行业开发使用；同时，由于井下网络信号较差，难以铺设网络设施，工作环境恶劣，导致开发及使用较为困难；但是，随着5G信息技术的普及，井下信号差的问题，已经可以解决，迫切地需要开发出面向矿井一线工作人员的智能手环，以便工作人员减少工作携带的智能卡，并及时了解周围环境的温度、湿度、瓦斯浓度、一氧化碳浓度，自身健康状况、最佳逃生路线，以及实现人员定位，便于在发生灾害时，及时了解井下人员位置，实现快速救援，提高生还率。
发明内容
本发明目的在于提供一种矿用多功能智能手环，能够监测井下环境的温度、湿度、瓦斯浓度、一氧化碳浓度等，掌握井下工作人员的体温、心率、运动统计等相关数据，实现通讯交流、GPS定位、逃生路线规划等功能，同时避免工作人员携带大量智能卡的弊端。
为了达到上述目的，本发明提供了一种矿用多功能智能手环，主要包括：身体监测模块、环境监测模块、示警求救模块、信息储存模块、定位模块、信号接收器、信号转换器、中央处理器、显示器、信号发送器、防爆电池、电源开关、手环主体、腕带、智能芯片卡槽、安全销、USB接口；所述的手环主体外表面设有显示器，所述的显示器、中央处理器分别与防爆电池连接；所述的显示器、防爆电池、中央处理器设置在手环主体内部，防止外界破坏；其中，所述的显示器用于显示各传感器获取的信号信息，从而为人员提供准确参考，便于了解井下实时状况。
所述的中央处理器分别与身体监测模块、环境监测模块、示警求救模块、信息储存模块、定位模块相连，以便实现各个模块功能；其中，所述的身体监测模块包括体温传感器、脉搏心率传感器、湿度传感器，用于实现对人体状况的实时监测；所述的环境监测模块包括温度传感器、氧气浓度传感器、CO浓度传感器、瓦斯浓度传感器，便于监测人员所处环境情况，保障井下工作人员身体健康。
所述的信息储存模块位于手环主体右侧，由储存器构成，一端与中央处理器相连，另一端与防爆电池相连，同时在手环主体右侧设置有USB接口，便于及时充电、数据传输；所述的示警求救模块包括指示灯、扬声器、震动传感器、紧急呼救按钮，用于警示人员危险，防止意外发生；所述的紧急呼救按钮位于手环主体的左侧，同时，所述的紧急呼救按钮处带有安全销可以避免人为误触；所述的定位模块包括GPS定位芯片，可以实现井下人员位置的实时监测；所述的智能芯片卡槽可容纳多个智能芯片，可大大方便井下人员日常工作。
所述的体温传感器、脉搏心率传感器、湿度传感器、温度传感器、氧气浓度传感器、CO浓度传感器、瓦斯浓度传感器、震动传感器、GPS定位芯片的输出端与信号转换器的输入端相连，将接收到的所有数据信号，转换为可被中央处理器8识别的信号；所述中央处理器的输出端与信号发送器相连，便于将井下人员求救信息发送至地面。
有益效果：
1、本发明通过各类传感器实现了对身体的体温、心率，以及周围环境中的温度、湿度、CO浓度和瓦斯浓度的实时监测，并且通过中央处理器和信号发送器，将处理后的实时数据及时发送至地面监控中心，加强了地面对井下实时情况的管理和监测；
2、本发明通过GPS定位器和信号接收器，实现了人员定位，同时，便于在发生重大事故时，将地面指挥人员的指令、注意事项及逃生路线，传递至井下遇险人员，提高了应急抢险能力，同时提高了人员生还率；
3、本发明配备了紧急呼救按钮，以便在传感器等检测设备失灵时，通过人工及时将危险信号传递给地面管理人员，有利于地面人员第一时间制定救援方案，实现双重保险；
4、本发明通过示警模块中的指示灯、扬声器、震动传感器，可以在出现CO、瓦斯浓度超限时，提醒工作人员尽快逃离危险区域，有利于避免中毒事件的发生；
5、本发明装置为了适应井下环境，该手环的外壳、显示器、电池均采用特殊材质，延长了装置使用寿命，节约资源。
附图说明：
以下结合附图以实施例具体说明；
图1为一种矿用多功能智能手环整体结构示意图；
图2为一种矿用多功能智能手环控制模块示意图；
图3为一种矿用多功能智能手环中身体监测模块示意图；
图4为一种矿用多功能智能手环中环境监测模块示意图；
图5为一种矿用多功能智能手环中示警求救模块示意图；
图1~5中各编号依次为：1-身体监测模块、1-1-体温传感器、1-2-脉搏心率传感器、1-3-湿度传感器、2-环境监测模块、2-1-温度传感器、2-2-氧气浓度传感器、2-3-CO浓度传感器、2-4-瓦斯浓度传感器、3-示警求救模块、3-1-指示灯、3-2-扬声器、3-3-震动传感器、3-4-紧急呼救按钮、4-信息储存模块、4-1-储存器、5-定位模块、5-1-GPS定位芯片、6-信号接收器、7-信号转换器、8-中央处理器、9-显示器、10-信号发送器、11-防爆电池、12-电源开关、13-手环主体、14-腕带、15-智能芯片卡槽、16-安全销、17-USB接口。
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。
实施例：
本发明实施例提供一种矿用多功能智能手环结构，以下进行详细说明。
参照附图1~5，本发明提供了一种矿用多功能智能手环，主要包括：身体监测模块1、环境监测模块2、示警求救模块3、信息储存模块4、定位模块5、信号接收器6、信号转换器7、中央处理器8、显示器9、信号发送器10、防爆电池11、电源开关12、手环主体13、腕带14、智能芯片卡槽15、安全销16、USB接口17；所述的手环主体13外表面设有显示器9，所述的显示器9、中央处理器8分别与防爆电池11连接；所述的显示器9、防爆电池11、中央处理器8设置在手环主体13内部，防止外界破坏；其中，所述的显示器9用于显示各传感器获取的信号信息，从而为人员提供准确参考，便于了解井下实时状况。
所述的中央处理器8分别与身体监测模块1、环境监测模块2、示警求救模块3、信息储存模块4、定位模块5相连，以便实现各个模块功能；其中，所述的身体监测模块1包括体温传感器1-1、脉搏心率传感器1-2、湿度传感器1-3，用于实现对人体状况的实时监测；所述的环境监测模块2包括温度传感器2-1、氧气浓度传感器2-2、CO浓度传感器2-3、瓦斯浓度传感器2-4，便于监测人员所处环境情况，保障井下工作人员身体健康。
所述的信息储存模块4位于手环主体13右侧，由储存器4-1构成，一端与中央处理器8相连，另一端与防爆电池11相连，同时在手环主体13右侧设置有USB接口17，便于及时充电、数据传输；所述的示警求救模块3包括指示灯3-1、扬声器3-2、震动传感器3-3、紧急呼救按钮3-4，用于警示人员危险，防止意外发生；所述的紧急呼救按钮3-4位于手环主体13的左侧，同时，所述的紧急呼救按钮3-4处带有安全销16可以避免人为误触；所述的定位模块5包括GPS定位芯片5-1，可以实现井下人员位置的实时监测；所述的智能芯片卡槽15可容纳多个智能芯片，可大大方便井下人员日常工作。
所述的体温传感器1-1、脉搏心率传感器1-2、湿度传感器1-3、温度传感器2-1、氧气浓度传感器2-2、CO浓度传感器2-3、瓦斯浓度传感器2-4、震动传感器3-3、GPS定位芯片5-1的输出端与信号转换器7的输入端相连，将接收到的所有数据信号，转换为可被中央处理器8识别的信号；所述中央处理器8的输出端与信号发送器10相连，便于将井下人员求救信息发送至地面。
一种矿用多功能智能手环的工作流程：首先在井下工作人员下井前统一分配矿用手环，同时打开手环装置防爆电池11的电源开关12，保障身体监测模块1、环境监测模块2、示警求救模块3、信息储存模块4、定位模块5正常运行；同时该装置可以通过井下人员的移动进行瓦斯、温度、湿度、脉搏、CO浓度、人员位置的信息采集；另外，工作人员可将常用的智能卡芯片放入智能芯片卡槽15，用于日常使用；其次，当井下人员遇到危险时，可将安全销16取出，按下紧急呼救按钮3-4，及时将人员危险状态反映至地面人员；同时，地面人员可根据井下人员所传递的实时环境信息，以及GPS定位信息，规划出合理的逃生路线，及时发送至智能手环中的信号接收器6，并通过与之相连的信号转换器7，转换为可被中央处理器8处理的信息，最终以可视化的信息传递至井下人员，从而有效提高井下人员生还率。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本专利进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明专利各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种矿用多功能智能手环，主要包括：身体监测模块（1）、环境监测模块（2）、示警求救模块（3）、信息储存模块（4）、定位模块（5）、信号接收器（6）、信号转换器（7）、中央处理器（8）、显示器（9）、信号发送器（10）、防爆电池（11）、电源开关（12）、手环主体（13）、腕带（14）、智能芯片卡槽（15）、安全销（16）、USB接口（17），其特征在于：所述的手环主体（13）外表面设有显示器（9），所述的显示器（9）、中央处理器（8）分别与防爆电池（11）连接；所述的显示器（9）、防爆电池（11）、中央处理器（8）设置在手环主体（13）内部，防止外界破坏；其中，所述的显示器（9）用于显示各传感器获取的信号信息，从而为人员提供准确参考，便于了解井下实时状况；
所述的中央处理器（8）分别与身体监测模块（1）、环境监测模块（2）、示警求救模块（3）、信息储存模块（4）、定位模块（5）相连，以便实现各个模块功能；其中，所述的身体监测模块（1）包括体温传感器（1-1）、脉搏心率传感器（1-2）、湿度传感器（1-3），用于实现对人体状况的实时监测；所述的环境监测模块（2）包括温度传感器（2-1）、氧气浓度传感器（2-2）、CO浓度传感器（2-3）、瓦斯浓度传感器（2-4），便于监测人员所处环境情况，保障井下工作人员身体健康；
所述的信息储存模块（4）位于手环主体（13）右侧，由储存器（4-1）构成，一端与中央处理器（8）相连，另一端与防爆电池（11）相连，同时在手环主体（13）右侧设置有USB接口（17），便于及时充电、数据传输；所述的示警求救模块（3）包括指示灯（3-1）、扬声器（3-2）、震动传感器（3-3）、紧急呼救按钮（3-4），用于警示人员危险，防止意外发生；所述的紧急呼救按钮（3-4）位于手环主体（13）的左侧，同时，所述的紧急呼救按钮（3-4）处带有安全销（16）可以避免人为误触；所述的定位模块（5）包括GPS定位芯片（5-1），可以实现井下人员位置的实时监测；所述的智能芯片卡槽（15）可容纳多个智能芯片，可大大方便井下人员日常工作；
所述的体温传感器（1-1）、脉搏心率传感器（1-2）、湿度传感器（1-3）、温度传感器（2-1）、氧气浓度传感器（2-2）、CO浓度传感器（2-3）、瓦斯浓度传感器（2-4）、震动传感器（3-3）、GPS定位芯片（5-1）的输出端与信号转换器（7）的输入端相连，将接收到的所有数据信号，转换为可被中央处理器（8）识别的信号；所述中央处理器（8）的输出端与信号发送器（10）相连，便于将井下人员求救信息发送至地面。
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