CN203867617U - 一种用于关角隧道斜井工区的监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动化监控技术，具体的说是涉及一种用于关角隧道斜井工区的监控系统。本实用新型包括电源模块、控制器、显示屏、数据转发器、避雷器、视频监控器、人体红外感应器、第一无线信号收发器和报警设备；其中，电源模块分别与控制器、显示屏、避雷器、数据转发器、视频监控器、人体红外感应器、第一无线信号收发器连接；控制器分别与显示屏和数据转发器连接；数据转发器分别与视频监控器、显示屏和第一无线信号收发器连接；人体红外感应器与视频监控器连接。本实用新型的有益效果为，可对隧道中施工人员进行实时监控，同时在发生安全事故时可通过报警设备对施工人员进行定位。本实用新型尤其适用于关角隧道斜井工区的监控。

Description

一种用于关角隧道斜井工区的监控系统

技术领域

本实用新型涉及自动化监控技术，具体的说是涉及一种用于关角隧道斜井工区的监控系统。

背景技术

目前，由于关角隧道场区地质条件复杂多变，特别是斜井工区，其隧道埋深大，岭脊地段存在高地应力问题，因而施工中容易出现异常情况，隧道施工难度极大，并且由于隧道场区海拔较高，存有明显的四低（密度低、含氧量低、气压低、气温低）现象，因此，这给现场的管理工作带来了极大不便。同时存在工程管理人员与施工作业人员之间的信息不能够及时地相互传递，使得管理人员不能实时动态地掌握隧道斜井工区内的现场情况的问题。并且发生安全事故时因为不能准确判断施工作业人员的具体位置，可能存在救援困难、救援迟缓的问题。

目前针对隧道深坑作业的安全防范基本都是针对设备的监测与维护，在设备本身性能稳定以及操作、安装及使用规范的情况下，因为作业地点的特殊性，安全隐患仍然较大，而目前还没有针对现场施工作业人员本身的实时防范措施。

实用新型内容

本实用新型所要解决的，就是针对上述问题，提出一种关角隧道斜井工区的监控系统。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于关角隧道斜井工区的监控系统，包括电源模块、控制器、显示屏、数据转发器、避雷器、视频监控器、人体红外感应器、第一无线信号收发器和报警设备；其中，电源模块分别与控制器、显示屏、避雷器、数据转发器、视频监控器、人体红外感应器、第一无线信号收发器连接；

所述报警设备包括第二无线信号收发器、信号转换电路、移动电源、继电器和报警器；其中，第二无线信号收发器与第一无线信号收发器相匹配并通过无线通信方式建立连接；第二无线信号收发器分别与报警器和信号转换电路连接；移动电源分别与第二无线信号收发器和继电器连接；继电器与报警器连接；

所述数据转发器由视频信号转发电路和控制信号转发电路构成；所述视频信号转发电路包括第一信号放大电路、模数转换电路和第一滤波电路；第一信号放大电路的输入端与视频监控器连接，其输出端与模数转换电路的输入端连接；模数转换电路的输出端与第一滤波电路的输入端连接，第一滤波电路的输出端与显示屏连接；所述控制信号转发电路包括第二信号放大电路、数模转换电路和第二滤波电路；第二信号放大电路的输入端与控制器连接，其输出端与数模转换电路的输入端连接；数模转换电路的输出端与第二滤波电路的输入端连接；第二滤波电路的输出端与第一无线信号收发器连接；

所述视频监控器由摄像头和控制电路构成，控制电路分别与电源模块、摄像头和人体红外感应器连接；

所述第一无线信号收发器包括第一无线数据收发模块和无线电发射线圈，所述第二无线信号收发器包括第二无线数据收发模块和无线电接收线圈；其中，第一无线数据收发模块和第二无线数据收发模块匹配组成无线通信模块，无线电发射线圈和无线电接收线圈耦合匹配组成无线充电模块；

所述报警器为振动器、蜂鸣器和人体生命体征监测仪器中的一种。

具体的，所述报警器为人体生命体征监测仪器，所述人体生命体征监测仪器为脉搏探测器。

其中，电源模块可采用BFDZ-2型多功能分站电源。

本实用新型的有益效果为，可对隧道中施工人员进行实时监控，同时在发生安全事故时可通过报警设备对施工人员进行定位，并根据采集到的人员实时体征信息提前进行医疗安排，提高救援效率。

附图说明

图1为本实用新型的逻辑示意框图；

图2为本实用新型中报警设备的逻辑结构示意图；

图3为本实用新型中数据转发器的逻辑结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本实用新型的技术方案：

如图1所示，本实用新型包括电源模块、控制器、显示屏、数据转发器、避雷器、视频监控器、人体红外感应器、第一无线信号收发器和报警设备；其中，电源模块分别与控制器、显示屏、避雷器、数据转发器、视频监控器、人体红外感应器、第一无线信号收发器连接；控制器与数据转发器连接；数据转发器分别与视频监控器、显示屏和第一无线信号收发器连接；人体红外感应器与视频监控器连接；

如图2所示，所述报警设备包括第二无线信号收发器、信号转换电路、移动电源、继电器和报警器；其中，第二无线信号收发器与第一无线信号收发器相匹配并通过无线方式建立连接；第二无线信号收发器分别与报警器和信号转换电路连接；移动电源分别与第二无线信号收发器和继电器连接；继电器与报警器连接；

如图3所示，所述数据转发器由视频信号转发电路和控制信号转发电路构成；所述视频信号转发电路包括第一信号放大电路、模数转换电路和第一滤波电路；第一信号放大电路的输入端与视频监控器连接，其输出端与模数转换电路的输入端连接；模数转换电路的输出端与第一滤波电路的输入端连接，第一滤波电路的输出端与显示屏连接；所述控制信号转发电路包括第二信号放大电路、数模转换电路和第二滤波电路；第二信号放大电路的输入端与控制器连接，其输出端与数模转换电路的输入端连接；数模转换电路的输出端与第二滤波电路的输入端连接；第二滤波电路的输出端与第一无线信号收发器连接；

所述视频监控器和人体红外感应器均为多个且一一对应，每个视频监控器均由摄像头和控制电路构成，控制电路分别与摄像头和人体红外感应器连接；

所述第一无线信号收发器包括第一无线数据收发模块和无线电发射线圈，所述第二无线信号收发器包括第二无线数据收发模块和无线电接收线圈；其中，第一无线数据收发模块和第二无线数据收发模块匹配组成无线通信模块，无线电发射线圈和无线电接收线圈耦合匹配组成无线充电模块；

所述报警器为振动器、蜂鸣器和人体生命体征监测仪器中的一种。

将本实用新型的系统安装在斜井工区中后，通过安装在工区内的多个摄像头实时采集施工人员状况，并通过设置在外部的显示屏反馈给外部工程人员。为了保证隧道施工人员的安全，本实用新型不仅仅只是对施工人员进行监控，同时还提供了急救设备，并通过通信模块进行控制以保证设备的正常运行。因为本实用新型应用场合可能为气候恶劣地区，因此还设置了避雷器，用以保证系统不被雷电所损坏而影响到施工人员的安全。

本实用新型的工作原理为：

视频监控器安装在工区的各个角落，视频监控器由摄像头和控制电路构成，其中控制电路由模数转换器和开关电路构成，模数转换器和人体红外感应器连接，当红外感应器感应到有施工人员靠近时，产生模拟信号传递到模数转换器，模数转换器将模拟信号转换为开关电路可识别的数字信号，具体为红外感应器感应到有人时模数转换器向数字电路发出高电平信号，无人时发出低电平信号，开关电路接收到高电平信号后电路连通，使摄像头与电源模块接通，摄像头开始工作。摄像头采集到的图像信息发送到数据转发器，数据转发器用于保证信号在随带内的传输稳定性，数据转发器由视频信号转发电路和控制信号转发电路构成，其中视频信号转发电路用于将接收到的摄像头传输的模拟信号经过处理后转化为图像信息通过显示屏显示给外部工作人员观看，这里还可设置存储器对视频信息进行存储。

通常隧道深坑发生事故时可能造成大面积坍塌将施工人员掩埋，在大面积坍塌时难以准确定位施工人员的位置坐标是造成营救困难的重要原因，因此本实用新型提出的系统包含用于施工员的报警设备，施工人员将报警设备随时携带，在发生事故后开启报警器用以辅助外部人员对其进行定位，以缩短营救时间。

施工人员随身携带的报警设备中的报警器在施工人员正常工作时并不运行，需要外力开启，但是当施工隧道发生事故时，施工人员可能来不及或者没有办法开启警报器，此时外部工程人员通过显示屏监视到故障时可通过控制器发出控制信号来开启施工人员身上的报警器，而因为深坑隧道对外部信号的屏蔽，本实用新型采用无线通信终端的方式实现和施工人员的通信。具体为：在隧道内部多个部位设置第一无线信号收发器，第一无线信号收发器与数据转发器通过有线连接的方式连接，施工人员随身携带第二无线信号收发器，第一无线数据收发模块和第二无线数据收发模块匹配组成无线通信模块，此处的无线通信模块可采用WIFI模块或RFID模块，WIFI模块和RFID模块均为常用的无线通讯模块，应用技术成熟可靠。具体控制过程为：当控制器发出开启报警器控制指令后，通过数据转发器中的控制信号转发电路将控制信号转发到第一无线数据收发模块，第一无线数据收发模块将指令信号转换为无线信号发出，第二无线数据收发模块接收到信号后，将其发送到信号转换电路，信号转换电路将开启信号转换为高电平信号发送到继电器，继电器在高电平信号下连通移动电源和报警器，报警器开始工作。此处报警器可采用振动器和/或蜂鸣器，通过振动和/或声音的方式向外部传递施工人员位置坐标信息。

而通常在事故发生后施工人员会出现受伤的情况，因此本实用新型在报警设备中还可设置人体生命体征监测仪器用来监测施工人员的生命体征，如采用脉搏探测器采集施工人员脉搏信息，并通过第二无线信号收发器将采集到的信号传递回去，供外部人员参考，以及时安排合适的医疗救助力度。

综上所述，本实用新型提出了一个自动化对施工人员进行监控，并在出现事故时能够有效开启施工人员报警器用以辅助救援的监控系统，整个系统均由自动化传感器及电子电路构成，并未借助任何软件程序，提高了系统的稳定性，保证了在任何情况下系统均能保持正常工作。

Claims (2)

1.一种用于关角隧道斜井工区的监控系统，其特征在于，包括电源模块、控制器、显示屏、数据转发器、避雷器、视频监控器、人体红外感应器、第一无线信号收发器和报警设备；其中，电源模块分别与控制器、显示屏、避雷器、数据转发器、视频监控器、人体红外感应器、第一无线信号收发器连接；

所述报警设备包括第二无线信号收发器、信号转换电路、移动电源、继电器和报警器；其中，第二无线信号收发器与第一无线信号收发器相匹配并通过无线通信方式建立连接；第二无线信号收发器分别与报警器和信号转换电路连接；移动电源分别与第二无线信号收发器和继电器连接；继电器与报警器连接；

所述数据转发器由视频信号转发电路和控制信号转发电路构成；所述视频信号转发电路包括第一信号放大电路、模数转换电路和第一滤波电路；第一信号放大电路的输入端与视频监控器连接，其输出端与模数转换电路的输入端连接；模数转换电路的输出端与第一滤波电路的输入端连接，第一滤波电路的输出端与显示屏连接；所述控制信号转发电路包括第二信号放大电路、数模转换电路和第二滤波电路；第二信号放大电路的输入端与控制器连接，其输出端与数模转换电路的输入端连接；数模转换电路的输出端与第二滤波电路的输入端连接；第二滤波电路的输出端与第一无线信号收发器连接；

所述视频监控器由摄像头和控制电路构成，控制电路分别与电源模块、摄像头和人体红外感应器连接；

所述第一无线信号收发器包括第一无线数据收发模块和无线电发射线圈，所述第二无线信号收发器包括第二无线数据收发模块和无线电接收线圈；其中，第一无线数据收发模块和第二无线数据收发模块匹配组成无线通信模块，无线电发射线圈和无线电接收线圈耦合匹配组成无线充电模块；

所述报警器为振动器、蜂鸣器和人体生命体征监测仪器中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种用于关角隧道斜井工区的监控系统，其特征在于，所述报警器为人体生命体征监测仪器，所述人体生命体征监测仪器为脉搏探测器。