CN204515432U - 基于arm的矿井环境监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于ARM的矿井环境监测系统，包括设置于矿井巷道中的一个或多个下位机系统、设置于矿井出口处的上位机系统和用于矿井工作人员随身携带的电子标签，各下位机系统和上位机系统之间均Wifi通信连接，上位机系统和RFID天线之间通过串口连接；各下位机系统用于采集煤矿井下信息，并将采集到的信息处理并传输；上位机系统用于接收下位机系统传输的信息，并进行预警；上位机系统还用于接收电子标签的信号，实现对矿井工作人员出入矿井的登记管理。该基于ARM的矿井环境监测系统设计合理、使用方便且可靠性高。

Description

基于ARM的矿井环境监测系统

技术领域

本实用新型属于矿井环境监测技术领域，具体涉及基于ARM的矿井环境监测系统。

背景技术

我国是一个煤矿生产大国，煤矿储量大，矿井数量多，有大量人力和物力投入到煤矿的开采中，然而煤炭矿井井下环境复杂，危险系数大，煤炭瓦斯爆炸引发的井下安全事故频发，同时煤炭开采中，井下湿度、温度对井下开采以及井下劳动工人的身体健康具有直接影响，给煤炭的开发者带了了巨大的财产风险，因此有必要实时对煤矿井下环境状态进行检测。为了解决煤炭井下环境监测的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种设计合理、使用方便且高可靠性的基于ARM的矿井环境监测系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，基于ARM的矿井环境监测系统，包括设置于矿井巷道中的一个或多个下位机系统、设置于矿井出口处的上位机系统和用于矿井工作人员随身携带的电子标签，所述各下位机系统和上位机系统之间均通过Wifi通信连接，上位机系统和RFID模块之间通过串口连接；

所述各下位机系统用于采集煤矿井下信息，并将采集到的信息处理并传输；所述上位机系统用于接收下位机系统传输的信息，并进行预警；所述上位机系统还用于接收电子标签的信号，实现对矿井工作人员出入矿井的登记管理；所述各下位机系统均包括用于巷道内信号采集的信号采集单元、用于图像采集的图像采集单元、主控制器一、电源一、存储器一和通信模块一，信号采集单元、图像采集单元、电源一、存储器一、通信模块一均与主控制器一相连接；

所述上位机系统包括主控制器二、电源二、存储器二、报警单元、显示单元、RFID模块和通信模块二，所述电源二、存储器二、报警单元、显示单元、RFID模块、通信模块二均与主控制器二相连接；通信模块一和通信模块二之间构成通信连接。

进一步地，该信号采集单元包括一个或多个可燃气体传感器和温湿度传感器。

进一步地，该图像采集单元包括摄影头一。

进一步地，该RFID模块为无源射频卡识别天线。

进一步地，该通信模块一为Wifi模块一；所述通信模块二为Wifi模块二。

进一步地，该Wifi模块一、Wifi模块二采用RT3070。

本实用新型基于ARM的矿井环境监测系统具有以下优点：

1、下位机系统体积小，功率小，安装方便，具有良好的可扩展性。

2、使用操作简便且工作性能可靠，所采用的Wifi模块RT3070体积小，组网方便、功率小、传输的带宽大、USB口插接方便等优点。

3、上位机系统图体积小、安装方便，可以通过触摸和鼠标两种控制方式，监测数据可以动态显示，并能够实现历史监测数据的查询功能。

4、上位机外部拓展的RFID模块和矿工携带的射频卡共同实现对下矿工人的记录，这样就在一定程度上实现下矿工人的自动化管理。

5、使用效果好且实用价值高，不仅能实现对矿井环境的准确监测，为井下安全提供安全预示，同时可以快速查看井下图像信息，一定程度上解决了煤矿井下环境监测和报警的问题；同时，也可以作为当前重点区域的环境质量监测系统使用。

附图说明

图1是本实用新型基于ARM的矿井环境监测系统的结构示意图；

其中：1数据采集节点；1-1.主控制器一；1-2.电源一；1-3.数据存储器一；1-4.可燃气体传感器一；1-5.摄像头一；1-6.温湿度传感器一；1-7.通信模块一；2.上位机；2-1.主控制器二；2-2.电源二；2-3.存储器二；2-4.报警单元；2-5.REID模块；2-6.显示单元；2-7.通信模块二；3.电子标签。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型基于ARM的矿井环境监测系统，包括设置于矿井巷道中的一个或多个下位机系统1、设置于矿井出口处的上位机系统2和用于矿井工作人员随身携带的电子标签3，所述各下位机系统1和上位机系统2之间均通过Wifi通信连接，所述上位机系统2和电子标签3之间射频无线通信连接；所述各下位机系统1用于采集煤矿井下信息，并将采集到的信息处理并传输；所述上位机系统2用于接收下位机系统1传输的信息，并进行预警；所述上位机系统2还用于接收电子标签3的信号，实现对矿井工作人员出入矿井的登记管理；所述各下位机系统1均包括用于巷道内信号采集的信号采集单元、用于图像采集的图像采集单元、主控制器一1-1、电源一1-2、存储器一1-3和通信模块一1-7，所述信号采集单元、图像采集单元、电源一1-2、存储器一1-3、通信模块一1-7均与主控制器一1-1相连接；信号采集单元包括一个或多个可燃气体传感器1-4和温湿度传感器1-6。图像采集单元包括摄影头一1-5。

所述上位机系统2包括主控制器二2-1、电源二2-2、存储器二2-3、报警单元2-4、显示单元2-6、RFID模块2-5和通信模块二2-7，所述电源二2-2、存储器二2-3、报警单元2-4、显示单元2-6、RFID模块2-5、通信模块二2-7均与主控制器二2-1相连接；所述通信模块一1-7和通信模块二2-7之间通信连接。

本实用新型基于ARM的矿井环境监测系统，电子标签3为无源射频卡。通信模块一1-7为Wifi模块一；所述通信模块二2-7为Wifi模块二。Wifi模块一、Wifi模块二采用RT3070，电源采用TI公司的LM2596芯片，RFID采用的是RC522芯片。主控制器一1-1和主控制器二2-1采用的是S3C6410芯片。RFID模块2-5安放在矿井口，RFID模块2-5和主控制器二2-1之间通过串口相连。可燃气体传感器一1-4通过模拟数据线与主控制器一1-1相连。温湿度传感器一1-6通过单根数字数据线与主控制器一1-1相连。摄像头一1-5通过USB口与主控制器一1-1相连。

本实用新型基于ARM的矿井环境监测系统，使用时，下位机系统1采集煤矿井下的温度、湿度、可燃气体浓度以及图像数据，通过Wifi模块一发送给上位机系统2；上位机系统2接收到下位机系统1发送来的数据后，保存在数据库中，同时显示在显示单元2-6的界面上、如果数据超出范围则报警单元2-4进行报警；RFID模块2-5用来采集入井人员的信息；每个入井工人随身携带射频卡，入井时需刷卡进行出入矿井的自动登记，终端对这些人的信息进行记录，实现工人的出入管理。

本实用新型基于ARM的矿井环境监测系统，设计合理、使用操作便捷、具有高的可靠性、使用效果良好，它在实现井下温度、湿度、瓦斯浓度、图像的监测的同时，可以实现对井下作业人员的自动登记和管理。既实现了矿井环境监测报警，井下视频监测；又实现了人员出入矿井自动管理。

Claims (6)

1.基于ARM的矿井环境监测系统，其特征在于，包括设置于矿井巷道中的一个或多个下位机系统(1)、设置于矿井出口处的上位机系统(2)和用于矿井工作人员随身携带的电子标签(3)，所述各下位机系统(1)和上位机系统(2)之间均通信连接，所述上位机系统(2)和电子标签(3)之间信号连接；

所述各下位机系统(1)用于采集煤矿井下信息，并将采集到的信息处理并传输；所述上位机系统(2)用于接收下位机系统(1)传输的信息，并进行预警；所述上位机系统(2)还用于接收电子标签(3)的信号，实现对矿井工作人员出入矿井的登记管理；

所述各下位机系统(1)均包括用于巷道内信号采集的信号采集单元、用于图像采集的图像采集单元、主控制器一(1-1)、电源一(1-2)、存储器一(1-3)和通信模块一(1-7)，所述信号采集单元、图像采集单元、电源一(1-2)、存储器一(1-3)、通信模块一(1-7)均与主控制器一(1-1)相连接；

所述上位机系统(2)包括主控制器二(2-1)、电源二(2-2)、存储器二(2-3)、报警单元(2-4)、显示单元(2-6)、RFID模块(2-5)和通信模块二(2-7)，所述电源二(2-2)、存储器二(2-3)、报警单元(2-4)、显示单元(2-6)、RFID模块(2-5)、通信模块二(2-7)均与主控制器二(2-1)相连接；所述通信模块一(1-7)和通信模块二(2-7)之间通信连接。

2.按照权利要求1所述的基于ARM的矿井环境监测系统，其特征在于，所述信号采集单元包括一个或多个可燃气体传感器(1-4)和温湿度传感器(1-6)。

3.按照权利要求1或2所述的基于ARM的矿井环境监测系统，其特征在于，所述图像采集单元包括摄影头一(1-5)。

4.按照权利要求3所述的基于ARM的矿井环境监测系统，其特征在于，所述电子标签(3)为无源射频卡。

5.按照权利要求4所述的基于ARM的矿井环境监测系统，其特征在于，所述通信模块一(1-7)为Wifi模块一；所述通信模块二(2-7)为Wifi模块二。

6.按照权利要求5所述的基于ARM的矿井环境监测系统，其特征在于，所述Wifi模块一、Wifi模块二采用RT3070芯片。