CN204703962U - 一种可穿戴式矿工生理及矿井环境监测系统 - Google Patents
一种可穿戴式矿工生理及矿井环境监测系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种可穿戴式矿工生理及矿井环境监测系统,其中包括矿井环境数据采集终端、可穿戴式手环及监控中心;其所述矿井环境数据采集终端采集矿井环境参数,通过ZigBee网络实时的传输给可穿戴式手环和监控中心;其所述可穿戴式手环采集矿工生理信息和姿态信息,实时的显示在手环的LCD上,并通过ZigBee网络传输给监控中心;可穿戴式手环中的ZigBee模块能实现矿工的定位,报警模块能实现对矿工生理信息和矿井环境参数的预警。本实用新型利用ZigBee网络通信技术,使得矿井下环境和矿工安全得到有效监控,为矿井安全作业提供可靠保障。本系统功能齐全、可拓展性良好并可以实现组网式监测。
Description
技术领域
本实用新型属于矿井安全监测技术领域,具体来说为一种可穿戴式矿工生理及矿井环境监测系统。
背景技术
煤炭作为我国的主要能源之一,在国民经济和社会发展中起着重要的作用,然而煤矿在开采的过程中容易发生安全事故,一旦事故形成,就会造成资源重大损失,甚至危害矿工的生命安全。近年来,我国煤矿安全生产工作取得了很大成就,但矿井坍塌和爆炸造成人员伤亡的事故时有发生,建立完善的矿井监测系统是非常有必要的。
目前,对矿井的安全监测大部分停留在对矿井环境参数的监测上,而且是以有线形式的,线路铺设和传感器信息采集不方便,且成本和功耗比较大。随着无线技术的发展和物联网技术的兴起,基于IEEE802.15.4协议研制开发的ZigBee无线通讯技术得到了广泛的应用。ZigBee可工作与2.4GHz频段,传输距离达百米,ZigBee网络具有低功耗、低成本、传输速度快及可自组网的特点。
实用新型内容
为解决上述问题,本实用新型的目的在于提供一种无线传输、功能齐全、低功耗的可穿戴式矿工生理及矿井环境监测系统。
为实现上述目的,本实用新型采取的技术方案为:一种可穿戴式矿工生理及矿井环境监测系统,包括矿井环境数据采集终端、可穿戴式手环及监控中心,其中所述环境数据采集终端通过ZigBee网络与可穿戴式手环及监控中心无线通信,其所述可穿戴式手环通过ZigBee网络与监控中心无线通信。
所述矿井环境数据采集终端包括瓦斯浓度传感器节点、温湿度传感器节点、风速传感器节点、烟雾传感器节点、滑坡位移传感器节点以及煤尘传感器节点。
所述可穿戴式手环由处理器模块、ZigBee模块、温度传感器、心率传感器、三轴加速度传感器、报警模块、LCD模块以及电源模块组成。
所述传感器节点由ZigBee CC2530模块、传感器及电源模块组成。
所述ZigBee网络按照树形网络拓扑结构组网。
本实用新型所述的可穿戴式矿工生理及矿井环境监测系统,集矿井环境参数监测、矿工生理监测、矿工定位及报警功能于一体,将矿工生理监测及矿井环境参数监测相结合,利用ZigBee网络低功耗、低成本、传输速度快及可自组网的特点,对矿井安全进行有效监测,其中对矿井环境参数的监测能帮助矿工实时了解矿井环境,预防事故的发生,对矿工生理监测能获取事故发生后矿工的生理状况和位置信息,从而为决策者提供有效信息,降低事故伤亡损失。
附图说明
图1为本实用新型的系统总体框图。
图2为本实用新型的系统示意图。
图3为本实用新型的传感器节点框图
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型系统的组成和功能进一步详细说明。
请参阅说明书附图1所示,一种可穿戴式矿工生理及矿井环境监测系统,其包括矿井环境数据采集终端、可穿戴式手环及监控中心,其中所述环境数据采集终端通过ZigBee网络与可穿戴式手环及监控中心无线通信,其所述可穿戴式手环通过ZigBee网络与监控中心无线通信。
具体实施方式:所述矿井环境数据采集终端包括瓦斯浓度传感器节点、温湿度传感器节点、风速传感器节点、烟雾传感器节点、滑坡位移传感器节点以及煤尘传感器节点。
所述可穿戴式手环由处理器模块、ZigBee模块、温度传感器、心率传感器、三轴加速度传感器、报警模块、LCD模块以及电源模块组成;所述ZigBee模块、温度传感器、心率传感器、三轴加速度传感器、报警模块、LCD模块以及电源模块均与处理器模块相连。
所述ZigBee网络按照树形网络拓扑结构组网。
如图2所示,传感器节点根据实际情况分布在矿井内壁,矿工穿戴手环在矿井内作业,PC上位机作为监控中心位于矿井上;传感器节点作为采集终端,可穿戴式手环作为路由器节点,与ZigBee协调器形成树形网络结构通信。
如图3所示,所述传感器节点由ZigBee CC2530模块、传感器及电源模块组成;所述传感器及电源模块均与ZigBee CC2530模块相连。
本实用新型的可穿戴式矿工生理及矿井环境监测系统工作原理如下:所述矿井环境数据采集终端通过瓦斯浓度传感器节点、温湿度传感器节点、风速传感器节点、烟雾传感器节点、滑坡位移传感器节点以及煤尘传感器节点采集各种矿井环境参数,经过预处理后通过ZigBee网络传输给可穿戴式手环和监控中心,并在可穿戴式手环LCD模块和监控中心PC上位机显示出来,超过所设阈值并报警,有助于井下矿工和井上决策者实时了解矿井环境,为安全作业提供保障;可穿戴式手环通过温度传感器、心率传感器及三轴加速度传感器采集矿工生理信息,经过预处理后显示在手环的LCD上,并通过ZigBee网路传输给监控中心,供决策者实时了解矿工生理状态;所述可穿戴式手环在事故发生后的作用尤其突出,为求援人员提供矿工生理信息的同时,其所包括的ZigBee模块还能实行矿工定位,为顺利求援提供可靠保障,从而降低事故伤亡损失。
以上所述为本实用新型的实施例,本领域内的技术人员容易理解,不能限定本实用新型实施的范围,凡是在本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应仍属于本实用新型的覆盖范围内。
Claims (5)
1.一种可穿戴式矿工生理及矿井环境监测系统,其特征在于:包括矿井环境数据采集终端、可穿戴式手环及监控中心,其中所述环境数据采集终端通过ZigBee网络与可穿戴式手环及监控中心无线通信,其所述可穿戴式手环通过ZigBee网络与监控中心无线通信。
2.根据权利要求1所述的可穿戴式矿工生理及矿井环境监测系统,其特征在于:所述矿井环境数据采集终端包括瓦斯浓度传感器节点、温湿度传感器节点、风速传感器节点、烟雾传感器节点、滑坡位移传感器节点以及煤尘传感器节点。
3.根据权利要求1所述的可穿戴式矿工生理及矿井环境监测系统,其特征在于:所述可穿戴式手环由处理器模块、ZigBee模块、温度传感器、心率传感器、三轴加速度传感器、报警模块、LCD模块以及电源模块组成。
4.根据权利要求2所述的可穿戴式矿工生理及矿井环境监测系统,其特征在于:所述传感器节点由ZigBee CC2530模块、传感器及电源模块组成。
5.根据权利要求1所述的可穿戴式矿工生理及矿井环境监测系统,其特征在于:所述ZigBee网络按照树形网络拓扑结构组网。
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