CN206071648U - 一种简易智能矿道安全警示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种简易智能矿道安全警示系统，由多个井下的安全警示模块与井上的地面主机、办公电脑客户端组成；其中井下的每个安全警示模块由温湿度传感器、可燃气体传感器、水位传感器、信息收集处理器、警示灯和指示灯构成；所述的温湿度传感器、可燃气体传感器、水位传感器均分别与信息收集处理器连接；所述的信息收集处理器与警示灯和指示灯相连，所述的信息收集处理器还与地面主机相连；所述的地面主机连接地面办公电脑客户端；多个井下的安全警示模块同时与井上的一个地面主机、一个办公电脑客户端组成的矿道安全警示系统，能够为大面积的整个矿道提供安全监控。

Description

一种简易智能矿道安全警示系统

技术领域

本实用新型涉及一种矿道警示装置，具体是一种简易智能矿道安全警示系统。

背景技术

我国是矿产开发大国，据不完全统计，在我国45种主要的矿产中，近年来有10种矿产的产量是居于世界排名第一，另外有其他7种矿产在在世界产量也是排名第二和第三；由此可见，中国矿产资源的开发强度远远高于世界平均水平；各种矿产开发中，很大比例涉及地下挖掘开采，尤其以煤矿的挖采形势为最具有代表性；据不完全统计2015年底全国仅煤矿数量就有1.08万处，仅仅煤矿从业人员全国就要有上千万人；以煤矿为例，随着我国煤炭供应能力增强、产业结构不断优化；虽然全国煤矿数量在减少，大型煤矿比重增加，但年产30万吨以下的小型煤矿还是有7000多处；在这些以煤矿为典型情况的矿井中，从业人员300万左右，初中及以下文化程度的人占从业人员总数的70%左右，且矿井劳动用工管理普遍不规范，矿井预警、逃生等相关设施缺乏或原始，而矿工培训又流于形式，对矿井从业人员非常不利；而煤矿开采仅仅是众多井下矿业开采中的一个分支；近年来，瓦斯爆炸、矿道浸水、异常气温变化等都成为严重威胁矿产行业安全生产和矿工生命安全的主要原因；传统的井下报警装置安装复杂、误报率高，时效性不足，制造成本也高；针对这种现实情况，如果能有实用性良好、制造成本低廉、操作和警示简单明了且方便的矿井逃生指示系统，在危机时刻，指导这些受教育程度低、培训机会少的作业人员，则可以大大降低他们在井下发生意外而受伤，甚至失去生命的风险。

目前相对智能化程度比较高的井下警示系统，多数是井下安全门运行报警以防止相撞、使用射频技术获取人员在坑道地处位置，以及井下配电箱安全监护报警为主；因此，本简易智能矿道安全警示系统，借助矿道已有电力资源网络，布局矿道监控安全，不失为一个不错的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种简易智能矿道安全警示系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种简易智能矿道安全警示系统，由多个井下的安全警示模块与井上的地面主机、办公电脑客户端组成；其中井下的每个安全警示模块由温湿度传感器、可燃气体传感器、水位传感器、信息收集处理器、警示灯和指示灯构成；所述的温湿度传感器、可燃气体传感器、水位传感器均分别与信息收集处理器连接；所述的信息收集处理器与警示灯和指示灯相连，所述的信息收集处理器还与地面主机相连；所述的地面主机连接地面办公电脑客户端；多个井下的安全警示模块同时与井上的一个地面主机、一个办公电脑客户端组成的矿道安全警示系统，能够为大面积的整个矿道提供安全监控。

作为本实用新型进一步的方案：所述可燃气体传感器包括瓦斯传感器、甲烷传感器、一氧化碳传感器。

作为本实用新型再进一步的方案：所述温湿度传感器，采用DHT11温湿度传感器。

作为本实用新型再进一步的方案：所述地面主机使用Arduino MEGA 型号单片机。

作为本实用新型再进一步的方案：所述各个安全警示模块均各自与主机通过I2C通信协议相连，模块与模块之间共用通信线路，但模块之间不产生通信。

作为本实用新型再进一步的方案：所述信息收集处理器采用Arduino NANO 型号单片机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用多种传感器，对矿道内有害气体的浓度、矿道温湿度、矿道渗漏水位，进行及时检测，实现重要环境隐患的安全监测，能够独立报警，及时通知地面人员；设计人员 线路整个设计，结构简单，流程清晰，并充分利用了信息收集处理的模块化作用，尤其是在信息收集处理器与地面主机之间，信号传输采用了I2C通信协议，使得技术人员设计处理简单，连线简洁，电线数量少，可迅速、简便地根据矿道的长短、数量变化增加监测，减少劳动负荷，提高工作效率。本系统还利用矿道内原有电力资源，采用有线传输方式，避免无线方式下墙壁对信号削弱，保障信号稳定传输，报警及时准确，功耗小、成本低、稳定性高，非常实用。

附图说明

图1为一种简易智能矿道安全警示系统的内部硬件连接示意图。

图2为一种简易智能矿道安全警示系统中模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～2，本实用新型实施例中，一种简易智能矿道安全警示系统，由多个井下的安全警示模块与井上的地面主机7、办公电脑客户端8组成,；其中，井下的每个安全警示模块由温湿度传感器4、可燃气体传感器2、水位传感器3、信息收集处理器4、警示灯5和指示灯6构成；所述的温湿度传感器4、可燃气体传感器2、水位传感器3均分别与信息收集处理器1连接；所述的信息收集处理器1与警示灯5和指示灯6相连，所述的信息收集处理器1还与地面主机7相连；所述的地面主机7连接地面办公电脑客户端8；多个井下的安全警示模块同时与井上的一个地面主机7、一个办公电脑客户端8组成的矿道安全警示系统，能够为大面积的整个矿道提供安全监控。

所述可燃气体传感器2包括瓦斯传感器、甲烷传感器、一氧化碳传感器，可以实现队瓦斯、甲烷、一氧化碳的检测，及时预测预警，提示发生井下火灾或爆炸的风险，将信号传输到信息收集处理器。

所述温湿度传感器4，采用DHT11温湿度传感器，用于检测井下的温度、湿度，为矿井气候条件要素保驾护航，及时提示劳动环境风险，避免井下工作人员热平衡失控，发生危险。

所述水位传感器3用于检测矿井渗漏水情况，杜绝雨雪天气井下发生漏水而不知导致发生危险。

所述地面主机7使用Arduino MEGA 型号单片机。

所述各个安全警示模块均各自与主机通过I2C通信协议相连，模块与模块之间共用通信线路，但模块之间不产生通信。

所述信息收集处理器1采用Arduino NANO 型号单片机；本系统通过Arduino IDE软件使用C++语言进行编程，这样把可燃气体传感器2、水位传感器3、温湿度传感器2、信息收集处理器1、地面主机7、警示灯5和指示灯6合在一起。

本实用新型的工作原理是：在地面控制室设定主机，主机中使用Arduino MEGA 型号单片机；在矿道内设定多个监测点，每个监测点都安装一个井下安全警示模块，每个模块内都包含有可燃气体传感器2、水位传感器3、温湿度传感器2、信息收集处理器1，以及警示器。信息收集处理器采用Arduino NANO 型号单片机。本系统通过Arduino IDE 软件使用C++语言进行编程，这样把可燃气体传感器2、水位传感器3、温湿度传感器2、信息收集处理器1、地面主机7、警示灯5和指示灯6合在一起；各个安全警示模块均各自与主机通过I2C通信协议相连，模块与模块之间共用通信线路，但模块之间不产生通信。当整体系统启动工作时，各类传感器把矿道中的环境变化转换成电压变化，传输给Arduino NANO，Arduino NANO把这些电压变化转变成数字信号，通过数字信号控制警示器的灯亮与灯灭， 同时数字信号通过主机Arduino MEGA,并转发到地面办公电脑客户端8上；客户端使用通俗易懂的易语言编写出可视化报警图形显示，非常方便；在系统启动开始时，模块先将传感器初始化，初始化完毕后，模块中的处理器开始从传感器收集信息，并在主机请求数据时发送给主机；当收集的信息达到或者超过预设定的报警阈限值时，警示灯亮起，提示矿井下人员逃生；同时，地面控制室内，主机相应位置提示报警信息，提示地面人员进行及时救援。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种简易智能矿道安全警示系统，由多个井下的安全警示模块与井上的地面主机、办公电脑客户端组成，其特征在于，所述井下的每个安全警示模块由温湿度传感器、可燃气体传感器、水位传感器、信息收集处理器、警示灯和指示灯构成；所述的温湿度传感器、可燃气体传感器、水位传感器均分别与信息收集处理器连接；所述的信息收集处理器与警示灯和指示灯相连，所述的信息收集处理器还与地面主机相连；所述的地面主机连接地面办公电脑客户端；多个井下的安全警示模块同时与井上的一个地面主机、一个办公电脑客户端组成的矿道安全警示系统，能够为大面积的整个矿道提供安全监控。

2.根据权利要求1所述的一种简易智能矿道安全警示系统，其特征在于，所述可燃气体传感器包括瓦斯传感器、甲烷传感器、一氧化碳传感器。

3.根据权利要求1所述的一种简易智能矿道安全警示系统，其特征在于，所述温湿度传感器，采用DHT11温湿度传感器。

4. 根据权利要求1所述的一种简易智能矿道安全警示系统，其特征在于，所述地面主机使用Arduino MEGA 型号单片机。

5.根据权利要求1所述的一种简易智能矿道安全警示系统，其特征在于，所述各个安全警示模块均各自与主机通过I2C通信协议相连，模块与模块之间共用通信线路，但模块之间不产生通信。

6. 根据权利要求1所述的一种简易智能矿道安全警示系统，其特征在于，所述信息收集处理器采用Arduino NANO 型号单片机。