CN209557040U - 一种基于智能手环的矿井瓦斯监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于智能手环的矿井瓦斯监测系统，包括智能手环、矿井瓦斯监控分站和监控终端，矿井瓦斯监控分站分别与智能手环和监控终端连接；智能手环包括手环本体、中央处理器及分别与中央处理器连接的显示屏、瓦斯浓度传感器、提醒模块、无线通讯模块、定位模块和电源模块，中央处理器与矿井瓦斯监控分站连接；手环本体的侧面向手环本体内部方向延伸有与外部相通的槽口，槽口内向手环本体内部方向延伸有与外部相通的定位孔，槽口内设有印有二维码的卡片，手环本体的背部设有将槽口与外部隔绝的透明盖体，透明盖体的靠近槽口的一侧设有与定位孔相适配的柱体。本实用新型智能手环便于携带，可以时刻监测矿井内瓦斯的浓度。

Description

一种基于智能手环的矿井瓦斯监测系统

技术领域

本实用新型涉及瓦斯监控技术领域，特别是一种基于智能手环的矿井瓦斯监测系统。

背景技术

煤矿中瓦斯事故造成的伤亡和经济损失较严重，因此实时监控矿井瓦斯浓度，提高煤矿工人作业安全性是非常重要的。矿井瓦斯主要是在开采过程中溢出的，因此矿井工作面瓦斯含量最大，由于工作面工作条件十分恶劣，至今没有设置瓦斯监测装置。只是在回风巷设置了固定式瓦斯探头，造成瓦斯检测范围有限，另外还会造成监测盲区，不能有效地辅助煤矿工人进行及时判断。矿工或从事矿业人员在工作时不能及时的掌握周围环境的瓦斯的浓度，在发生意外时不能及时的逃离。

实用新型内容

针对以上技术的不足，本实用新型的目的就是提供一种基于智能手环的矿井瓦斯监测系统，智能手环便于携带，可以时刻监测矿井内瓦斯的浓度。

本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，一种基于智能手环的矿井瓦斯监测系统，包括智能手环、矿井瓦斯监控分站和监控终端，所述智能手环佩戴在矿井工作人员身上，所述矿井瓦斯监控分站设置在所述矿井通道内，所述监控终端设置在矿井外，所述矿井瓦斯监控分站分别与所述智能手环和监控终端连接；

所述智能手环包括有手环本体、中央处理器、显示屏、瓦斯浓度传感器、提醒模块、无线通讯模块、定位模块和电源模块，所述中央处理器、无线通讯模块和定位模块均安装在所述手环本体内，所述显示屏、瓦斯浓度传感器、提醒模块和电源模块安装在所述手环本体上，所述中央处理器分别与显示屏、瓦斯浓度传感器、提醒模块、无线通讯模块、定位模块和电源模块连接，所述中央处理器与所述矿井瓦斯监控分站连接；

所述手环本体的侧面向手环本体内部方向延伸有与外部相通的槽口，所述槽口内向手环本体内部方向延伸有与外部相通的定位孔，所述槽口内设有印有二维码的卡片，所述手环本体的背部设有将槽口与外部隔绝的透明盖体，所述透明盖体的靠近槽口的一侧设有与定位孔相适配的柱体。

进一步地，所述电源模块包括电路板组件和电池，所述电路板组件设置在所述手环本体内，所述手环本体的侧面向手环本体内部方向延伸有与外部相通的电池座，所述电池置于所述电池座内且与所述电路板组件连接，所述手环本体的背部设有电池盖，所述电路板组件与所述中央处理器电连接。

进一步地，所述电池为CR1632纽扣电池。

进一步地，所述手环本体还包括报警开关，所述报警开关安装在所述手环本体上，所述报警开关与所述中央处理器连接。

进一步地，所述提醒模块包括有闪烁指示灯和扬声器，所述闪烁指示灯和扬声器分别安装在所述手环本体上，所述闪烁指示灯和扬声器分别与所述中央处理器连接。

进一步地，所述瓦斯浓度传感器为甲烷传感器，所述甲烷传感器的型号为MCJ4/2.8JMC113。

进一步地，所述显示屏为E-link墨水屏。

进一步地，所述无线通信模块为WiFi通信模块。

进一步地，所述手环本体为防水材质。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

1、通过采用矿井工作人员随身携带的手环替代固定式瓦斯探头，可以实现随时监测矿井工作人员所处环境的瓦斯浓度，更准确的检测小范围内的瓦斯浓度，避免了检测出现盲区，有效的辅助矿井工作人员判断工作环境的安全性；

2、瓦斯浓度传感器将检测到的瓦斯浓度传输给中央处理器，中央处理器根据当前瓦斯浓度判断环境状态，并将判断的环境状态通过提醒模块的闪烁指示灯显示出来，矿井工作人员根据闪烁指示灯的颜色来判断所处环境是否安全，中央处理器判断过程智能化，判断准确；定位模块将定位信息传输给中央处理器，中央处理器将当前位置信息、瓦斯浓度及其判断的环境状态、报警信息传输至矿井瓦斯监控分站，以便矿井瓦斯监控分站的监控人员可以随时了解矿井该分站各区域的瓦斯浓度及环境状态、报警信息，矿井瓦斯监控分站将各区域的瓦斯浓度及环境状态、报警信息传输给在矿井外的监控终端，以便监控终端的监控人员可以随时了解矿井内所有区域的瓦斯浓度及环境状态、报警信息；

3、矿井下所有矿井工作人员佩戴的手环可以通过无线通信模块相互连接，当矿井下某一个区域的瓦斯浓度过高时，该区域内的手环会将警示信号通过无线通讯模块传输给其他区域的手环，以警示矿井内所有工作人员及时撤离；

4、电池为CR1632纽扣电池，可以更换，超大容量超长续航，解决了用户频繁给手环充电的问题；E-link墨水屏和CR1632纽扣电池实现了手环的超长续航；

5、当矿井工作人员发现周围环境有危险时，可以手动启动报警开关，主动发出警示信号，通知他人撤离；

6、手环本体上设置的二维码内存储有佩戴者的信息，可以通过二维码进行上下班打卡；

7、矿井下环境潮湿，手环本体用防水材质制作而成，可以很大程度上避免因手环进水从而导致手环未能监测到瓦斯浓度的问题。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

本实用新型的附图说明如下。

图1为基于智能手环的矿井瓦斯监测系统的整体结构框图。

图2为智能手环的立体结构示意图。

图3为图2的去除电池盖和透明盖体的结构示意图。

图4为图2的透明盖体的结构示意图。

图中：1.手环本体；2.显示屏；3.闪烁指示灯；4.扬声器；5.报警开关；6.电池座；7.甲烷传感器；8.电池盖；9.槽口；10.定位孔；11.透明盖体；12.柱体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如附图1至图4所示，本实用新型公开了一种基于智能手环的矿井瓦斯监测系统，包括多个智能手环、多个矿井瓦斯监控分站和监控终端，多个智能手环分别佩戴在多个矿井工作人员身上，多个矿井瓦斯监控分站分别设置在多个矿井通道内，监控终端设置在矿井外，矿井瓦斯监控分站分别与智能手环和监控终端连接；矿井瓦斯监控分站和监控终端均为监控计算机，矿井瓦斯监控分站与多个智能手环均通过无线连接，多个矿井瓦斯监控分站与监控终端均通过有线连接。监控计算机以及其与智能手环的连接方式均属于现有技术，在此就不再赘述。

智能手环包括有手环本体1、中央处理器、显示屏2、瓦斯浓度传感器、提醒模块、无线通讯模块、定位模块和电源模块。

手环本体1的侧面向手环本体1内部方向延伸有与外部相通的槽口9，槽口9内向手环本体1内部方向延伸有与外部相通的定位孔10，槽口9内设有印有二维码的卡片，手环本体1的背部设有将槽口9与外部隔绝的透明盖体11，透明盖体11的靠近槽口9的一侧设有与定位孔10相适配的柱体12。将印有二维码的卡片放入槽口9内，然后将透明盖体11的柱体12插入定位孔10内，完成印有二维码的卡片的安装，因为透明盖体11上的柱体12与槽口9内的定位孔10相适配，透明盖体11不容易滑落。二维码内记录了佩戴者的个人信息，可以通过扫描二维码完成上下班打开。

显示屏2安装在手环本体1上，显示屏2与中央处理器连接，接收并显示中央处理器传输的信号；显示屏2为E-link墨水屏，显示信息的同时耗电极少，解决了炫丽屏幕耗电快和无屏幕信息查看不便的矛盾，延长了手环的续航时间。

瓦斯浓度传感器安装在手环本体1上，用来检测佩戴者所处环境的瓦斯浓度，瓦斯浓度传感器与中央处理器连接，瓦斯浓度传感器将检测到的瓦斯浓度传输给中央处理器，中央处理器将接收到瓦斯浓度信号传输给显示屏2，显示屏2将接收到的瓦斯浓度信号显示出来供佩戴者查看。瓦斯浓度传感器为甲烷传感器7，甲烷传感器7的型号为MCJ4/2.8JMC113。

提醒模块包括有闪烁指示灯3和扬声器4，闪烁指示灯3和扬声器4分别安装在手环本体1上，闪烁指示灯3和扬声器4分别与中央处理器连接，接收中央处理器传送的信号。

定位模块安装在手环本体1内，用来实时定位该手环在矿井内所处的位置，并将位置信息发送给中央处理器。

中央处理器可以根据环境需要设定参数，当瓦斯浓度传感器检测到的瓦斯气体浓度不同时，中央处理器控制闪烁指示灯3显示不同的颜色，用来表示环境的安全等级。瓦斯气体中主要成分为甲烷，甲烷占空气的体积分数的范围在5％-15％时就会发生爆炸，危害人身安全。本实用新型设定为：当甲烷传感器7检测到的甲烷的气体体积分数低于2％时，闪烁指示灯3显示为绿色，代表周围环境较为安全，可以放心作业；当甲烷传感器7检测到的甲烷的气体体积分数处于2％—4％时，闪烁指示灯3显示为黄色，代表周围环境瓦斯气体浓度较高，需要作出相应的处理措施或者提高警惕；当甲烷传感器7检测到的甲烷的气体体积分数处于4％—5％时，闪烁指示灯3显示为红色，代表周围环境瓦斯气体浓度很高，需要及时撤离；当甲烷传感器7检测到的甲烷的气体体积分数高于5％时，闪烁指示灯3显示为红色并且扬声器4开始发出警报，代表周围环境瓦斯气体浓度已达到爆炸最低阈值，需要马上撤离。中央处理器可以根据环境需要设定参数，当瓦斯浓度传感器检测到的瓦斯气体浓度不同时，中央处理器控制闪烁指示灯3显示不同的颜色，用来表示环境的安全等级，已属于现有技术，在此不再赘述。

无线通信模块为WiFi通信模块，无线通信模块安装在手环本体1内，无线通信模块与中央处理器连接，接收中央处理器传送的信号并向中央处理器传输接收到的信号。矿井下所有矿井工作人员佩戴的手环可以通过WiFi通信模块相互连接，当矿井下某一个区域的瓦斯浓度过高时，该区域内的手环会将警示信号通过无线通讯模块传输给其他区域的手环，以警示矿井内所有工作人员及时撤离，以防有人没有注意到闪烁指示灯3的变化。

报警开关5，报警开关5安装在手环本体1上，报警开关5与中央处理器连接；当矿井工作人员发现周围环境有危险时，可以手动启动报警开关5，报警信号传输至中央处理器，中央处理器将报警信号传输至提醒模块，扬声器4发出警示信号，通知他人撤离，而且中央处理器将报警信号通过WiFi通信模块传输至矿井内的其他手环上，其他手环上的WiFi通信模块接收到报警信号并将报警信号传输至该手环的中央处理器，该手环的中央处理器将报警信号传输至提醒模块，扬声器4发出警示信号，警示及时撤离。

电源模块包括电路板组件和电池，电路板组件设置在手环本体1内，手环本体1的侧面向手环本体1内部方向延伸有与外部相通的电池座6，电池置于电池座6内且与电路板组件连接，电路板组件与中央处理器电连接，为整个手环提供电能。电路板组件的电路是现有技术，本实用新型没有对线路进行改进，在此就不再赘述。电池为可更换式CR1632纽扣电池，当电池电量耗尽更换电池即可投入使用，不会因给手环充电而无法佩戴。CR1632纽扣电池，可以更换，超大容量超长续航，解决了用户频繁给手环充电的问题。手环本体1的背部设有电池盖8，该电池盖8设置在该电池上将电池座6也外部隔离。

手环本体1为防水材质，矿井下环境潮湿，手环本体1用防水材质制作而成，可以很大程度上避免因手环进水从而导致手环未能监测到瓦斯浓度的问题。

本实用新型工作时，矿井工作人员佩戴智能手环下矿井，甲烷传感器7检测矿井内空气中的甲烷的浓度并将检测到的甲烷浓度传输给中央处理器，中央处理器根据当前甲烷浓度判断环境状态，并将判断的环境状态通过提醒模块的闪烁指示灯3通过不同颜色显示出来，矿井工作人员根据闪烁指示灯3的颜色来判断所处环境是否安全。中央处理器将当前位置信息、瓦斯浓度及其判断的环境状态、报警信息传输至矿井瓦斯监控分站，以便矿井瓦斯监控分站的监控人员可以随时了解矿井该分站各区域的瓦斯浓度及环境状态、报警信息，从而做出及时的应对措施，矿井瓦斯监控分站将各区域的瓦斯浓度及环境状态、报警信息传输给在矿井外的监控终端，以便监控终端的监控人员可以随时了解矿井内所有区域的瓦斯浓度及环境状态、报警信息，从而做出及时的应对措施。

当矿井工作人员发现周围环境有危险时，可以手动启动报警开关5，报警信号传输至中央处理器，中央处理器将报警信号传输至提醒模块，扬声器4发出警示信号，通知他人撤离，而且中央处理器将报警信号通过WiFi通信模块传输至矿井内的其他手环上，其他手环上的WiFi通信模块接收到报警信号并将报警信号传输至该手环的中央处理器，该手环的中央处理器将报警信号传输至提醒模块，扬声器4发出警示信号，警示及时撤离。中央处理器将报警信号传输至矿井瓦斯监控分站，矿井瓦斯监控分站发出警示信号，通知监控人员及时做出应对措施。发出警示信号将报警信号传输至监控终端，监控终端发出警示信号，通知监控人员及时做出应对措施。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种基于智能手环的矿井瓦斯监测系统，其特征在于：包括有智能手环、矿井瓦斯监控分站和监控终端，所述智能手环佩戴在矿井工作人员身上，所述矿井瓦斯监控分站设置在矿井通道内，所述监控终端设置在矿井外，所述矿井瓦斯监控分站分别与所述智能手环和监控终端连接；

所述智能手环包括有手环本体、中央处理器、显示屏、瓦斯浓度传感器、提醒模块、无线通讯模块、定位模块和电源模块，所述中央处理器、无线通讯模块和定位模块均安装在所述手环本体内，所述显示屏、瓦斯浓度传感器、提醒模块和电源模块安装在所述手环本体上，所述中央处理器分别与显示屏、瓦斯浓度传感器、提醒模块、无线通讯模块、定位模块和电源模块连接，所述中央处理器与所述矿井瓦斯监控分站连接；

所述手环本体的侧面向手环本体内部方向延伸有与外部相通的槽口，所述槽口内向手环本体内部方向延伸有与外部相通的定位孔，所述槽口内设有印有二维码的卡片，所述手环本体的背部设有将槽口与外部隔绝的透明盖体，所述透明盖体的靠近槽口的一侧设有与定位孔相适配的柱体。

2.根据权利要求1所述的基于智能手环的矿井瓦斯监测系统，其特征在于：所述电源模块包括电路板组件和电池，所述电路板组件设置在所述手环本体内，所述手环本体的侧面向手环本体内部方向延伸有与外部相通的电池座，所述电池置于所述电池座内且与所述电路板组件连接，所述手环本体的背部设有电池盖，所述电路板组件与所述中央处理器电连接。

3.根据权利要求2所述的基于智能手环的矿井瓦斯监测系统，其特征在于：所述电池为CR1632纽扣电池。

4.根据权利要求1所述的基于智能手环的矿井瓦斯监测系统，其特征在于：所述手环本体还包括报警开关，所述报警开关安装在所述手环本体上，所述报警开关与所述中央处理器连接。

5.根据权利要求1所述的基于智能手环的矿井瓦斯监测系统，其特征在于：所述提醒模块包括有闪烁指示灯和扬声器，所述闪烁指示灯和扬声器分别安装在所述手环本体上，所述闪烁指示灯和扬声器分别与所述中央处理器连接。

6.根据权利要求1所述的基于智能手环的矿井瓦斯监测系统，其特征在于：所述瓦斯浓度传感器为甲烷传感器，所述甲烷传感器的型号为MCJ4/2.8JMC113。

7.根据权利要求1所述的基于智能手环的矿井瓦斯监测系统，其特征在于：所述显示屏为E-link墨水屏。

8.根据权利要求1所述的基于智能手环的矿井瓦斯监测系统，其特征在于：所述无线通讯模块为WiFi通信模块。

9.根据权利要求1所述的基于智能手环的矿井瓦斯监测系统，其特征在于：所述手环本体为防水材质。