CN213398413U - 一种便携式的矿用环境监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种便携式的矿用环境监测设备，主要涉及井下气体检测设备领域。一种便携式的矿用环境监测设备，包括壳体，所述壳体内设置主控模块、电源模块、传感器模块、无线网络模块、以太网络模块、显示模块、按键模块、报警模块、存储模块，所述传感器模块、无线网络模块、以太网络模块、显示模块、按键模块、报警模块、存储模块均与主控模块电连接，所述电源模块用于为主控模块提供电力，所述显示模块与按键模块均暴露在壳体一侧，所述壳体另一侧设置固定夹。本实用新型的有益效果在于：本实用新型体积小、通用性强、可实时记录数据，能够为井下工作人员提供一个可靠的井下安全监测设备。

Description

一种便携式的矿用环境监测设备

技术领域

本实用新型主要涉及井下气体检测设备领域，具体是一种便携式的矿用环境监测设备。

背景技术

矿山行业是我国工业的重要组成部分，矿产资源的开采环境非常复杂，井下环境恶劣，安全事故时有发生。在井下工作环境中，岩层内泄露的有害气体、采矿车辆排放的废气、炸药爆破所产生的有毒气体，都会产生有毒有害物质，从而严重威胁井下工作人员的人身安全。因此井下环境监测就显得尤为重要。

矿井环境检测是一项复杂的工程，包括了对多种有毒有害物质浓度的监测；环境温湿度的监测；对井下工业以太网、无线局域网的连接状态的检测；以及对所测得的数据进行分析与存储，进而为井下安全预警系统提供准确可靠的实时信息。因此，通过稳定矿井环境综合检测仪开发可靠的环境检测系统，可以有效地避免事故的发生，在发现安全隐患时及时做出反应，保障生产得以安全进行。

目前现有的井下环境监测设备主要是分布式检测节点和便携式气体检测仪两种，但上述两种设备存在装置通用性差、无法记录实时数据、数据传输方式单一、装置功能性较差等缺点。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种便携式的矿用环境监测设备，它体积小、通用性强、可实时记录数据，能够为井下工作人员提供一个可靠的井下安全监测设备。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种便携式的矿用环境监测设备，包括壳体，所述壳体内设置主控模块、电源模块、传感器模块、无线网络模块、以太网络模块、显示模块、按键模块、报警模块、存储模块，所述传感器模块、无线网络模块、以太网络模块、显示模块、按键模块、报警模块、存储模块均与主控模块电连接，所述电源模块用于为主控模块提供电力，所述显示模块与按键模块均暴露在壳体一侧，所述壳体另一侧设置固定夹。

具体的，所述传感器模块包括氧气传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、一氧化氮传感器、粉尘浓度传感器。

具体的，所述主控模块为意法半导体STM32F407ZGT6型单片机。

具体的，所述按键模块还包括手动报警键，当按下手动报警键后，所述主控模块通过无线网络模块将信号传递到远程控制室。

具体的，所述固定夹将壳体固定在工作人员腰带或者口袋处。

对比现有技术，本实用新型的有益效果是：

本实用新型将各模块集成在一个体积较小的壳体内，该壳体自带电源，可通过固定夹在工作人员身上随身携带，从而对工作人员所在工作区域进行实时的环境监测与记录，从而为工作人员提供可靠的环境数据。

本装置将氧气传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、一氧化氮传感器、粉尘浓度传感器集成在一起，实现对多种数据的一机检测。

本装置还具有手动报警功能，为井下工作人员提供最后的安全保障。

附图说明

附图1是本实用新型测试结构示意图；

附图2是本实用新型主视结构示意图；

附图3是本实用新型各模块控制框图。

附图中所示标号：1、壳体；2、固定夹。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1-3所示，本实用新型所述一种便携式的矿用环境监测设备，包括壳体1，所述壳体采用注塑壳体，整体利用螺钉固定，并做防水处理。所述壳体1内安装有主控模块、电源模块、传感器模块、无线网络模块、以太网络模块、显示模块、按键模块、报警模块、存储模块。主控模块使用基于Cortex-M4内核的单片机；主控模块的供电电路基于LDO稳压电路设计，通过电源模块为主控模块供电；传感器模块的数据采集设基于RS-485电路；报警模块的声光报警功能基于蜂鸣器及LED实现；仪器集成无线网络(无线网络模块)与有线网络模块(以太网络模块)并设计相关接口电路，无线网络模块支持串口透传功能，可通过RS-232接口与其他设备通信，并且支持IEEE802.11b/g/n协议与完整的TCP/IP协议栈，同时具备断线自动重连功能及低功耗模式；以太网络模块具备TTL电平接口，可直接与单片机通信。仪器还设有SD卡功能作为存储模块，可以将采集的环境参数存储在SD卡上。壳体上还安装屏幕(显示模块)实时显示采集数据及仪器运行状态，显示模块使用HMI屏幕来实现现场显示功能。仪器还可以通过按键模块实现参数的设置。所述传感器模块、无线网络模块、以太网络模块、显示模块、按键模块、报警模块、存储模块均与主控模块电连接，所述电源模块用于为主控模块提供电力，所述显示模块与按键模块安装在壳体1的同一侧，所述壳体1另一侧安装固定夹2。本仪器便于携带，固定夹可以将壳体固定在工作人员腰带或者口袋处，体积小、通用性强、可实时记录数据，能够为井下工作人员提供一个可靠的井下安全监测设备。

本设备检测到的参数不仅可以通过无线网络上传到服务器，还可以通过光纤传递，仪器默认通过无线网络，当将本装置固定在井下某处作为分布式检测节点使用时，可以连接光纤传递数据，如果遇到断网等情况仪器会将数据自动保存到SD卡中。

软件方面，仪器使用KV5集成开发平台对各个功能模块进行编程。仪器在编写时还移植了FAT文件系统，使SD卡内数据以文件的形式存储，PC与手机等设备可直接读取SD内的文件，增强了仪器的通用性。

由于矿山行业偶尔会出现停电事故，所以在停电后环境检测仪还能继续工作就显得很重要，为解决这一问题，综合环境检测仪设计了两种供电方式，一种是电力正常时采用直流24V供电，一种是停电时采用自带的电池供电。

具体的，所述传感器模块包括但不局限于氧气传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、一氧化氮传感器、粉尘浓度传感器。由于井下环境复杂，所以环境检测仪还需要考虑井下的多种必须的检测参数，所以仪器采用了模块化设计，不仅可以检测粉尘浓度、一氧化碳、二氧化氮、氧气、二氧化碳等参数，还可以根据需要更换不同的传感器，比如增加温湿度传感器用来检测井下温度与湿度数据，提高了仪器的通用性，节省成本。对于井下数据的检测，首先通过按键模块预置了各项检测的额定参数，当某一参数超过正常值仪器会自动触发报警，同时可将数据显示在显示屏上。对于一氧化碳、二氧化氮这两种有毒气体，使用进度条控件对当前含量百分比进行显示，数据更加直观，方便工作人员获取井下环境状态。

除环境参数外，显示屏同时还显示当前仪器的运行状态，包括：无线连接状态、以太网连接状态、SD卡状态。SD卡中记录每次采集的数据和采集时间，单片机内部的实时时钟由纽扣电池单独供电，保证时间信息掉电不丢失。同时，程序中移植了FAT文件系统，使得数据通过文件的形式存储，而非二进制，SD卡上的数据文件可直接在PC端读取，方便工作人员对数据的后期处理。

具体的，单片机内部预置定时器模块用于计时，到达设定的发送周期后自动将数据通过网络上传至地面控制室。数据上传时自动查询无线网络及以太网连接状态，默认使用无线网络发送数据，当无线网络断开时自动切换至以太网络发送数据，多网络传输保证了数据传输的连续性。

进一步的，其中所述按键模块还可增加手动报警键，当按下手动报警键后，所述主控模块通过无线网络模块将信号传递到远程控制室，实现手动报警。

具体的，所述主控模块为意法半导体STM32F407ZGT6型单片机。

所述固定夹2将壳体1固定在工作人员腰带或者口袋处。所述固定夹可采用与壳体铰接的方式进行安装，固定夹与壳体之间安装扭簧作为连接。所述固定夹还可采用别针的方式，其本身与壳体固定连接，通过别针可将本仪器固定在工作人员工作服的任意位置，使其更便于携带。

Claims (4)

1.一种便携式的矿用环境监测设备，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)内设置主控模块、电源模块、传感器模块、无线网络模块、以太网络模块、显示模块、按键模块、报警模块、存储模块，所述传感器模块、无线网络模块、以太网络模块、显示模块、按键模块、报警模块、存储模块均与主控模块电连接，所述电源模块用于为主控模块提供电力，所述显示模块与按键模块均暴露在壳体(1)一侧，所述壳体(1)另一侧设置固定夹(2)；所述传感器模块包括氧气传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、一氧化氮传感器、粉尘浓度传感器。

2.根据权利要求1所述的一种便携式的矿用环境监测设备，其特征在于：所述主控模块为意法半导体STM32F407ZGT6型单片机。

3.根据权利要求1所述的一种便携式的矿用环境监测设备，其特征在于：所述按键模块还包括手动报警键，当按下手动报警键后，所述主控模块通过无线网络模块将信号传递到远程控制室。

4.根据权利要求1所述的一种便携式的矿用环境监测设备，其特征在于：所述固定夹(2)将壳体(1)固定在工作人员腰带或者口袋处。

Images