CN213846716U - 一种有限作业空间安全智能管控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有限作业空间安全智能管控系统，包括：管控服务器平台；智能应急装置，与智能物联网网关电性连接；智能物联网网关，与管控服务器平台无线通信连接；气体检测变送器，与智能物联网网关有线/无线通信连接，用于采集有限作业空间的氧气及有毒气体含量；智能手环，与智能物联网网关无线通信连接，用于采集并发送作业人员的语音数据、定位、生命体征信息、发送应急装置控制信号。本实用新型通过管控服务器平台、智能应急装置、智能物联网网关、气体检测变送器、智能手环在形成有限作业空间安全智能管控系统，通过设置智能物联网网关保证了有限作业空间内数据信号的传输效果，便于及时监控作业人员的安全状态。

Description

一种有限作业空间安全智能管控系统

技术领域

本实用新型涉及有限作业空间安全技术领域，具体涉及一种有限作业空间安全智能管控系统。

背景技术

在电力建设工程中，铁塔基础深基坑作业是最基础、量最大且危险程度高的重要工序，但是针对电力行业深基坑作业专业设施的研究仍处于比较落后的水平，一直以来也没有规范的标准化设备得到应用，以至于频发各类安全事故，造成许多类似湖南7.2人员窒息伤亡事件，血的教训给我们敲响了警钟。因此，怎样依靠设备主动、及时的发现危险并预警，同时自动采取有效措施，来加强保护，减少人员伤亡，是迫在眉睫的重点研究问题。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种有限作业空间安全智能管控系统，包括：

管控服务器平台，用于接收智能物联网网关的传输数据、向智能物联网网关发送语音数据和应急装置控制信号；

智能应急装置，与智能物联网网关电性连接，用于基于应急装置控制信号智能启动作业人员应急救助过程；

智能物联网网关，与管控服务器平台无线通信连接，用于将气体检测变送器和智能手环发送的数据传输至管控服务器平台，并将语音数据传输至智能手环、应急装置控制信号传输至智能应急装置；

气体检测变送器，与智能物联网网关有线/无线通信连接，用于采集有限作业空间的氧气及有毒气体含量；

智能手环，与智能物联网网关无线通信连接，用于采集并发送作业人员的语音数据、定位、生命体征信息、发送应急装置控制信号。

作为上述方案的进一步优化，所述智能应急装置，包括：

基坑井口支架，

送风单元，用于基于应急装置控制信号启动送风过程；

可拆卸安装于所述基坑井口支架上的提升单元，用于基于应急装置控制信号启动作业人员拉升过程；

可拆卸安装于所述基坑井口支架上的控制箱，且分别与送风单元和提升单元电性连接，用于控制风机和和提升单元的启动；

可拆卸安装于所述控制箱上的智能物联网网关，与控制箱电性连接，用于向控制箱传输应急装置控制信号。

作为上述方案的进一步优化，所述送风单元，包括可拆卸安装于基坑井口支架上的风机，以及与风机输出口连接的送风管道。

作为上述方案的进一步优化，所述智能物联网网关包括：

第一处理器单元，

物联网通信模块，与第一处理器单元连接，用于智能物联网网关分别与管控服务器平台、气体检测变送器、智能手环、智能应急装置之间的通信传输；

应急装置控制信号转发电路模块，与第一处理器单元连接，用于将智能手环和/或管控服务器平台的应急装置控制信号传输到智能应急装置。

作为上述方案的进一步优化，所述物联网通信模块包括：与第一处理器连接的MINI PCI-E接口单元，与MINI PCI-E接口单元连接的LoRa通信单元、Zigbee通信单元、2.4G蓝牙通信单元、4G/5G通信单元，与第一处理器连接的UART总线单元，与UART总线单元连接的TTL数据传输单元、RS232数据传输单元、RS485数据传输单元，其中，MINI PCI-E接口单元通过LoRa通信单元、Zigbee通信单元、2.4G蓝牙通信单元与智能手环无线通信，通过RS485数据传输单元与气体检测变送器有线通信，通过4G/5G通信单元和管控服务器平台无线通信。

作为上述方案的进一步优化，所述智能手环包括：

第二处理器单元，以及与第二处理器单元电性连接的：

体征参数采集模块，用于采集作业人员的体温、心率、血压、血氧参数；

通信模块，用于传输体征参数、作业人员的应急装置控制信号以及语音数据；

语音模块，用于供作业人员与智能手环之间进行语音对讲；

告警模块，用于发出声光报警信号。

本实用新型的一种有限作业空间安全智能管控系统，具备如下有益效果：

1、通过管控服务器平台、智能应急装置、智能物联网网关、气体检测变送器、智能手环在形成有限作业空间安全智能管控系统，通过设置智能物联网网关保证了有限作业空间内数据信号的传输效果，便于及时监控作业人员的安全状态。

2、依靠智能物联网网关、气体检测变送器、智能手环等设备主动、及时的发现危险并预警，通过智能物联网网关传输应急装置控制信号控制智能应急装置的启动，能够自动进行作业人员应急救助过程，来加强保护，减少人员伤亡。

附图说明

图1是本实用新型的一种有限作业空间安全智能管控系统的整体结构框图；

图2是图1中智能物联网网关的结构框图；

图3是图1中智能应急装置中的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本实施例提供的一种有限作业空间安全智能管控系统，包括：

管控服务器平台，用于接收智能物联网网关的传输数据、向智能物联网网关发送语音数据和应急装置控制信号，其中的传输数据包括由作业人员身体佩戴的手环发送的数据、由智能应急装置发送的智能应急装置启动状态数据、由气体检测变送器检测采集的有限作业空间的氧气以及其它气体含量，该应急装置控制信号是基于管控服务器平台接收到的物联网网关传输数据，进行作业空间内环境气体阈值检测和人体生命体征参数检测后，发送的应急措施启动信息；

智能应急装置，与智能物联网网关电性连接，用于基于应急装置控制信号智能启动作业人员应急救助过程；

智能物联网网关，与管控服务器平台无线通信连接，用于将气体检测变送器和智能手环发送的数据传输至管控服务器平台，并将语音数据传输至智能手环、应急装置控制信号传输至智能应急装置；

气体检测变送器，与智能物联网网关有线/无线通信连接，用于采集有限作业空间的氧气及有毒气体含量，本实施例中采用四合一气体检测变送器，可实现氧气、CO、H2S、CH4等多种气体的含量检测；

智能手环，与智能物联网网关无线通信连接，用于采集并发送作业人员的语音数据、定位、生命体征信息、发送应急装置控制信号。

通过上述包括管控服务器平台、智能应急装置、智能物联网网关、气体检测变送器、智能手环在内的有限作业空间安全智能管控系统，可以通过智能手环和气体检测变送器检测采集的信息通过物联网网关，传输至管控服务器平台，管控服务器平台基于采集数据与预设保证人体安全的环境参数阈值和体征参数阈值进行比较，确定有异常情况时，通过智能物联网网关向智能手环发送报警信号，同时产生应急装置控制信号并通过智能物联网网关传输至智能应急装置启动作业人员应急救助过程。当然，在本实施例中，当作业人员主动通过手环向智能物联网网关传输需要启动智能应急装置的请求时，智能物联网网关将启动信号发送至智能应急装置的启动开关，采取应急措施。在使用时，智能应急装置位于有限作业空间外部，气体检测变送器和智能手环均随着作业人员作业过程位于有限作业空间内部，实现作业空间内的参数采集。

在本实施例中，智能应急装置包括：

基坑井口支架，

送风单元，用于基于应急装置控制信号启动送风过程；

可拆卸安装于所述基坑井口支架上的提升单元，用于基于应急装置控制信号启动作业人员拉升过程；

可拆卸安装于所述基坑井口支架上的控制箱，且分别与送风单元和提升单元电性连接，用于控制风机和和提升单元的启动；

可拆卸安装于所述控制箱上的智能物联网网关，与控制箱电性连接，用于向控制箱传输应急装置控制信号。

本实施例中，智能应急装置启动后，采取的应急措施包括通过送风单元对作业空间内智能送风，同时通过提升单元将作业人员及时拉出作业空间，其中送风单元，包括可拆卸安装于基坑井口支架上的风机，以及与风机输出口连接的送风管道。

基于有限作业空间内信号传输能力较差的情况，在实际作业期间，位于作业空间内的智能手环等数据采集装置通过无线通信方式进行传输时，采集数据无法及时有效的传输到管控服务器平台，从而导致无法及时监控作业人员的实时安全情况，所以本实施例中，通过设置对应的智能物联网网关进行有限作业空间内和地面上之间的数据传输，智能物联网网关和有限作业空间内的智能手环等设备之间通过LoRa、Zigbee等通信网络进行数据的近距离传输，然后智能物联网网关和远程管控服务器平台之间通过4G、5G通信网络进行数据的远程传输，实现数据的实时传输，具体的，本实施例的智能物联网网关包括：

第一处理器单元，该处理器采用AM3352芯片。

物联网通信模块，与第一处理器单元连接，用于智能物联网网关分别与管控服务器平台、气体检测变送器、智能手环、智能应急装置之间的通信传输；

应急装置控制信号转发电路模块，与第一处理器单元连接，用于将智能手环和/或管控服务器平台的应急装置控制信号传输到智能应急装置；

上述物联网通信模块包括：与第一处理器连接的MINI PCI-E接口单元，与MINIPCI-E接口单元连接的LoRa通信单元、Zigbee通信单元、2.4G蓝牙通信单元、4G/5G通信单元，与第一处理器连接的UART总线单元，与UART总线单元连接的TTL数据传输单元、RS232数据传输单元、RS485数据传输单元，其中，MINI PCI-E接口单元通过LoRa通信单元、Zigbee通信单元、2.4G蓝牙通信单元与智能手环无线通信，通过RS485数据传输单元与气体检测变送器有线通信，通过4G/5G通信单元和管控服务器平台无线通信，本实施例中通过MINI PCI-E接口单元的设置，可以根据具体使用需求扩展增加不同的通信模块。

本实施例中的智能手环包括：

第二处理器单元，以及与第二处理器单元电性连接的：

体征参数采集模块，用于采集作业人员的体温、心率、血压、血氧参数；

通信模块，用于传输体征参数、作业人员的应急装置控制信号以及语音数据；

语音模块，用于供作业人员与智能手环之间进行语音对讲，即实现有限作业空间内作业人员与作业空间外部人员之间的语音对讲；

告警模块，用于发出声光报警信号，该告警模块基于管控服务器平台发出的参数异常告警信息触发声光报警电路的闭合。

本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种有限作业空间安全智能管控系统，其特征在于，包括：

管控服务器平台，用于接收智能物联网网关的传输数据、向智能物联网网关发送语音数据和应急装置控制信号；

智能应急装置，与智能物联网网关电性连接，用于基于应急装置控制信号智能启动作业人员应急救助过程；

智能物联网网关，与管控服务器平台无线通信连接，用于将气体检测变送器和智能手环发送的数据传输至管控服务器平台，并将语音数据传输至智能手环、应急装置控制信号传输至智能应急装置；

气体检测变送器，与智能物联网网关有线/无线通信连接，用于采集有限作业空间的氧气及有毒气体含量；

智能手环，与智能物联网网关无线通信连接，用于采集并发送作业人员的语音数据、定位、生命体征信息、发送应急装置控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种有限作业空间安全智能管控系统，其特征在于，所述智能应急装置，包括：

基坑井口支架，

送风单元，用于基于应急装置控制信号启动送风过程；

可拆卸安装于所述基坑井口支架上的提升单元，用于基于应急装置控制信号启动作业人员拉升过程；

可拆卸安装于所述基坑井口支架上的控制箱，且分别与送风单元和提升单元电性连接，用于控制风机和和提升单元的启动；

可拆卸安装于所述控制箱上的智能物联网网关，与控制箱电性连接，用于向控制箱传输应急装置控制信号。

3.根据权利要求2所述的一种有限作业空间安全智能管控系统，其特征在于，所述送风单元，包括可拆卸安装于基坑井口支架上的风机，以及与风机输出口连接的送风管道。

4.根据权利要求1所述的一种有限作业空间安全智能管控系统，其特征在于，所述智能物联网网关包括：

第一处理器单元，

物联网通信模块，与第一处理器单元连接，用于智能物联网网关分别与管控服务器平台、气体检测变送器、智能手环、智能应急装置之间的通信传输；

应急装置控制信号转发电路模块，与第一处理器单元连接，用于将智能手环和/或管控服务器平台的应急装置控制信号传输到智能应急装置。

5.根据权利要求4所述的一种有限作业空间安全智能管控系统，其特征在于，所述物联网通信模块包括：与第一处理器连接的MINI PCI-E接口单元，与MINI PCI-E接口单元连接的LoRa通信单元、Zigbee通信单元、2.4G蓝牙通信单元、4G/5G通信单元，与第一处理器连接的UART总线单元，与UART总线单元连接的TTL数据传输单元、RS232数据传输单元、RS485数据传输单元，其中，MINI PCI-E接口单元通过LoRa通信单元、Zigbee通信单元、2.4G蓝牙通信单元与智能手环无线通信，通过RS485数据传输单元与气体检测变送器有线通信，通过4G/5G通信单元和管控服务器平台无线通信。

6.根据权利要求1所述的一种有限作业空间安全智能管控系统，其特征在于，所述智能手环包括：

第二处理器单元，以及与第二处理器单元电性连接的：

体征参数采集模块，用于采集作业人员的体温、心率、血压、血氧参数；

通信模块，用于传输体征参数、作业人员的应急装置控制信号以及语音数据；

语音模块，用于供作业人员与智能手环之间进行语音对讲；

告警模块，用于发出声光报警信号。

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