[实用新型]煤矿井下人员指纹识别与瓦斯浓度动态监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿井下人员指纹识别与瓦斯浓度动态监测系统，基于无线传感器网络技术实现井下指纹识别和瓦斯浓度动态监测，属于电子领域。

背景技术

煤炭行业是一个特殊的行业，瓦斯、矿尘、火灾、水灾、顶压等各种安全隐患严重威胁着矿井作业工人的人身安全，为了有效预防上述事故的发生，煤矿已大量装备了煤矿安全生产监控系统，这些安全监控系统大大改善了煤矿生产状况。但是，多数煤矿仍然存在井下人员管理困难，井上人员难以及时掌握井下的情况和人员的动态分布及作业情况，并且一旦发生事故，现有监控系统对井下瓦斯、温度、湿度等情况难以监测，井下人员位置难以确定。现有的煤矿井下环境监控系统与人员信息的采集系统分别为两个独立的系统，使用两套计算机控制系统独立控制。一旦发生事故不能够及时了解井下人员所在位置的瓦斯等环境因素的情况，影响人员疏散和救援。

无线传感器网络技术可以从根本上解决环境监测系统中存在的不足。无线传感器网络技术是一种采用成熟无线通信技术的全球统一标准的、开放的网络。它以IEEE802.15.4协议为基础，致力于实现一种适用于固定、便携或移动设备使用的，低复杂度、低成本、低功耗、低速率的短距离双向无线通信。它用无线通信方式进行数据传输处理。随着巷道的延伸，加入了无线传感器网络技术的系统可以及时地在这些区域增加无线网络结点，扩大网络规模。无线传感器网络技术在矿井环境监测中的研究和应用将带来巨大的性能提升和经济效益。

此外，指纹识别系统是利用人体活体指纹所具有的唯一性、排他性而研制的人事考勤系统。它克服了传统打卡钟、磁卡、IC卡等考勤方式在打卡、丢失等不足和缺陷，最为有效地杜绝了考勤管理中的人为因素，充分体现了考勤管理的公正，避免不必要的人事纠纷，为企业管理提供科学、可靠的考勤管理手段，是企业体现其管理形象、节约人力、提高效率、杜绝漏洞的最佳模式。该系统采用指纹识别功能，集中采集全矿入井人员的指纹，并与入井人员的基本资料相对应进行存储，当职工上下井时，只用手指轻轻一点，提取、确认后就考勤成功。但这种入井时进行指纹考勤的方式存在指纹考勤后可能没有下井这样的考勤漏洞，不能可靠对下井人员实施考勤。

实用新型内容

为了克服现有技术结构的不足，本实用新型提供一种既可以有效动态地监测瓦斯浓度又可以准确对下井人员进行考勤定位的煤矿井下人员指纹识别与瓦斯浓度动态监测系统，基于无线传感器网络技术进行指纹识别和瓦斯浓度动态监测。

本实用新型涉及一种煤矿井下人员指纹识别与瓦斯浓度动态监测系统，基于无线传感器网络技术进行指纹识别和瓦斯浓度动态监测，包括：监控终端上位机和与监控终端上位机进行有线通信的固定监控装置；其还包括：终端便携式监控装置，终端便携式监控装置实时采集矿井的第一环境数据和终端便携式监控装置持有人员的生命体征数据，并通过无线方式发送给固定监控装置，并由固定监控装置转发给监控终端上位机；便携式监控装置具有指纹识别模块，当持有人员进出煤矿井下时，持有人员通过指纹识别模块采集指纹信息，指纹信息通过无线方式发送给所述固定监控装置，并由固定监控装置转发给监控终端上位机。

在上述的煤矿井下人员指纹识别与瓦斯浓度动态监测系统中，当终端便携式监控装置监测到矿井处于不安全状态时，发出第一告警信号，当固定监控装置监测到矿井处于不安全状态时，发出第二告警信号，当监控终端上位机监测到矿井或持有人员处于不安全状态时，终端便携式监控装置发出第一告警信号和/或固定监控装置发出所述第二告警信号。

在上述的煤矿井下人员指纹识别与瓦斯浓度动态监测系统中，终端便携式监控装置包括第一传感器、第一无线通信模块、第一处理器和第一电源供电模块，第一传感器用于采集第一环境数据和生命体征数据，并通过第一无线通信模块发送；第一无线通信模块接收监控终端上位机的第一报警指令；第一处理器当通过第一无线通信模块接收到来自监控终端的第一报警指令时，发出所述第一告警信号；而且，第一处理器从第一传感器接收采集到的第一环境数据和生命体征数据，对矿井的安全状态进行监测，当监测到矿井处于不安全状态时，发出第一告警信号；指纹识别模块将采集到的指纹信息传递给第一处理器处理，第一处理器通过第一无线通信模块发送给固定监控装置；第一电源供电模块为第一传感器、第一无线通信模块、第一处理器和指纹识别模块提供电源。