[实用新型]基于无线传感器网络的煤矿井下人员健康监测系统

权利要求书

1.一种基于无线传感器网络(29)的煤矿井下人员健康监测系统，其特征在于，包括：

能实时测量煤矿井下人员体征的耳机(18)，通过无线传感器网络(29)反馈人体体征数据及环境参数数据给地面监控中心(28)，监控中心(28)可对体征异常人员组织救援和对威胁人员健康的环境灾害进行防治；

所述耳机(18)中的设置有：

心率传感模块(1)，用于实时监测煤矿井下人员的心率；

体温传感模块(2)，用于测量人体耳道温度；

对讲装置模块(3)，用于接收广播信息与对讲；

防爆模块(4)，用于满足煤矿井下高温、高湿、高尘、高电磁干扰和爆炸性生产环境的防爆工作要求；

LED报警模块(5)，用于发出体征异常时的自动报警和环境异常时的主动求救信号；

微处理器模块A(6)，用于收集并存储传感模块测量的人体体征数据及处理异常数据引起的报警；

电源模块A(7)，用于耳机(18)内部各模块的供电；

无线射频模块A(8)，用于将微处理器模块A(6)获得的人体体征数据转换成能够射频发射的电信号，传送至无线传感器网络(29)中的固定节点(17)；

所述无线传感器网络(29)包括：

移动节点(18)，即下井人员携带的用于体征监测的耳机(18)；

固定节点(17)，分布于煤矿井下巷道(16)两侧，用于传递耳机采集的人体体征数据和收集环境参数数据并逐级传递到汇聚节点(19)；

汇聚节点(19)，用于收集固定节点传递的数据并上传至监控中心(28)；

其中所述固定节点(17)包括：

传感器模块(20)，用于收集煤矿井下的瓦斯含量、风速、温度、湿度；

微处理器模块B(21)，用于处理传感器模块(20)采集的环境参数数据和由无线射频模块B(23)接收的人体体征数据；

电源模块B(22)，用于固定节点(17)各模块的供电；

无线射频模块B(23)，用于接收移动节点(18)上传的人体体征数据，及发送微处理器处理过的人体体征数据和环境参数数据至汇聚节点(19)；

所述监控中心(28)包括：

人员体征数据库(24)，用于传输并存储煤矿井下人员的体征数据；

环境参数数据库(25)，用于传输并存储煤矿井下环境参数数据；

自动报警单元(26)，用于对人员或环境异常数据的报警；

对讲单元(27)，用于发布信息的广播和与特定人员进行的耳机对讲。

2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络(29)的煤矿井下人员健康监测系统，其特征在于，所述人体体征数据包括：人员在煤矿井下的心率、体温，所述心率传感模块(1)包括心率传感器，所述体温传感模块(2)包括体温传感器，所述环境参数数据包括：煤矿井下的瓦斯含量、风速、温度、湿度，所述传感器模块(20)包括：瓦斯传感器、风速传感器、温度传感器、湿度传感器。

3.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络(29)的煤矿井下人员健康监测系统，其特征在于，所述耳机(18)，其外观设计将耳挂式耳机和入耳式耳机的外形进行了结合，所述外形特征包括：

挂耳(9)，用于煤矿井下人员的可靠佩戴；

LED指示灯(10)，用于人体体征数据异常人员的自动报警信号和辅助对讲按钮(12)发出的主动求救信号；

麦克(11)，用于煤矿井下人员声音信号的接收；

对讲按钮(12)，用于控制耳机(18)在接收广播、发出求救信号和人员与监控中心对话之间三种状态的切换； 

旋转电源开关(13)，用于耳机(18)工作状态与非工作状态的切换；

耳廓感应器(14)，用于一触式感应耳廓采样测量心率；

红外感应区(15)，用于扫描耳鼓膜发出的红外线以测量体温。

4.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络(29)的煤矿井下人员健康监测系统，其特征在于，所述耳机(18)中测得的人体体征数据包括：人员在煤矿井下的心率、体温，所述心率传感模块(1)包括心率传感器，所述体温传感模块(2)包括体温传感器。