[实用新型]移动式煤矿井下信息监测与人员定位装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤矿信息监测技术领域，具体涉及一种移动式煤矿井下信息监测与人员定位装置。

背景技术

随着煤炭行业蓬勃发展，煤矿安区事故时有发生，给国家和人民造成巨大的损失。因此，对煤矿安全信息实时监测必不可少。传统的煤矿监测方式主要分为两种，一种是专职人员进行巡检，存在安全隐患时，专职人员采取一定的措施，这种方式耗时耗力，专职人员的生命安全也无法得到保证；另一种是在井下安装有线安全监测系统，这种方式从一定程度上避免了专职人员巡检所带来的弊病，但是这种方式监测装置无法与煤矿生产推进进度和井下复杂的地形及环境变化相协调，而且成本高额。

同时，实现矿井工作人员的跟踪定位是加强矿井安全生产的有力的措施，可以让地面调度室随时了解井下的情况，实现井下人员的调度和分配，提高工作效率。目前井下人员跟踪系统基本上都是采用RFID（RadioFrequency Identification无线射频）技术，这种方法是在矿井井口处，或其它井下一些关键通道口，使用射频卡（RFID）读取的方法对下井人员进行记录跟踪的方法。这种方法存在如下几个问题：标识卡有效工作时间短、在高速条件下定位人员漏检率较高、定位精度低、单向信息传输，信息传输速率低、功能单一。现有的RFID射频读写系统（包括SuperRFID），很难实现井下人员的区域定位和井下人员的考勤，不能实现真正意义上的井下人员定位跟踪。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种移动式煤矿井下信息监测与人员定位装置，该装置由井下工作人员随身携带，可以实现对井下环境参量的实时采集和井下工作人员的实时定位，解决了现有有线信息监测系统和RFID人员定位系统成本高、标识卡有效工作时间短、在高速条件下定位人员漏检率较高、定位精度低、单向信息传输，信息传输速率低、功能单一的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，移动式煤矿井下信息监测与人员定位装置，包括CC2431最小系统，CC2431最小系统上设置有用于无线通信的天线，CC2431最小系统上还分别通过第一信号调理电路、第二信号调理电路连接有瓦斯传感器、CO传感器。

本实用新型的特点还在于，其中的CC2431最小系统上分别连接有温湿度传感器、报警显示电路及呼救电路。

本实用新型的有益效果是，该移动信息监测和人员定位装置选用zigbee射频芯片CC2431作为数据处理单元，可以实现对多种井下环境参量（瓦斯、CO、温度、湿度）进行实时采集、数据显示、有害气体越限报警以及按键求救等功能。同时设计了基于测距的无线传感器网络人员定位，并利用卡尔曼滤波来有效提高定位精度。装置获得的煤矿井下监测信息与人员位置信息经由现场覆盖的Zigbee网络和中间传输的工业环形以太网，将数据传送到地面监控中心，为管理人员提供井下实时的环境状态和人员位置。该装置将煤矿信息监测和工作人员定位系统结合起来，结构简单，不需要现场敷设通讯电缆，可以获取井下实时状态信息。

附图说明

图1是本实用新型移动式煤矿井下信息监测与人员定位装置的结构示意图。

图中，1.CC2431最小系统，2.瓦斯传感器，3.温湿度传感器，4.CO传感器，5.报警显示电路，6.呼救电路，7.第一信号调理电路，8.第二信号调理电路，9.天线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型移动式煤矿井下信息监测与人员定位装置的结构，如图1所示，包括CC2431最小系统1，CC2431最小系统1上设置有用于无线通信的天线9，瓦斯传感器2及CO传感器4分别通过第一信号调理电路7及第二信号调理电路8接入CC2431最小系统1不同的AD输入引脚，温湿度传感器3输出是数字量，直接接入CC2431最小系统1的IO口，报警显示电路5接入CC2431最小系统1的数字IO口，呼救电路6通过CC2431最小系统1的输入引脚接入系统。

本实用新型移动式煤矿井下信息监测与人员定位装置，选用具有硬件定位引擎的低功耗CC2431无线单片机，采用镍氢电池组供电，设计了温度、湿度、瓦斯、CO的采集与调理电路，采取软件方法对传感器输出值进行校正和补偿，实现对上述信息的准确检测，使用低功耗的LCM12232Zk显示采集的环境参量值，设计了声光报警电路，可以及时的进行报警，而且设计了求救按键，井下人员可以用来进行呼救。