[发明专利]一种基于NB-IOT蜂窝物联网技术的井下智能互联设备监测系统及其人员定位方法

说明书

本发明公开了一种基于NB‑IOT蜂窝物联网技术的井下智能互联设备监测系统及其人员定位方法包括智能感知传感器单元、NB‑IOT终端模块、NB‑IOT无线广域蜂窝物联网以及设置在云端的监测服务器和智能决测管理单元。本发明的技术方案采用NB‑IOT蜂窝物联网技术，构建智能互联设备，无需布线，并且具有终端功耗低、信号强、直连通信等特点，能实时监测作业现场的环境参数，能实时定位作业人员，解决了巷道布线复杂、组网困难的问题，同时可保证数据实时、准确、完整的传输，续航时间长，成本低、组网快，有效减少或避免重大安全事故的发生。

技术领域

本发明属于NB-IOT蜂窝物联网技术领域，具体涉及一种基于NB-IOT蜂窝物联网技术的井下智能互联设备监测系统及其人员定位方法。

背景技术

随着国家对井下生产安全的重视程度不断加强，相关企业在各种安全、生产监控系统方面的投入逐年加大，对保证地下作业人员、设备的安全和正常生产起到了重要作用。但是在目前的装备和技术水平下，无法根除井下巷道作业各种安全隐患，灾害时有发生。现有的安全生产监测监控系统，由于生产厂商和系统建设时期不同，各系统之间没有统一的通信协议和接入标准，系统之间的数据结构差异很大，呈现多源性和异构性。各种监控子系统自成体系，从传感器、分站、主站、信号形成、传输方式等方面存在不一致，缺乏对安全生产数据分析与预警预测的功能，改进传统的地下生产监测手段，采用更先进、更智能化的监测系统已经迫在眉睫，虽然我国井下巷道安全生产形势逐年好转，事故起数、死亡人数、死亡率均有大幅下降，但传统地下监测与安全生产的实现需求相比，仍有一定差距。主要体现在：

第一，巷道内生产作业面远离地面，客观原因使生产地形复杂、环境恶劣，与地面安全生产人员之间沟通不方便、不及时，井下人员的布局及生产作业情况难以被地面安全生产人员及时动态掌握；

第二，生产事故发生后，由于各种原因使得抢险救灾、安全救护的效率较低，甚至达不到人员搜救效果；

第三，由于相关企业的网络建设时间不同，各安全监控系统自成体系，缺乏统一标准和接口，存在数据漏报、缺报、信息交换不畅等各种问题，安全隐患时有发生；

第四，随着开采时间的推移，巷道、掘进面和开采面将向前不断延伸，各种掘进机、运输机等大型设备与网络通信设备的相互地理位置发生变化。如通信网络采用有线传输，如不及时布线，必然会导致通信中断现象的发生；

第五，灵活性差，各种网络的总线结构都有其自身的特性，采用的信息传输协议也不同，新增设备更新时带来一定的困难。

发明内容

为解决以上问题，本发明的目的在于提供一种基于NB-IOT蜂窝物联网技术的井下智能互联设备监测系统及其人员定位方法，该井下智能互联设备监测系统及其人员定位方法克服了现有技术的不足，能实时监测作业现场的环境参数，能实时定位作业人员，解决了巷道布线复杂、组网困难的问题，同时可保证数据实时、准确、完整的传输，续航时间长，成本低、组网快，有效减少或避免重大安全事故的发生。

本发明的技术方案是：一种基于NB-IOT蜂窝物联网技术的井下巷道智能互联设备监测系统，其特征在于：所述井下巷道智能互联设备监测系统包括智能感知传感器单元、NB-IOT终端模块、NB-IOT无线广域蜂窝物联网以及设置在云端的监测服务器和智能决测管理单元；

所述智能感知传感器单元包括传感器模块和微处理器；所述智能感知传感器单元与NB-IOT终端模块连接，所述智能感知传感器用于获取井下巷道内环境、设备、人员的实时数据，通过NB-IOT终端模块、NB-IOT无线广域蜂窝物联网上传到监测服务器；所述NB-IOT无线广域蜂窝物联网分别通过无线方式连接NB-IOT终端模块和监测服务器，实现监测数据的传输；所述监测服务器和智能决测管理单元通过无线方式与NB-IOT无线广域蜂窝物联网连接，保存智能感知传感器采集的数据，并经分析处理后通过NB-IOT无线广域蜂窝物联网反馈到井下巷道作业人员；