[实用新型]一种ZigBee通信的智能井下环境信息采集及矿工定位系统

说明书

本实用新型公开了一种ZigBee通信的智能井下环境信息采集及矿工定位系统。本系统通过采集节点既能采集周围瓦斯浓度、温度、湿度、CO浓度，又能采集生命体征信息，能为ZigBee移动节点提供定位参考，ZigBee参考节点采用市电供电。ZigBee移动节点为安装在矿井帽上，与头顶井下专用探照灯共用电池供电。通过信息采集，将井下环境信息通过网关传递在上位机，通过上位机进行数据处理，一旦发生环境信息异常情况，将发出报警信号，及时通知井下工作人员撤离，达到综合管理井下开采工作的目的。

技术领域

本实用新型属于设备远程监测及管理领域，其突出特点是采用传感器以及Zigbee通信模块实时采集井下环境信息以及井下人员生命体征信息，并通过参考节点对移动节点进行定位。可在环境信息异常情况下，及时发出报警信号，告知井下工作人员及时逃生。改变传统井下定位及信息采集系统的通信方式，在矿难发生之后，井下人员通过矿工帽上的按钮，可以互相进行通讯，引导矿工转移到安全区域。

背景技术

矿井事故的频繁发生暴露出目前矿井监测系统的弊端：有线通信方式灵活性差，布线不便，成本高，覆盖性不足，信息不完全，且不能及时提供井下环境信息与工作人员的位置信息等，一旦事故发生，很难展开救援。传统Zigbee定位系统往往仅采用电池进行供电，电池的使用寿命一般为三个月左右，当通信定位的节点数量庞大时，维护费用会十分巨大。同时传统的矿井定位系统没有紧急情况告警功能，只能采集矿工位置信息，不能将井下环境信息异常的紧急情况，及时反馈给矿上管理人员，造成事故发现和处理迟缓。而且传统的矿井定位系统我在矿难发生之后的不能采集井下人员的生命体征，以及矿工之间不能利用系统进行通讯，给救援工作带来极大困难。因此，我们研究的低维护费用，具有及时告警基于Zigbee通信及定位技术的井下环境信息采集系统具有重大的意义。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种随时采集生命体征及环境信息关及时告警、通信及正确引导的基于ZigBee技术的智能井下环境信息采集及矿工定位系统

结合附图，说明如下：

一种ZigBee通信的智能井下环境信息采集及矿工定位系统，包括矿井帽及安装有生命体征信息采集模块的手环及控制电路，所述矿井帽一侧安装有报警通讯按钮(1)，矿井帽前面安装有井下专用探照灯(5)，电池盒(2)安装在矿井帽后侧，电池盒(2)向上附近安装有ZigBee通信天线(3)，所述控制电路包括设置于矿井帽顶部的ZigBee移动节点控制电路(4)、置于矿井壁上的若干ZigBee参考节点控制电路及用于系统管理的上位机，其特征在于：

所述ZigBee移动节点控制电路(4)由ZigBee移动节点微控制器、生命体征信息采集模块、电源模块及按键模块组成；所述ZigBee移动节点微控制器与上述模块为单向连接；

所述不同ZigBee移动节点微控制器之间双向连接；

所述ZigBee参考节点控制电路由ZigBee参考节点微控制器、环境信息采集模块、箭头指示模块、报警模块和电源模块构成；所述ZigBee参考节点微控制器与上述模块为单向连接；

所述ZigBee参考节点微控制器与其它ZigBee参考节点微控制器、ZigBee移动节点微控制器及用于系统管理的上位机为双向连接。

所述的生命体征信息采集模块包括生命体征采集模块主控制器、心率采集模块及血压采集模块。

所述的环境信息采集模块包括瓦斯浓度传感器、一氧化碳浓度传感器、空气压力传感器和温湿度传感器。

所述的报警模块为报警警铃。

所述的箭头指示模块为OLED箭头指示屏幕。

所述ZigBee参考节点电源模块集成市电和充电电池供电，可自动切换。