[實用新型]基于RFID和zigbee無線傳感器網絡的煤礦人員生命安全管理系統

有效

• 申請號: 201320544137.4
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN203466977U
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 楊小慶;任艷君;王華平;曾利奎;李彩霞;向超宗
• 申請（專利權）人: 重慶工商職業學院
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18;G06K17/00;E21F17/18
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙) 50216
• 代理人: 龍玉洪

技術領域

本實用新型涉及煤礦人員安全管理領域，具體地說，是一種基于RFID和zigbee無線傳感器網絡的煤礦人員生命安全管理系統。

背景技術

我國是煤炭生產和消費的大國，煤礦的安全生產一直備受關注。目前，由于國家對煤礦安全日益重視，監管力度不斷加大，大中型煤礦均已大量裝備了煤礦安全監控系統，在一定程度上遏制了重特大事故的發生。但是，由于缺乏對井下人員位置信息的監控，目前還普遍存在對井下人員管理困難，井上人員難以及時準確掌握井下人員的分布和作業的情況。實現入井人員的有效管理、檢測、跟蹤、定位對于煤礦的安全生產、調度指揮以及事故后的搶險救援都具有重要意義。

由于煤礦工業的特殊性，目前普遍存在下井人員管理困難，井上人員難以及時掌握井下人員的動態分布及作業情況，一旦事故發生，無法快速獲知井下人員的生命跡象，缺乏可靠消息，耽擱救援時間，搶險救災、安全救護的效率低下，效果不理想。并且煤礦地下工作環境聲音嘈雜，即使出現意外進行聲光報警，井下人員也很有可能無法聽見或看見。

現有技術的缺點在于：傳感器節點識別工作人員的速度不夠快，檢測范圍小，傳輸信號穩定性不高，遇到險情時，無法及時了解井下員工的是否有生存跡象，找不到營救重點。

實用新型內容

為了解決上述問題，本實用新型提出一種傳感器節點識別速度快，能夠識別井下員工信號，隨時檢測環境溫度和有毒氣體濃度，遇險后定時檢測井下員工體溫情況的基于RFID和zigbee無線傳感器網絡的煤礦人員生命安全管理系統。

為達到上述目的，本實用新型所采用的具體技術方案如下：

一種基于RFID和zigbee無線傳感器網絡的煤礦人員生命安全管理系統，包括監控中心、礦井口終端設備、至少1個zigbee基站、至少2個傳感器節點和至少一個人員節點；監控中心和礦井口終端設備通過無線方式交互信號，礦井口終端設備第三無線通訊模塊的串口模塊和zigbee基站的第四串口模塊進行信號傳輸，zigbee基站的第四zigbee無線收發模塊和傳感器節點的第一zigbee無線收發模塊進行無線信號傳輸，礦井口終端設備設置有第三無線通訊模塊獲取人員節點第二RFID模塊通過天線發出的交互信號,每個傳感器節點的第一RFID模塊和每個人員節點的第二RFID模塊通過天線交互信號，每個傳感器節點均帶有第一溫度傳感器和氣體傳感器；每個人員節點均帶有第二降壓模塊和體溫傳感器。

監控中心對井下情況進行實時采集控制，礦井口終端設備進行控制操作，并接收井下各個傳感器節點傳輸的信號，還可以進行人員考勤的功能，傳感器節點可以采集人員經過的情況，以及采集溫度，氣體的信號。人員節點和傳感器節點進行信號傳遞，有險情時，人員節點上的體溫傳感器開始定時檢測體溫。礦井口終端設備第三無線通訊模塊的串口模塊和zigbee基站的第四串口模塊進行信號傳輸，礦井口終端設備和zigbee基站的信號傳輸主要是為了操作和接受傳感器節點采集到的信號，zigbee基站的第四zigbee無線收發模塊在礦井下組成傳感器節點信息匯集點，礦井口終端設備設置有第三無線通訊模塊獲取人員節點第二RFID模塊通過天線發出的交互信號,主要用作員工進礦的簽到和考勤，每個傳感器節點的第一RFID模塊和每個人員節點的第二RFID模塊通過天線交互信號，主要用于完成員工在每個傳感器覆蓋范圍內的定位記錄，報警信號傳輸，每個傳感器節點上的第一溫度傳感器用于采集環境溫度，氣體傳感器用于采集可燃和有害氣體的含量；每個人員節點的第二降壓模塊用于為體溫傳感器和第二RFID模塊供電，體溫傳感器用于在收到檢測通知信號后，進行體溫檢測，回傳信號告知井上工作人員，被測人員的體溫。

更進一步的技術方案是人員節點包括第二微處理器，第二微處理器分別連有振動電機、第二存儲器、第二RFID模塊、體溫傳感器和第二降壓模塊。

振動電機用于發出振動警告，第二存儲器用于儲存數據資料，第二RFID模塊用于和傳感器節點、礦井口終端設備進行數據交換，體溫傳感器用于檢測井下工作人員的體溫，第二降壓模塊為第二微處理器、振動電機、第二存儲器、第二RFID模塊和體溫傳感器提供電力供給，提高第二RFID模塊傳輸距離，和識別準確度。

更進一步的技術方案是人員節點還包括安全帽本體，安全帽本體上設有礦燈，礦燈的電源回路上連接有第二降壓模塊，電源通過第二降壓模塊分別為第二微處理器、振動電機、第二存儲器、第二RFID模塊和體溫傳感器供電。