[實用新型]基于RFID和zigbee無線傳感器網絡的煤礦人員安全報警管理系統

有效

• 申請號: 201420038434.6
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN203761427U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 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: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W84/18;E21F17/18;G08B21/02
• 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安全報警管理系統。

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，目前還普遍存在入井人員管理困難，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。煤礦井下還存在著一些危險區域，如有害氣體超標的區域、絞車運行中的斜巷、設備重地等，這些區域一般禁止工人進入，但井下巷道交錯，環境復雜，普通的告示牌或警鈴通知方式警示效果不佳。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，井上人員缺乏可靠的井下信息，搶險救災、安全救護的效率低下，效果不理想。煤礦地下工作環境聲音嘈雜，即使出現意外進行聲光報警，也很有可能無法聽見、看見。

現有技術的缺點在于：識別工作人員的速度不夠快，檢測范圍小， 成本高，當遇到險情時，無法及時有效通知井下工作人員。

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，能夠隨時檢測環境溫度和有毒氣體濃度，出現意外時及時通知井下工作人員的基于RFID和zigbee無線傳感器網絡的煤礦人員安全報警管理系統。

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安全報警管理系統，其特征在于：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，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。

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，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。有險情時，傳感器節點迅速向人員節點進行信號傳遞，人員節點得到警告。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用于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，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。

更進一步的技術方案是所述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，第二降壓模塊為第二微處理器、振動電機、第二存儲器和第二RFID模塊提供電力供給。

更進一步的技術方案是所述人員節點設置在安全帽上，所述安全帽包括外殼和外殼內側的防護層，所述第二RFID模塊安裝在安全帽的外殼的前部，所述第二微處理器、第二存儲器和第二降壓模塊固設在控制塊上，所述控制塊安裝在防護層中，防護層的內側的后部還嵌有振動電機。

振動電機安裝在安全帽內側的后部上，佩戴安全帽后，振動電機直接和后腦接觸，后腦對振動反應靈敏，能夠及時感受到報警信號，在聲光報警不起作用的時候，更快速的通知井下人員，人員節點的第二RFID模塊和傳感器節點之間能傳輸信號，進行簽到，身份識別。人員節點設置在安全帽上不占地方，方便攜帶，不新增使用者的負擔。第二RFID模塊安裝在安全帽的外殼的前部是為了使收發信息的信號更好，更方便。

更進一步的技術方案是所述安全帽外殼的前部上設有礦燈，安全帽本體外殼頂部設有電源，所述電源連接礦燈和控制塊上的第二降壓 模塊。