[發明專利]基于可見光相機通信的礦井人員監控系統及其監控方法

在審

• 申請號: 201710621610.7
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107204808A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 翁顯杰;劉廷章;邰敏
• 申請（專利權）人: 中航聯創科技有限公司上海分公司
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/114;E21F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于可見光相機通信和礦井人員定位技術領域，更具體地說是涉及一種基于可見光相機通信的礦井人員監控系統及其監控方法。

背景技術

隨著經濟的高速發展，人們對能源的需求持續劇增。由于礦井作業環境的特殊復雜性，礦難事故頻繁發生，導致其安全生產備受關注。針對井下人員設備管理難，礦難事故發生時，由于缺乏井下被困人員的可靠信息，使得救援效率不理想等問題，亟需設計出一個礦井人員的監控方案，能夠及時掌握井下作業人員的活動情況，方便對井下人員和設備進行合理調度，為災后人員搜救工作提供有力依據具有一定的現實意義。

現有技術中傳統的井下照明設備白熾燈、熒光燈、高壓鈉燈等由于功率問題容易產生電火花，容易引起瓦斯爆炸和燃燒。而白光LED具有的最突出優點就是低功耗，此特點可以有效地減少電火花。基于可見光通信的室內定位技術使用LED作為光源，可以在使用LED照明的同時兼顧室內定位服務。

發明內容

本發明為了克服現有技術存在的不足，提供一種基于可見光相機通信的礦井人員監控系統及其監控方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種基于可見光相機通信的礦井人員監控系統，該監控系統包括井上部分和井下部分，井下部分包括信息發送模塊、信息接收模塊和通信模塊，井上部分包括監控平臺，井下部分的信息發送模塊和通信模塊均與信息接收模塊連接，井上部分的監控平臺通過通信模塊與井下部分通信連接；井下部分的信息發送模塊為礦工的LED頭燈，信息接收模塊為布置在井下的防爆CMOS攝像頭。通信模塊使用光纖通信，通信模塊將信息圖片與接收該圖片的信息接收模塊信息一并傳輸給井上監控平臺。

一種基于可見光相機通信的礦井人員監控系統的監控方法，該監控方法具體包括如下步驟：礦工平常工作時，礦工向井上監控平臺發送身份警報信息，緊急情況下，礦工向井上監控平臺發送身份信息和警報信息，礦工的LED頭燈通過控制器調制LED頭燈使信息發送模塊循環發送攜帶有礦工身份信息與警報信息的光信號；防爆CMOS攝像頭接收礦工LED頭燈發送的光信號形成的信息圖片，防爆CMOS攝像頭與通信模塊相連接，防爆CMOS攝像頭將接收到的信息圖片通過通信模塊發送至井上的監控平臺；井上監控平臺存儲有井下電子地圖，電子地圖中存儲有信息接收模塊的位置信息，井上監控平臺接收通信模塊傳輸的信息圖片，通過圖像處理與解碼獲取信息圖片中的信息，包括礦工身份信息與警報信息；井上監控平臺根據與信息圖片一并傳輸的信息接收模塊信息得到信息接收模塊的位置信息，該位置信息近似作為信息圖片對應的礦工位置信息，當該礦工移動到下一個信息接收模塊附近時，井上監控平臺獲取該礦工新的位置信息并實時更新，從而得到礦工運行軌跡并存儲，井上監控平臺根據信息圖片發送的警報信息對礦工及時進行搜救。

本發明的有益效果是：本發明能夠為井上監控平臺提供實時的井下人員位置，以便監控平臺能隨時掌控井下人員的具體分布情況，并對其進行管理調度、安全監控和及時搜救。本發明還具有如下優點：

（1）本發明成本低廉，礦工LED頭燈兼具照明的同時可以發送位置信息與警報信息，同時可基于可見光相機通信實現定位功能，使用LED頭燈進行照明安全高效，綠色環保，節約經濟成本。

（2）本發明定位精度高，不受電磁和射頻的輻射干擾，基于可見光相機通信的室內定位技術基于成像定位技術，可使用圖像處理技術去除干擾，識別出有用信息，抗干擾能力強，定位精度可達1米以內；基于可見光相機通信的室內定位技術與現有的室內定位技術相比具有額外成本低、不受電磁干擾、不產生射頻輻射干擾以及定位精度高等優點。

（3）在礦井下時，本發明使用光纖通信系統傳輸信息，光纖通信信號傳輸時使用的是光信號，光纖通信系統具有頻帶寬、損耗小、傳輸量大、受電磁干擾影響小等優點，并且在相當長的距離內傳輸信息無需中繼，設備簡單，所以使用光纖通信系統傳輸信息有效的抵制了電磁干擾和瓦斯爆炸等問題，因此在礦井信號傳輸時使用光纖通信對煤礦的安全生產具有重要意義。

（4）本發明將井下人員的位置信息實時發送給井上監控平臺，井上監控平臺存儲并顯示了運行軌跡，既可對井下人員進行管理調度，當發生礦難事故時，也可以根據井下人員發送的警報信息或歷史運行軌跡準確找出被困人員的所在位置，迅速采取救援措施，縮短人員的搜救時間，從而有效提高救援工作的效率。

附圖說明

圖1是本發明基于可見光相機通信的礦井人員監控系統的模塊示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明作詳細描述。