[發明專利]一種基于物聯網的煤礦安全監測系統

有效

• 申請號: 201910699469.1
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110344883B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 王昕
• 申請（專利權）人: 江蘇建筑職業技術學院
• 主分類號: H04L12/46
• 分類號: H04L12/46;E21F17/18
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 崔瑞迎

1.一種基于物聯網的煤礦安全監測系統，其特征在于，包括：多個地下固定監測終端(1)、多個地下移動監測終端(2)和地上監測服務器(3)，多個所述地下固定監測終端(1)和多個所述地下移動監測終端(2)均與所述地上監測服務器(3)通過物聯網進行無線通信；

所述地下固定監測終端(1)，用于固定監測煤礦井下區域內所述地下固定監測終端(1)所在位置范圍內的第一空氣質量數據、溫濕度數據和頂壓數據，并且將帶位置信息和時間信息的第一空氣質量數據、溫濕度數據和頂壓數據上傳至所述地上監測服務器(3)；

所述地下固定監測終端(1)包括：第一空氣質量監測模塊(11)、溫濕度監測模塊(12)和頂壓監測模塊(13)；

所述第一空氣質量監測模塊(11)，用于監測所述地下固定監測終端(1)所在位置范圍內的氣體濃度；所述氣體濃度包括：甲烷濃度、一氧化碳濃度、氧氣濃度；

所述溫濕度監測模塊(12)，用于監測所述地下固定監測終端(1)所在位置范圍內的地表溫濕度和空氣溫濕度；

所述頂壓監測模塊(13)，用于監測所述地下固定監測終端(1)所在位置范圍內的頂壓信息和頂壓圖像信息；

所述地下移動監測終端(2)包括：第二空氣質量監測模塊(21)、有害氣體危險程度確定模塊(22)、有害氣體危險源位置確定模塊(23)、第一危險報警模塊(24)、逃離方向指示模塊(25)、位置監測模塊(26)、選擇顯示模塊(27)、RFID讀寫模塊(28)和求救模塊(29)；

所述第二空氣質量監測模塊(21)，用于監測所述地下移動監測終端(2)所在位置范圍內的氣體濃度；所述氣體濃度包括：甲烷濃度、一氧化碳濃度和氧氣濃度；

所述有害氣體危險程度確定模塊(22)，用于根據所述地下移動監測終端(2)所在位置范圍內不同方向的甲烷濃度、一氧化碳濃度和氧氣濃度平均值，預測所述地下移動監測終端(2)所在位置發生火災的危險程度和氣體中毒危險程度；

所述有害氣體危險源位置確定模塊(23)，用于根據所述地下移動監測終端(2)所在位置范圍內不同方向的甲烷濃度、一氧化碳濃度和氧氣濃度，確定有害氣體危險源相對所述地下移動監測終端(2)所在位置的方向；

所述第一危險報警模塊(24)，用于根據發生火災的危險程度和氣體中毒危險程度，發出第一危險報警信息；

所述逃離方向指示模塊(25)，用于根據有害氣體危險源相對所述地下移動監測終端(2)所在位置的方向，指示逃向安全區域或出口的方向；

所述位置監測模塊(26)，用于監測所述地下移動監測終端(2)所在位置的定位信息和方位信息；

所述選擇顯示模塊(27)，用于顯示所述地下移動監測終端(2)所在位置范圍內發生火災的危險程度和氣體中毒危險程度、有害氣體危險源相對所述地下移動監測終端(2)所在位置的方向、第一危險報警信息、逃向安全區域或出口的方向，或顯示整個煤礦井下區域內第二危險報警信息和逃離路線指示信息；

所述RFID讀寫模塊(28)，用于讀寫所述地下移動監測終端(2)攜帶者的身份信息；

所述求救模塊(29)，用于向所述地上監測服務器(3)發送求救信號；

所述地下移動監測終端(2)，用于移動監測煤礦井下區域內所述地下移動監測終端(2)所在位置范圍內的第二空氣質量數據，對第二空氣質量數據進行分析，確定所述地下移動監測終端(2)所在位置范圍內的有害氣體危險程度和有害氣體危險源位置，并發出第一危險報警信息和指示逃離方向；同時監測所述地下移動監測終端(2)所在位置的位置信息，并將位置信息上傳至所述地上監測服務器(3)；

所述地上監測服務器(3)，用于根據多個所述地下固定監測終端(1)所在位置范圍內帶位置信息和時間信息的第一空氣質量數據、溫濕度數據和頂壓數據，結合煤礦井下區域固有參數，確定整個煤礦井下區域內有害氣體危險源位置和不同范圍內的危險程度、透水危險源位置和不同范圍內的危險程度、頂壓危險源和不同范圍內的危險程度，并根據所述地下移動監測終端(2)所在位置的位置信息，向所述地下移動監測終端(2)發送第二危險報警信息和逃離路線指示信息；

所述地上監測服務器(3)包括：有害氣體危險確定模塊(31)、透水危險確定模塊(32)、頂壓危險確定模塊(33)、第二危險報警模塊(34)和逃離路線指示模塊(35)；

所述有害氣體危險確定模塊(31)，用于根據整個煤礦井下區域內甲烷濃度、一氧化碳濃度和氧氣濃度的分布，預測有害氣體危險源位置，并預測不同區域內發生火災的危險程度和氣體中毒危險程度；

所述透水危險確定模塊(32)，用于根據整個煤礦井下區域內地表溫濕度和空氣溫濕度的分布，預測透水危險源位置，并預測不同區域內發生透水的危險程度；

所述頂壓危險確定模塊(33)，用于根據整個煤礦井下區域內頂壓信息和頂壓圖像信息，預測頂壓危險源位置，并預測不同區域內發生頂壓災難的危險程度；

所述第二危險報警模塊(34)，用于根據不同區域內發生火災的危險程度和氣體中毒危險程度、不同區域內發生透水的危險程度、不同區域內發生頂壓災難的危險程度，發出第二危險報警信息；

所述逃離路線指示模塊(35)，用于根據不同區域內發生火災的危險程度和氣體中毒危險程度、不同區域內發生透水的危險程度、不同區域內發生頂壓災難的危險程度、所述地下移動監測終端(2)所在位置的位置信息，指示逃離安全區域或出口的路線。