[發(fā)明專利]一種煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測預警系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN110700887A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚軍;管米利;喬帆;甄梓越;馬宇靜;劉濤;陳莉
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學;賽爾網(wǎng)絡(luò)有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;H04L29/08
• 代理公司: 44489 深圳國海智峰知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王慶海;劉軍鋒

本發(fā)明涉及煤礦安全監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測預警系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括位于井下的信息采集模塊、位于井上的上位機模塊，建立信息采集模塊與上位機模塊通訊的網(wǎng)絡(luò)模塊，以及通過網(wǎng)絡(luò)模塊與上位機模塊通訊連接的云平臺；信息采集模塊包括若干基于6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)標準的采集節(jié)點，以及與采集節(jié)點連接的若干傳感器單元。本發(fā)明的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測預警系統(tǒng)，實現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)環(huán)境參數(shù)釆樣以獲得區(qū)域內(nèi)全局環(huán)境信息，實現(xiàn)對煤礦生產(chǎn)環(huán)境的實時準確監(jiān)測和預警，提高作業(yè)人員工作環(huán)境的安全性，保障作業(yè)人員的生命安全；同時，使用IPv6技術(shù)實現(xiàn)低功耗無線網(wǎng)絡(luò)信息傳輸，有效減少網(wǎng)絡(luò)搭建成本，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦安全監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測預警系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的煤礦安全監(jiān)測技術(shù)，所監(jiān)測的節(jié)點有限，不能對煤礦的實際生產(chǎn)環(huán)境全面監(jiān)測，同時由于礦井下惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，使監(jiān)測節(jié)點位置布置困難，煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)普遍采用的監(jiān)測系統(tǒng)存在井下采集信息缺失、傳輸速率緩慢、計算精度不高等問題。當前煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)存在的主要問題有：

(1)現(xiàn)有使用廣泛的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)通信普遍依靠電纜、光纖或是RS485串口線，在實際應用中這種傳輸方式很難適應煤礦井下環(huán)境多變的工作現(xiàn)場；

(2)煤礦井下生產(chǎn)條件惡劣對生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)存在一定的干擾，造成監(jiān)測到的信號在傳輸中常因為干擾信號而出現(xiàn)誤差，嚴重的時候會造成該傳感器無法正常工作，出現(xiàn)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)丟失，這會引起系統(tǒng)預警失效，可能造成嚴重事故；

(3)安全監(jiān)控系統(tǒng)信息處理技術(shù)落后，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理只是停留在原始數(shù)據(jù)的傳輸、存儲和顯示；

(4)傳統(tǒng)的對大規(guī)模數(shù)據(jù)處理大多采用的是分布式的高性能計算、網(wǎng)格計算等技術(shù)，需要消耗昂貴的計算資源，而且對于如何把大規(guī)模數(shù)據(jù)進行有效分割和任務分配都需要繁瑣的編程才能實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測預警系統(tǒng)及方法。

一種煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測預警系統(tǒng)，包括位于井下的信息采集模塊、位于井上的上位機模塊，建立信息采集模塊與上位機模塊通訊的網(wǎng)絡(luò)模塊，以及通過網(wǎng)絡(luò)模塊與上位機模塊通訊連接的云平臺，其中：

信息采集模塊包括若干基于6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)標準的采集節(jié)點，以及與采集節(jié)點連接的若干傳感器單元。

進一步的，網(wǎng)絡(luò)模塊包括網(wǎng)關(guān)單元以及路由器單元，信息采集模塊通過網(wǎng)關(guān)單元與上位機模塊通訊，云平臺依次通過路由器單元及網(wǎng)關(guān)單元與上位機模塊通訊連接。

進一步的，系統(tǒng)還包括手機模塊和PC模塊，上位機模塊依次通過網(wǎng)關(guān)單元及路由器單元與手機模塊和PC模塊通訊連接。

進一步的，系統(tǒng)還包括位于井下的報警模塊，上位機模塊通過網(wǎng)關(guān)單元與報警模塊通訊連接。

進一步的，傳感器單元包括溫度傳感器、粉塵傳感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、風速傳感器中的一個或多個。

進一步的，報警模塊包括信號燈和/或蜂鳴器。

進一步的，網(wǎng)關(guān)單元與路由器單元之間通過IPv4網(wǎng)絡(luò)通訊連接。

進一步的，上位機模塊與網(wǎng)關(guān)單元之間通過IPv4網(wǎng)絡(luò)通訊連接；手機模塊、PC模塊與路由器單元之間通過IPv4網(wǎng)絡(luò)通訊連接。

本發(fā)明的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測預警系統(tǒng)，實現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的甲烷、一氧化碳、粉塵、溫度和風速等環(huán)境參數(shù)釆樣以獲得區(qū)域內(nèi)全局環(huán)境信息，實現(xiàn)對煤礦生產(chǎn)環(huán)境的實時準確監(jiān)測和預警，提高作業(yè)人員工作環(huán)境的安全性，保障作業(yè)人員的生命安全；同時，使用IPv6技術(shù)實現(xiàn)低功耗無線網(wǎng)絡(luò)信息傳輸，有效減少網(wǎng)絡(luò)搭建成本，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性。