[发明专利]一种煤矿井下安全监控智能头盔

说明书

技术领域

本发明属于煤矿安全监控领域，更具体地，涉及一种煤矿井下安全监控智能头盔。

背景技术

随着我国经济的快速发展，能源需求越来越多，而煤炭依然是我国的主要能源供应，是国民民经济和社会发展的基础。然而煤矿历来是高危行业，煤矿安全在煤矿生产中占有特别重要的地位。近年来，我国煤矿安全生产工作取得了很大成就，但仍面临着严峻的安全生产形势。

目前，我国很多矿山生产现场还处于有线传感器接到一个终端进行检测和控制，不仅增加了成本而且不利于整体的检测和控制，有些地方由于环境因素无法铺设有线传感器和控制终端，因此容易出现监控盲点。所以大多的矿山生产现场需要一个无线的、移动性强、可靠性高、低功耗、实时性强的监控装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种煤矿井下实时安全监控的智能头盔，用以解决现有技术中煤矿井下实时安全监控的成本较高、检测及控制不便的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种煤矿井下实时安全监控的智能头盔，其特征在于，所述智能头盔包括数据采集模块、数据预处理模块、处理器模块、电源模块、ZigBee无线通信模块、Wifi无线通信模块、惯性导航模块、存储器模块、报警模块，其中：

所述数据采集模块通过所述数据预处理模块与所述处理器模块相连，所述数据采集模块用于对井下环境进行实时数据采集并将所述采集到的数据发送到数据预处理模块，所述数据预处理模块对所述采集到的数据进行预处理后发送给所述处理器模块；

所述电源模块与所述处理器模块相连，用于为所述智能头盔供电；

所述ZigBee无线通信模块与所述处理器模块相连，用于发送环境参数和人员位置信息；

所述Wifi无线通信模块与所述处理器模块相连，用于发送语音和视频数据；

所述惯性导航模块与所述处理器模块相连，用于辅助定位；

所述报警模块用于报警；

所述处理器模块用于控制和协同所述智能头盔中其他模块的工作。

具体的，所述数据采集模块包括温湿度传感器、瓦斯浓度传感器、风速传感器、烟雾传感器、煤尘传感器中的一种或多种，还包括语音传感器、CMOS摄像头；所述温湿度传感器、瓦斯浓度传感器、风速传感器、烟雾传感器、煤尘传感器等传感器用于采集煤矿井下各种环境参数，所述语音传感器用于井下人员跟地面的语音通信，所述CMOS摄像头用于采集矿井下的视频信息。

所述数据预处理模块把每个传感器采集到的数据进行预处理并将所述预处理后的数据发送到所述处理器模块，其中所述预处理包括AD转换或信号功率放大。

所述处理器模块负责控制整个传感器节点的操作，处理和分析本身节点采集的数据以及其他节点发来的数据，管理无线网络的接入、数据传输的路由选择，采用嵌入操作系统，并将ZigBee技术和WiFi技术嵌入无线网络控制器。

所述惯性导航模块包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计，根据惯性导航的自主性，用于辅助和补充无线网络的定位。

所述电源模块采用直流变压芯片将矿下便携式锂电池的电压转换为头盔每个模块所需的电压。

所述存储器模块为可拆卸的闪存存储器。

所述ZigBee无线通信模块用于发送环境参数和人员位置信息，所述处理器模块将温湿度传感器、瓦斯浓度传感器、风速传感器、烟雾传感器、煤尘传感器和惯性导航模块的数据打包，通过ZigBee无线传输模块发送出去。

所述WiFi无线通信模块用于发送语音和视频信息。

所述报警模块包括语音报警和灯光报警，如果所述处理器模块判断出所述环境参数超出预设阈值，所述处理器模块触发报警模块报警，否则不报警。

本发明所提供的煤矿井下实时安全监控的智能头盔，集环境监测、人员定位、视频监控、语音通信等功能于一体，实现了矿井参数无线采集、自动存储、判断和报警，实时跟踪井下人员的位置信息和井下环境的视频信息，实现了井下和地面的人性化语音互动。其中涉及了两种不同的无线通信方式：ZigBee和WiFi。ZigBee网络具有自组织和自调整特性，有良好的灵活性、可拓展性，而WiFi（Wireless Fidelity）则具有数据传输速率快，兼容性强，安全可靠。两种无线通信方式的有效结合满足了煤矿井下恶劣特殊的环境和保障数据的实时通信，因此保证煤矿井下安全监控的实时性和有效性，可以提高矿井安全系统数据传输性能和效率，为减少矿井事故的发生起到了很好的保障作用。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。