[发明专利]一种多功能安全监控装置

摘要

本发明公开了一种多功能安全监控装置，涉及物联网通信技术中的煤矿安全领域。本发明结合SAW RFID技术的特点及优势，与传统的基于电子标签的RFID系统相比，它可以快速精确地读取被测物体的ID信息和温度等信息，并且能在高温差、高湿度、强电磁干扰的环境下正常工作。多功能SAW标签由6个不同中心频率、压电基片、敏感薄膜的小标签组成，信号收发模块采用轮询方式，依次循环地与每个小标签进行通信，在很短时间内同时对ID、温度、压力、加速度、气体浓度、湿度6种参量进行实时动态监测，并在达到一定的危险值时，发出警告信号。真正地实现井下矿工人员定位、设备及工作环境多功能监测，为煤矿安全生产提供了更可靠的保障。

主权项

一种多功能安全监控装置，其特征在于包括：多功能表面声波传感器SAW标签(1)、信号发送/接受模块(2)、信号处理模块(3)、电源时钟模块(4)、显示模块(5)、报警模块(6)、外设接口模块(7)及上位机(8)；其中所述多功能表面声波传感器SAW标签(1)包括单通道表面声波传感器SAW(1‑1)及双通道表面声波传感器SAW(1‑2)；所述单通道表面声波传感器SAW(1‑1)包括天线、叉指换能器、压电基片及反射栅，双通道表面声波传感器SAW(1‑2)中，一个通道的SAW传播路径被选择性敏感薄膜覆盖用于测量，而另一通道未覆盖薄膜用于参考，两个振荡频率经差频输出，从而得到了对环境因素补偿后的频移响应；当天线接收到信号发送/接受模块(2)发送来的询问信号时，叉指换能器产生声表面波，所述压电基片使声表面波发生频偏，反射栅将发生频偏的声表面波反射回波信号给信号处理模块(3)进行解码；所述双通道表面声波传感器SAW(1‑2)包括天线、叉指换能器、选择性敏感薄膜、压电基片、反射栅、方向耦合器及混频器，当天线接收到信号发送/接受模块(2)发送来的询问信号时，叉指换能器产生声表面波，所述压电基片使声表面波发生频偏，选择性敏感薄膜对频偏值进行测量，并经过方向耦合器、混频器的补偿，反射栅将发生频偏的声表面波反射回波信号给信号处理模块(3)进行解码；所述电源时钟模块(4)分别与信号发送/接受模块(2)、信号处理模块(3)相连接并供电；所述信号处理模块(3)将解码后的信息通过显示模块(5)显示，当超过设定值时则通过报警模块(6)报警；所述信号处理模块(3)通过外设接口模块(7)与上位机(8)相连接；所述单通道表面声波传感器SAW(1‑1)包括ID标签、温度标签、压力标签、加速度标签；所述双通道表面声波传感器SAW(1‑2)包括气体浓度标签、湿度标签；所述多功能表面声波传感器SAW标签(1)根据测试量的区别可分为6个小模块，记为小标签1、2、3、4、5、6，分别用来监测ID、温度、压力、加速度、 气体浓度、湿度，每个小标签之间是隔离带，使其互不影响；小标签5、6采用双通道结构，小标签5用的是对某种气体敏感薄膜，小标签6用的是对湿度敏感薄膜，其他4个小标签采用单通道结构，用石英压电单晶作为压电基片，每种压电单晶的结构成分不同，使其分别对温度、压力、加速度物理参量敏感。