[发明专利]矿工便携式安全仪

说明书

技术领域

本发明属于信息与自动化领域，具体涉及一种矿工便携式安全仪。

背景技术

矿井、隧道属于高危险作业环境，因此对这些环境进行远程数据监控，有利于井上或隧道外的指挥中心更好地掌握井下或隧道内的环境安全状况，配合井下或隧道内的现场人员采取措施，消除安全隐患。当已发生安全事故时，井上或隧道外如能掌握井下或隧道内的情况，有利于其采取救援措施。传统的地下数据采集系统，一般采用有线组网方式，可以有效地避免信号干扰问题，但由于地下环境复杂，该方式具有施工难度大、传输距离有限、布线困难、系统成本高、难维护、无法随时检查报警器的工作情况、当发生安全事故时无法提供准确的搜救信息等缺点。而如果采用无线电波，特别是中频和高频段的电波的方式又会受到复杂的电磁环境影响，尤其是受限的非自由空间，这就使得无线电波在传输过程中衰减非常大，在井深的地方或隧道深处，难以与井上或隧道外进行有效的联络。此外，传统的有线和无线方式只是对常规的温度、湿度、瓦斯等环境因子进行采集，并没有考虑到图象传输和语音通信功能，因而不能在危机时刻提供矿井工人的现场信息，且在无线传输方式中也未能解决传输信号减弱等问题

发明内容

本发明的目的在于克服传统地下数据采集系统有线组网方式施工难度大、系统成本高、难维护、无法随时检查报警器的工作情况、无法提供准确的搜救信息的缺陷，或是采用无线电波方式时，中频和高频段的电波受到复杂的电磁环境影响，无线电波在传输过程中衰减非常大的缺陷，提供一种由每一个矿工随身携带的安全仪，该安全仪与布置于井下的测定温度、湿度、瓦斯等的传感器结合，使井上或隧道外指挥中心可以随时了解井下或隧道内工人周围环境信息，并实现与现场语音和视频通信的一种装置。

本发明的目的是这样实现的：本矿工便携式安全仪，包括：

—单片机1，用于对所采集到的信息进行处理；

—存储电路2，与所述单片机1连接，用于实现大量数据的存储；

—数据采集电路3，与所述单片机1及温度、湿度、瓦斯等传感器连接，该数据采集电路3可以提供至少两个数字信号输入端、至少两个模拟电流信号输入端和两个模拟电压信号输入端，用于采集信息；

—语音编码电路4，与所述单片机1连接，用于实现语音编码和解码；

—无线射频模块5，该模块5采用工作于超高频段的无线射频芯片，与所述语音编码电路4连接，用于传输现场语音信息；

—电池6，该电池6为无线信号中继器提供稳定的电源；

—无线信号中继器7，与所述电池6连接，用于增加信号传输距离；

—耳麦8，与所述语音编码电路4连接，用于采集和接收语音信号；

—无线视频传输模块9，与所述单片机1连接，用于传输现场图像信息；

—电源模块10，该电源模块10为装置各部分电路提供稳定的电源；

—报警电路11，与所述单片机1连接，用于装置的报警；

—串口电路12，与所述单片机1连接，该串口电路12可以提供一个RS232端口，用于与PC机通讯；

—键盘电路13，与所述单片机1连接，用于采集器参数的设置和功能的操作；

—显示模块14，与所述单片机1连接，用于数据、报警和操作界面显示；

—具有一个控制面板、标准的信号输入端口的一个外壳，控制面板用于安装信号指示灯、键盘、显示器；标准的信号输入端口包括数字信号输入端口、模拟信号(电压和电流)输入端口、RS232端口和电源插口；装置电路板放在外壳中，端口在外壳一侧引出。

本矿工便携式安全仪的工作原理是：首先通过键盘电路13输入一些控制信息，比如采集周期、环境范围等，这些信息存储在存储电路2中，数据采集电路3采集到数据后，将其与相应的环境范围进行比较，当某一环境因子越界时，显示模块14会闪烁，并显示当前的越界信息；矿工与管理人员进行语音通讯，打开通话键，通过耳麦8、无线射频模块5和语音编码电路4来实现，其中耳麦8用于语音信息的收发，无线射频模块5用于完成语音信息的传输，语音编码电路4用来实现语音的编码和解码；在视频传输功能中，矿工首先通过菜单键选择视频传输功能，具体由无线视频传输模块5来实现。此外，为了保证信息的稳定传输，该装置采用了中继传输方式，由无线信号中继器7来实现。