[实用新型]基于RFID和zigbee无线传感器网络的煤矿人员生命安全管理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤矿人员安全管理领域，具体地说，是一种基于RFID和zigbee无线传感器网络的煤矿人员生命安全管理系统。

背景技术

我国是煤炭生产和消费的大国，煤矿的安全生产一直备受关注。目前，由于国家对煤矿安全日益重视，监管力度不断加大，大中型煤矿均已大量装备了煤矿安全监控系统，在一定程度上遏制了重特大事故的发生。但是，由于缺乏对井下人员位置信息的监控，目前还普遍存在对井下人员管理困难，井上人员难以及时准确掌握井下人员的分布和作业的情况。实现入井人员的有效管理、检测、跟踪、定位对于煤矿的安全生产、调度指挥以及事故后的抢险救援都具有重要意义。

由于煤矿工业的特殊性，目前普遍存在下井人员管理困难，井上人员难以及时掌握井下人员的动态分布及作业情况，一旦事故发生，无法快速获知井下人员的生命迹象，缺乏可靠消息，耽搁救援时间，抢险救灾、安全救护的效率低下，效果不理想。并且煤矿地下工作环境声音嘈杂，即使出现意外进行声光报警，井下人员也很有可能无法听见或看见。

现有技术的缺点在于：传感器节点识别工作人员的速度不够快，检测范围小，传输信号稳定性不高，遇到险情时，无法及时了解井下员工的是否有生存迹象，找不到营救重点。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种传感器节点识别速度快，能够识别井下员工信号，随时检测环境温度和有毒气体浓度，遇险后定时检测井下员工体温情况的基于RFID和zigbee无线传感器网络的煤矿人员生命安全管理系统。

为达到上述目的，本实用新型所采用的具体技术方案如下：

一种基于RFID和zigbee无线传感器网络的煤矿人员生命安全管理系统，包括监控中心、矿井口终端设备、至少1个zigbee基站、至少2个传感器节点和至少一个人员节点；监控中心和矿井口终端设备通过无线方式交互信号，矿井口终端设备第三无线通讯模块的串口模块和zigbee基站的第四串口模块进行信号传输，zigbee基站的第四zigbee无线收发模块和传感器节点的第一zigbee无线收发模块进行无线信号传输，矿井口终端设备设置有第三无线通讯模块获取人员节点第二RFID模块通过天线发出的交互信号,每个传感器节点的第一RFID模块和每个人员节点的第二RFID模块通过天线交互信号，每个传感器节点均带有第一温度传感器和气体传感器；每个人员节点均带有第二降压模块和体温传感器。

监控中心对井下情况进行实时采集控制，矿井口终端设备进行控制操作，并接收井下各个传感器节点传输的信号，还可以进行人员考勤的功能，传感器节点可以采集人员经过的情况，以及采集温度，气体的信号。人员节点和传感器节点进行信号传递，有险情时，人员节点上的体温传感器开始定时检测体温。矿井口终端设备第三无线通讯模块的串口模块和zigbee基站的第四串口模块进行信号传输，矿井口终端设备和zigbee基站的信号传输主要是为了操作和接受传感器节点采集到的信号，zigbee基站的第四zigbee无线收发模块在矿井下组成传感器节点信息汇集点，矿井口终端设备设置有第三无线通讯模块获取人员节点第二RFID模块通过天线发出的交互信号,主要用作员工进矿的签到和考勤，每个传感器节点的第一RFID模块和每个人员节点的第二RFID模块通过天线交互信号，主要用于完成员工在每个传感器覆盖范围内的定位记录，报警信号传输，每个传感器节点上的第一温度传感器用于采集环境温度，气体传感器用于采集可燃和有害气体的含量；每个人员节点的第二降压模块用于为体温传感器和第二RFID模块供电，体温传感器用于在收到检测通知信号后，进行体温检测，回传信号告知井上工作人员，被测人员的体温。

更进一步的技术方案是人员节点包括第二微处理器，第二微处理器分别连有振动电机、第二存储器、第二RFID模块、体温传感器和第二降压模块。

振动电机用于发出振动警告，第二存储器用于储存数据资料，第二RFID模块用于和传感器节点、矿井口终端设备进行数据交换，体温传感器用于检测井下工作人员的体温，第二降压模块为第二微处理器、振动电机、第二存储器、第二RFID模块和体温传感器提供电力供给，提高第二RFID模块传输距离，和识别准确度。

更进一步的技术方案是人员节点还包括安全帽本体，安全帽本体上设有矿灯，矿灯的电源回路上连接有第二降压模块，电源通过第二降压模块分别为第二微处理器、振动电机、第二存储器、第二RFID模块和体温传感器供电。