煤礦井下傳感器定位報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種煤礦井下傳感器定位報(bào)警系統(tǒng)，所述定位報(bào)警系統(tǒng)主要包括礦井下傳感器、用于監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)裝置、監(jiān)控服務(wù)裝置和監(jiān)控終端，監(jiān)控服務(wù)裝置負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置，當(dāng)監(jiān)測(cè)到傳感器位置移動(dòng)滿足設(shè)定條件時(shí)，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。所述定位報(bào)警系統(tǒng)可有效防止人為的傳感器位置作弊，保證各傳感器能夠可靠有效的工作，防止煤炭生產(chǎn)過(guò)程中瓦斯超限引起的火災(zāi)、爆炸等事故的發(fā)生，有效保障煤礦安全生產(chǎn)。

Coal mine underground sensor positioning alarm system

The invention provides a mine sensor positioning alarm system, the positioning alarm system mainly includes mine, mine sensor for monitoring device, sensor location communication network, data storage service device, monitoring service device and monitoring terminal, monitoring service device responsible for monitoring mine under the sensor position, when monitoring the position of the mobile sensor meet the conditions set, an alarm signal is generated. The positioning alarm system can effectively prevent the sensor position artificially cheating, ensuring that each sensor can reliably work effectively, prevent fire and explosion accident caused by gas in the process of coal production occurred, effective protection of coal mine safety production.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
煤礦井下傳感器定位報(bào)警系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及一種煤礦井下傳感器定位報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)涉及無(wú)線電通信、井下安全監(jiān)控和定位技術(shù)等領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
煤礦安全監(jiān)控是遏制煤礦重特大事故發(fā)生的必要措施。《AQ1029-2016煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)儀器使用》等安全生產(chǎn)行業(yè)和煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中都已明確各類煤礦井下工作面及巷道中甲烷傳感器及風(fēng)速、風(fēng)向等傳感器的詳細(xì)安裝位置，還明確規(guī)定了各傳感器的限值與相應(yīng)的斷電閉鎖等自動(dòng)處理流程，防止煤炭生產(chǎn)過(guò)程中瓦斯超限引起的火災(zāi)、爆炸等事故的發(fā)生，有效保障了煤礦安全生產(chǎn)。然而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，部分井下工作人員為減少瓦斯超限斷電閉鎖對(duì)煤炭生產(chǎn)的影響，不按規(guī)定位置安裝或私自移動(dòng)傳感器，造成了瓦斯爆炸等重大事故隱患。目前的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)只能對(duì)傳感器的工作狀態(tài)及通信狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，無(wú)法監(jiān)控傳感器的實(shí)際位置。為防止人為的傳感器位置作弊，保證各傳感器能夠可靠有效的工作，需要一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下傳感器安裝位置，并能對(duì)傳感器位置作弊進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別與報(bào)警的系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了一種煤礦井下傳感器定位報(bào)警系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一種礦井下傳感器和至少一種用于監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置；系統(tǒng)存儲(chǔ)有與各傳感器設(shè)計(jì)安裝位置相關(guān)的至少一種位置數(shù)據(jù)及其允許誤差數(shù)據(jù)；系統(tǒng)監(jiān)測(cè)傳感器當(dāng)前位置數(shù)據(jù)，并將傳感器當(dāng)前位置數(shù)據(jù)與系統(tǒng)存儲(chǔ)的傳感器設(shè)計(jì)安裝位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)監(jiān)測(cè)到傳感器位置與設(shè)計(jì)安裝位置距離大于允許誤差時(shí)，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。1.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述用于監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置包括監(jiān)測(cè)絕對(duì)位置的裝置和監(jiān)測(cè)相對(duì)位置的裝置。2.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述用于監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置的安裝位置包括井下傳感器殼體內(nèi)。3.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述傳感器位置數(shù)據(jù)包括三維位置數(shù)據(jù)。4.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述傳感器位置數(shù)據(jù)包括二維位置數(shù)據(jù)。5.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述傳感器位置數(shù)據(jù)包括一維距離數(shù)據(jù)；所述一維距離數(shù)據(jù)包括沿巷道軸向的一維距離數(shù)據(jù)。6.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述傳感器位置數(shù)據(jù)包括經(jīng)度、緯度和高度數(shù)據(jù)。7.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述傳感器位置數(shù)據(jù)包括與參照物的距離數(shù)據(jù)。8.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置包括井下定位系統(tǒng)的定位終端設(shè)備。9.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置包括超聲波測(cè)距定位設(shè)備。10.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置包括激光測(cè)距定位設(shè)備。11.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置包括紅外測(cè)距定位設(shè)備。12.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置包括電子雷達(dá)定位設(shè)備。13.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置包括圖像監(jiān)測(cè)定位設(shè)備。14.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述系統(tǒng)還包括通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)裝置、監(jiān)控服務(wù)裝置和監(jiān)控終端；通信網(wǎng)絡(luò)用于傳輸數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)裝置用于存儲(chǔ)各傳感器設(shè)計(jì)安裝位置數(shù)據(jù)信息及其允許誤差數(shù)據(jù)；監(jiān)控服務(wù)裝置用于處理和監(jiān)測(cè)傳感器位置相關(guān)數(shù)據(jù)信息，當(dāng)處理結(jié)果滿足報(bào)警條件時(shí)向監(jiān)控終端發(fā)出報(bào)警信號(hào)；監(jiān)控終端用于傳感器位置和狀態(tài)顯示，具有聲光報(bào)警功能。15.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述系統(tǒng)使用至少一種測(cè)距設(shè)備采集傳感器與參照物的當(dāng)前距離數(shù)據(jù)，并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將傳感器與參照物的當(dāng)前距離數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控服務(wù)裝置，監(jiān)控服務(wù)裝置將傳感器與參照物的當(dāng)前距離數(shù)據(jù)與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)的傳感器與參照物的設(shè)計(jì)安裝距離數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)監(jiān)測(cè)到兩個(gè)距離數(shù)據(jù)的差的絕對(duì)值超過(guò)存儲(chǔ)的此傳感器的允許誤差數(shù)據(jù)時(shí)，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。16.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述系統(tǒng)使用至少一種監(jiān)測(cè)礦井下傳感器二維位置數(shù)據(jù)的裝置，監(jiān)控服務(wù)裝置通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)直接采集傳感器當(dāng)前二維位置數(shù)據(jù)，或采集與傳感器當(dāng)前位置相關(guān)的數(shù)據(jù)，由監(jiān)控服務(wù)裝置處理得到傳感器當(dāng)前二維位置數(shù)據(jù)；監(jiān)控服務(wù)裝置將當(dāng)前二維位置數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)裝置存儲(chǔ)的此傳感器設(shè)計(jì)安裝二維位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)監(jiān)測(cè)到當(dāng)前傳感器位置與設(shè)計(jì)安裝位置的距離大于存儲(chǔ)的此傳感器的允許誤差數(shù)據(jù)時(shí)，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。17.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述系統(tǒng)使用至少一種監(jiān)測(cè)礦井下傳感器三維位置數(shù)據(jù)的裝置，監(jiān)控服務(wù)裝置通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)直接采集傳感器當(dāng)前三維位置數(shù)據(jù)，或采集與傳感器當(dāng)前位置相關(guān)的數(shù)據(jù)，由監(jiān)控服務(wù)裝置處理得到傳感器當(dāng)前三維位置數(shù)據(jù)；監(jiān)控服務(wù)裝置將當(dāng)前三維位置數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)裝置存儲(chǔ)的此傳感器設(shè)計(jì)安裝三維位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)監(jiān)測(cè)到當(dāng)前傳感器位置與設(shè)計(jì)安裝位置的距離大于存儲(chǔ)的此傳感器的允許誤差數(shù)據(jù)時(shí)，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。18.所述定位報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述礦井下傳感器包括甲烷傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、煙霧傳感器、攝像機(jī)。下文更詳細(xì)地描述本專利技術(shù)的實(shí)施示例。附圖說(shuō)明圖1煤礦井下傳感器定位報(bào)警系統(tǒng)實(shí)施示例1的系統(tǒng)組成示意圖。圖2煤礦井下傳感器定位報(bào)警系統(tǒng)實(shí)施示例1的傳感器原理組成示意圖。圖3煤礦井下傳感器定位報(bào)警系統(tǒng)實(shí)施示例1的報(bào)警流程示意圖。圖4煤礦井下傳感器定位報(bào)警系統(tǒng)實(shí)施示例2的系統(tǒng)組成示意圖。圖5煤礦井下傳感器定位報(bào)警系統(tǒng)實(shí)施示例2的傳感器原理組成示意圖。圖6煤礦井下傳感器定位報(bào)警系統(tǒng)實(shí)施示例3的系統(tǒng)組成示意圖。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)所述定位報(bào)警系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置可采用TOA、TDOA、RSSI、AOA、圖像識(shí)別等定位技術(shù)進(jìn)行定位；可采用包括超聲波測(cè)距定位設(shè)備、激光測(cè)距定位設(shè)備、紅外測(cè)距定位設(shè)備、電子雷達(dá)定位設(shè)備、圖像識(shí)別定位設(shè)備等設(shè)備監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置；所述監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置一般集成于傳感器內(nèi)，電子雷達(dá)定位設(shè)備和圖像識(shí)別定位設(shè)備可獨(dú)立安裝，從外部監(jiān)測(cè)傳感器位置；所述的定位報(bào)警系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)可采用例如無(wú)線廣域網(wǎng)(WWAN)、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)等各種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)及有線網(wǎng)絡(luò)。圖1所示實(shí)施示例1為基于無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)和RSSI定位技術(shù)的煤礦井下傳感器定位報(bào)警系統(tǒng)，主要組成包括：1.監(jiān)控終端(101)，負(fù)責(zé)傳感器位置監(jiān)控、聲光報(bào)警和人機(jī)交互，生產(chǎn)管理人員可通過(guò)監(jiān)控終端訪問(wèn)監(jiān)控服務(wù)器和存儲(chǔ)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下傳感器及其它設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控；監(jiān)控終端具有傳感器設(shè)計(jì)安裝位置及傳感器數(shù)據(jù)顯示等查詢功能；生產(chǎn)管理人員也可通過(guò)監(jiān)控終端訪問(wèn)存儲(chǔ)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器及設(shè)計(jì)位置進(jìn)行添加、刪除、輸入、修改等操作；監(jiān)控終端具有地圖顯示功能，地理信息平臺(tái)可使用MapX地圖化組件,礦井地圖為巷道矢量地圖,地圖文件為MapInfo格式。2.存儲(chǔ)服務(wù)器(102)，為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)裝置，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)各傳感器設(shè)計(jì)安裝位置數(shù)據(jù)信息及其允許誤差數(shù)據(jù)，并為監(jiān)控服務(wù)器(103)和監(jiān)控終端(101)提供數(shù)據(jù)服務(wù)；存儲(chǔ)服務(wù)器也可存儲(chǔ)其它與傳感器相關(guān)的數(shù)據(jù)，如氣體傳感器采集的氣體濃度數(shù)據(jù)、煙霧傳感器(107)采集的煙霧狀態(tài)數(shù)據(jù)、風(fēng)速傳感器(108)采集的巷道風(fēng)速數(shù)據(jù)等。3.監(jiān)控服務(wù)器(103)，為監(jiān)控服務(wù)裝置，負(fù)責(zé)為監(jiān)控終端(101)提供傳感器位置數(shù)據(jù)和監(jiān)控報(bào)警數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)傳感器位置變化滿足設(shè)定條件時(shí)，向監(jiān)控終端發(fā)出報(bào)警數(shù)據(jù)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
煤礦井下傳感器定位報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括至少一種礦井下傳感器和至少一種用于監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置；系統(tǒng)存儲(chǔ)有與各傳感器設(shè)計(jì)安裝位置相關(guān)的至少一種位置數(shù)據(jù)及其允許誤差數(shù)據(jù)；系統(tǒng)監(jiān)測(cè)傳感器當(dāng)前位置數(shù)據(jù)，并將傳感器當(dāng)前位置數(shù)據(jù)與系統(tǒng)存儲(chǔ)的傳感器設(shè)計(jì)安裝位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)監(jiān)測(cè)到傳感器位置與設(shè)計(jì)安裝位置距離大于允許誤差時(shí)，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

【技術(shù)特征摘要】
1.煤礦井下傳感器定位報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括至少一種礦井下傳感器和至少一種用于監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置；系統(tǒng)存儲(chǔ)有與各傳感器設(shè)計(jì)安裝位置相關(guān)的至少一種位置數(shù)據(jù)及其允許誤差數(shù)據(jù)；系統(tǒng)監(jiān)測(cè)傳感器當(dāng)前位置數(shù)據(jù)，并將傳感器當(dāng)前位置數(shù)據(jù)與系統(tǒng)存儲(chǔ)的傳感器設(shè)計(jì)安裝位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)監(jiān)測(cè)到傳感器位置與設(shè)計(jì)安裝位置距離大于允許誤差時(shí)，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。2.如權(quán)利要求1所述的定位報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述用于監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置包括監(jiān)測(cè)絕對(duì)位置的裝置和監(jiān)測(cè)相對(duì)位置的裝置。3.如權(quán)利要求1所述的定位報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述用于監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置的安裝位置包括井下傳感器殼體內(nèi)。4.如權(quán)利要求1所述的定位報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述傳感器位置數(shù)據(jù)包括三維位置數(shù)據(jù)。5.如權(quán)利要求1所述的定位報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述傳感器位置數(shù)據(jù)包括二維位置數(shù)據(jù)。6.如權(quán)利要求1所述的定位報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述傳感器位置數(shù)據(jù)包括一維距離數(shù)據(jù)；所述一維距離數(shù)據(jù)包括沿巷道軸向的一維距離數(shù)據(jù)。7.如權(quán)利要求1所述的定位報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述傳感器位置數(shù)據(jù)包括經(jīng)度、緯度和高度數(shù)據(jù)。8.如權(quán)利要求1所述的定位報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述傳感器位置數(shù)據(jù)包括與參照物的距離數(shù)據(jù)。9.如權(quán)利要求1所述的定位報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置包括井下定位系統(tǒng)的定位終端設(shè)備。10.如權(quán)利要求1所述的定位報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置包括超聲波測(cè)距定位設(shè)備。11.如權(quán)利要求1所述的定位報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置包括激光測(cè)距定位設(shè)備。12.如權(quán)利要求1所述的定位報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置包括紅外測(cè)距定位設(shè)備。13.如權(quán)利要求1所述的定位報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置包括電子雷達(dá)定位設(shè)備。14.如權(quán)利要求1所述的定位報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述監(jiān)測(cè)礦井下傳感器位置的裝置包括圖像監(jiān)測(cè)定位設(shè)備。15.如權(quán)利要求1所述的定位報(bào)警系...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫繼平，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)北京，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京,11