【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及井下環境和人體生命監測，具體地涉及一種井下環境和人體生命監測方法及其系統、電子設備。
技術介紹
1、近年來我國煤炭開采技術發展迅速，其開采規模、深度都在持續增加。由于井下工作面長時間受到礦山壓力以及煤礦巖質條件的雙重作用，工作面頂板冒頂坍塌時常發生，對安全生產造成了不小的影響。一旦發生冒頂事故不僅對井下人員造成傷亡，而且會破壞采煤工作面，坍塌的石塊等雜物會造成巷道的阻塞，影響機器正常作業，對經濟造成一定的損失，并且無法預知井下人員的當前狀況以及生命體的存在，不能及時展開救援工作。若是事故處理不當，還會導致再次冒頂坍塌，對人員造成更大的傷亡，因此急需一種井下環境以及人體生命監測方案，用于探測井下環境以及一定范圍內存在的人員，有利于救援工作的展開。
2、目前對施救人員的搜救通常是采用由救援人員手持搜索設備進行人工搜索的方式，而人工搜索時移動緩慢，在搜索區域只能逐點排查，搜索效率十分低下、探測區域范圍小，且由于需要搜救人員進入，還容易產生二次危害，要實
3、現大范圍搜索救援的效率及成功率均較低，因此，急需一種通過救援機器人實現井下環境以及人體生命監測的方案，以實現更快的對幸存者進行搜救，并更全面、更安全的進行井下環境和人體生命監測。
4、因此，現有技術有待于進一步發展。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服上述技術不足，提供一種井下環境和人體生命監測方法及其系統、電子設備，以解決現有技術存在的問題。
2、為達到上述技術目
3、按第一監測周期獲取設置于救援機器人上的采集模塊采集的待測現場的井下環境信號和人體生命信號，解析信號得到井下環境數據和人體生命數據，根據井下環境數據和人體生命數據輸出有關于井下沖擊地壓危險等級和/或幸存者的生命體征異常程度和/或幸存者位置的報警信號，并通過uwb接收模塊將報警信號發送至井上救援人員的信息終端。
4、具體地，所述井下環境數據包括以下至少一種：
5、微震能量數據、震源位置數據、地音數據、氧氣濃度數據、二氧化碳濃度數據、甲烷濃度數據和環境溫度數據。
6、具體地，所述人體生命數據至少包括以下一種：
7、呼吸頻率數據、心率數據、幸存者位置數據、人體體溫數據和血氧飽和度數據。
8、具體地，所述微震能量數據和震源位置數據利用設置于救援機器人上的微震探頭和拾震器獲取，所述地音數據利用設置于救援機器人上的地音傳感器獲取，所述氧氣濃度數據利用設置于救援機器人上的氧氣傳感器獲取，所述二氧化碳濃度利用設置于救援機器人上的二氧化碳傳感器獲取，所述甲烷濃度數據利用設置于救援機器人上的甲烷傳感器獲取，所述環境溫度數據利用設置于救援機器人上的環境溫度數據獲取，所述呼吸頻率數據、心率數據、幸存者位置數據利用設置于救援機器人上的生命探測雷達獲取，所述人體體溫數據利用設置于救援機器人上的紅外熱成像儀獲取，所述血氧飽和度數據利用設置于救援機器人上的ppg設備獲取。
9、具體地，所述根據井下環境數據和人體生命數據輸出有關于井下沖擊地壓危險等級和/或幸存者的生命體征異常程度和/或幸存者位置的報警信號包括：
10、判斷呼吸頻率數據是否大于或等于第一預設閾值并判斷心率數據是否大于或等于第二預設閾值，若呼吸頻率數據大于或等于第一預設閾值或心率數據大于或等于第二預設閾值，判斷存在幸存者，利用設置于機器人上的定位裝置獲取機器人的定位數據，根據機器人的定位數據和幸存者位置數據生成救援路線并控制機器人沿救援路線向幸存者移動；判斷呼吸頻率數據是否小于第三預設閾值或心率數據是否小于第四預設閾值，若呼吸頻率數據小于第三預設閾值或心率數據小于第四預設閾值，輸出有關于幸存者體征嚴重異常的報警信號。
11、具體地，所述根據井下環境數據和人體生命數據輸出有關于井下沖擊地壓危險等級和/或幸存者的生命體征異常程度和/或幸存者位置的報警信號還包括：
12、根據機器人的定位數據和幸存者位置數據計算救援機器人與幸存者的距離，當機器人沿救援路線向幸存者移動時，判斷救援機器人與幸存者的距離是否小于或等于第五預設閾值，若是，判斷體溫數據是否大于或等于第六預設閾值并判斷血氧飽和度數據是否小于第七預設閾值，若體溫數據是否大于或等于第六預設閾值，輸出有關于幸存者體溫異常的報警信號，若血氧數據小于第七預設閾值，輸出有關于幸存者血氧異常的報警信號。
13、具體地，所述根據井下環境數據和人體生命數據輸出有關于井下沖擊地壓危險等級和/或幸存者的生命體征異常程度和/或幸存者位置的報警信號還包括：
14、判斷地音數據是否大于或等于第八預設閾值，若是，輸出有關于地音數據異常的預警信號并判斷低音數據是否大于或等于第九預設閾值，若低音數據大于或等于第九預設閾值，輸出有關于地音數據嚴重異常的報警信號。
15、具體地，所述根據井下環境數據和人體生命數據輸出有關于井下沖擊地壓危險等級和/或幸存者的生命體征異常程度和/或幸存者位置的報警信號還包括：
16、判斷微震能量數據是否大于或等于第十預設閾值，若否，輸出有關于無沖擊危險的信號；若微震能量數據大于或等于第十預設閾值，判斷微震能量數據是否大于或等于第十一預設閾值，若否，輸出有關于井下存在輕度沖擊危險的報警信號，若微震能量數據大于或等于第十一預設閾值，判斷微震能量數據是否大于或等于第十二預設閾值，若否，輸出有關于井下存在中度沖擊危險的報警信號，若微震能量數據大于或等于第十二預設閾值，輸出有關于井下存在高度沖擊危險的報警信號。
17、根據本專利技術的第二方面，提供了一種井下環境和人體生命監測系統，包括：
18、采集模塊，用于按第一監測周期獲取設置于救援機器人上的采集模塊采集的待測現場的井下環境信號和人體生命信號；
19、控制模塊，用于解析信號得到井下環境數據和人體生命數據，根據井下環境數據和人體生命數據輸出有關于井下沖擊地壓危險等級和/或幸存者的生命體征異常程度和/或幸存者位置的報警信號，并控制uwb收發模塊將報警信號發送至井上救援人員的信息終端；
20、uwb收發模塊，用于將報警信號發送至井上救援人員的信息終端。
21、根據本專利技術的第三方面，提供了一種電子設備，包括：
22、存儲器；以及處理器，所述存儲器上存儲有計算機可讀指令，所述計算機可讀指令被所述處理器執行時實現根據權利要求1至8中任意一項所述的井下環境和人體生命監測方法。
23、本專利技術的有益效果是：
24、本專利技術對于微震能量數據和地音數據綜合分析實時監測井下環境的變化，控制救援機器人自動判斷有無險情的發生，并可以判斷沖擊地壓危險等級，對于人體生命特征參數可監測到幸存者的存在并監測到幸存者的位置和幸存者的生命體征異常程度和各項生命體征參數，本專利技術的技術方案可對幸存者的血氧飽和度和體溫進行監測，自動監測數本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種井下環境和人體生命監測方法，其特征在于，按第一監測周期獲取設置于救援機器人上的采集模塊采集的待測現場的井下環境信號和人體生命信號，解析信號得到井下環境數據和人體生命數據，根據井下環境數據和人體生命數據輸出有關于井下沖擊地壓危險等級和/或幸存者的生命體征異常程度和/或幸存者位置的報警信號，并通過UWB接收模塊將報警信號發送至井上救援人員的信息終端。
2.根據權利要求1所述的井下環境和人體生命監測方法，其特征在于，所述井下環境數據包括以下至少一種：
3.根據權利要求2所述的井下環境和人體生命監測方法，其特征在于，所述人體生命數據至少包括以下一種：
4.根據權利要求3所述的井下環境和人體生命監測方法，其特征在于，?所述微震能量數據和震源位置數據利用設置于救援機器人上的微震探頭和拾震器獲取，所述地音數據利用設置于救援機器人上的地音傳感器獲取，所述氧氣濃度數據利用設置于救援機器人上的氧氣傳感器獲取，所述二氧化碳濃度利用設置于救援機器人上的二氧化碳傳感器獲取，所述甲烷濃度數據利用設置于救援機器人上的甲烷傳感器獲取，所述環境溫度數據利用設置于救援機器
5.根據權利要求3所述的井下環境和人體生命監測方法，其特征在于，所述根據井下環境數據和人體生命數據輸出有關于井下沖擊地壓危險等級和/或幸存者的生命體征異常程度和/或幸存者位置的報警信號包括：
6.根據權利要求5所述的井下環境和人體生命監測方法，其特征在于，所述根據井下環境數據和人體生命數據輸出有關于井下沖擊地壓危險等級和/或幸存者的生命體征異常程度和/或幸存者位置的報警信號還包括：
7.根據權利要求3所述的井下環境和人體生命監測方法，其特征在于，所述根據井下環境數據和人體生命數據輸出有關于井下沖擊地壓危險等級和/或幸存者的生命體征異常程度和/或幸存者位置的報警信號還包括：
8.根據權利要求7所述的井下環境和人體生命監測方法，其特征在于，所述根據井下環境數據和人體生命數據輸出有關于井下沖擊地壓危險等級和/或幸存者的生命體征異常程度和/或幸存者位置的報警信號還包括：
9.一種井下環境和人體生命監測系統，其特征在于，包括：
10.一種電子設備，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種井下環境和人體生命監測方法，其特征在于，按第一監測周期獲取設置于救援機器人上的采集模塊采集的待測現場的井下環境信號和人體生命信號，解析信號得到井下環境數據和人體生命數據，根據井下環境數據和人體生命數據輸出有關于井下沖擊地壓危險等級和/或幸存者的生命體征異常程度和/或幸存者位置的報警信號，并通過uwb接收模塊將報警信號發送至井上救援人員的信息終端。
2.根據權利要求1所述的井下環境和人體生命監測方法，其特征在于，所述井下環境數據包括以下至少一種：
3.根據權利要求2所述的井下環境和人體生命監測方法，其特征在于，所述人體生命數據至少包括以下一種：
4.根據權利要求3所述的井下環境和人體生命監測方法，其特征在于，?所述微震能量數據和震源位置數據利用設置于救援機器人上的微震探頭和拾震器獲取，所述地音數據利用設置于救援機器人上的地音傳感器獲取，所述氧氣濃度數據利用設置于救援機器人上的氧氣傳感器獲取，所述二氧化碳濃度利用設置于救援機器人上的二氧化碳傳感器獲取，所述甲烷濃度數據利用設置于救援機器人上的甲烷傳感器獲取，所述環境溫度數據利用設置于救援機器人上的環境溫度數據獲取，所述呼吸頻率數據、心率數據、幸存者位置數據利用設置于救援機器人...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王成龍，宋心宇，張迪，王浩霖，
申請(專利權)人：山東科技大學，
類型：發明
國別省市：
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