專利名稱：一種基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明屬于設施安全監(jiān)控領域，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)及方法。
背景技術：
隨著國家對煤礦安全的日益重視和監(jiān)管力度的不斷加強，各類煤礦已大量裝備了煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控裝置，煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控裝置的推廣應用大大改善了煤礦安全生產(chǎn)狀況。然而，現(xiàn)有煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控裝置中還缺少對監(jiān)控裝置自身進行監(jiān)控管理的手段，尤其是無法實現(xiàn)針對礦井人員個體安全進行監(jiān)控管理的問題。由此帶來監(jiān)控不徹底，從而埋下安全隱患；基于上述原因，有必要發(fā)明一種能針對礦井安全生產(chǎn)管理自動全面、實時監(jiān)控的系統(tǒng)。隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的提出，物與物之間的通信成為可能，并且隨著IPv6技術的不斷應用，為實現(xiàn)個體之間各種通信方式和通信內(nèi)容提供了機會。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)及方法。依據(jù)本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)，其包括設置于礦井外的監(jiān)控管理臺、設置于礦井下的一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)、以及設置于礦工安全帽上的個人監(jiān)控系統(tǒng)， 其特征在于所述監(jiān)控管理臺通過有線連接和無線連接兩種方式與設置于礦井下的一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)通信連接；所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)通過有線連接和無線連接方式連接所述監(jiān)控管理臺，并且有線連接和無線連接以互為備用方式的工作，在其中一種連接方式無法工作時自動切換到另一種連接方式；所述個人監(jiān)控系統(tǒng)以無線通信方式與設置于所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)的無線接入點進行通信，并且與所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)的無線接入點相互之間構成無線接力通信網(wǎng)絡，所述監(jiān)控管理平臺可以將所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)作為中繼節(jié)點與所述個人監(jiān)控系統(tǒng)進行通信；所述監(jiān)控管理平臺、所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)以及所述設置在礦工安全帽上的個人監(jiān)控系統(tǒng)均被分配了唯一的IPv6地址，從而相互之間實現(xiàn)基于TCP/IP協(xié)議的通信。根據(jù)本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括通過互聯(lián)網(wǎng)或公用移動通信網(wǎng)絡連接所述監(jiān)控管理臺的遠程監(jiān)控終端，用于遠程監(jiān)控礦井的工作狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)，其特征在于所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)測礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛?、井?nèi)水位、井內(nèi)溫濕度，并根據(jù)所述監(jiān)控管理臺的指示自動調(diào)整排水、排煙、排風系統(tǒng)的工作狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)，其特征在于所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)測礦井內(nèi)的井內(nèi)電力消耗以及井內(nèi)生產(chǎn)量情況，并上報所述監(jiān)控管理臺。根據(jù)本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)，其特征在于在所述監(jiān)控管理平臺、所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)以及所述設置在礦工安全帽上的個人監(jiān)控系統(tǒng)之間實現(xiàn)音頻、視頻或數(shù)據(jù)內(nèi)容的通信。根據(jù)本本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理方法，包括如下步驟在礦井外設置監(jiān)控管理臺；在礦井下設置一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)；在礦工安全帽上設置個人監(jiān)控系統(tǒng)；其特征在于所述監(jiān)控管理臺通過有線連接和無線連接兩種方式與設置于礦井下的一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)通信連接；所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)通過有線連接和無線連接方式連接所述監(jiān)控管理臺，并且有線連接和無線連接以互為備用方式的工作，在其中一種連接方式無法工作時自動切換到另一種連接方式；所述個人監(jiān)控系統(tǒng)以無線通信方式與設置于所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)的無線接入點進行通信，并且與所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)的無線接入點相互之間構成無線接力通信網(wǎng)絡，所述監(jiān)控管理平臺可以將所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)作為中繼節(jié)點與所述個人監(jiān)控系統(tǒng)進行通信；為所述監(jiān)控管理平臺、所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)以及所述設置在礦工安全帽上的個人監(jiān)控系統(tǒng)分別分配唯一的IPv6地址，從而相互之間實現(xiàn)基于TCP/IP協(xié)議的通信。根據(jù)本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理方法，其特征在于該方法還包括使用遠程監(jiān)控終端通過互聯(lián)網(wǎng)或公用移動通信網(wǎng)絡連接所述監(jiān)控管理臺，以便遠程監(jiān)控礦井的工作狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理方法，其特征在于由所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛?、井?nèi)水位、井內(nèi)溫濕度，并根據(jù)所述監(jiān)控管理臺的指示自動調(diào)整排水、排煙、排風系統(tǒng)的工作狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理方法，其特征在于由所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測礦井內(nèi)的井內(nèi)電力消耗以及井內(nèi)生產(chǎn)量情況，并上報所述監(jiān)控管理臺。根據(jù)本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理方法，其特征在于在所述監(jiān)控管理平臺、所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)以及所述設置在礦工安全帽上的個人監(jiān)控系統(tǒng)之間實現(xiàn)音頻、視頻或數(shù)據(jù)內(nèi)容的通信。本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)及方法能夠動態(tài)監(jiān)控礦井內(nèi)的排水、排風、排煙、瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測、井內(nèi)水位監(jiān)測、井內(nèi)溫濕度監(jiān)測、井內(nèi)電力消耗、井內(nèi)生產(chǎn)量檢測等信息，為礦井內(nèi)的設備設施的正常運行提供監(jiān)控手段，為生產(chǎn)量的控制提供監(jiān)控手段，為各類礦井事故提供診察依據(jù)，為礦井生產(chǎn)管理人員提供移動監(jiān)控手段，為井下人員搜救提供信號發(fā)射接受設備，解決了現(xiàn)有煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控裝置無法實現(xiàn)針對礦井人員個體安全進行全面、自動實時監(jiān)控管理的問題。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。圖I是根據(jù)本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)包括設置于礦井外的監(jiān)控管理臺，該監(jiān)控管理平臺通常是由礦井外監(jiān)控室內(nèi)局域網(wǎng)構成， 其例如包括監(jiān)控服務器、監(jiān)控顯示器、尋呼臺等；該監(jiān)控管理平臺與互聯(lián)網(wǎng)或公共移動通信網(wǎng)絡通信連接，從而可以實現(xiàn)與外部設備的通信。例如可以與礦井管理人員的個人終端 (例如手機)進行通信，從而可以實現(xiàn)監(jiān)控管理人員遠程監(jiān)控礦井內(nèi)的情況。、在礦井下面， 還設置了一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)，這些監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)需要的不同設置不同的監(jiān)控區(qū)，例如圖中顯示了 A區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)、B區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)和C區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)，但是不局限這樣的情況。所述監(jiān)控管理臺通過有線連接和無線連接兩種方式與設置于礦井下的一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)通信連接，并且有線連接和無線連接以互為備用方式的工作，在其中一種連接方式無法工作時自動切換到另一種連接方式，從而在礦難發(fā)生時能夠盡量保證通信的暢通，為搜救提供有力的保證。此外，各個區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)中的多個傳感器作為整個監(jiān)控網(wǎng)絡中的一個節(jié)點，同時也是作為定位系統(tǒng)中的參考值，通過與礦工安全帽上的個人監(jiān)控系統(tǒng)進行通信來定位礦工具體的位置，為救援隊員提供可靠的搜救信息。此外，在各個區(qū)的監(jiān)控系統(tǒng)中，可以設置各種傳感器監(jiān)控網(wǎng)絡，用于監(jiān)控用于監(jiān)測礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛?、井?nèi)水位、井內(nèi)溫濕度，并根據(jù)所述監(jiān)控管理臺的指示自動調(diào)整排水、排煙、排風系統(tǒng)的工作狀態(tài)。此外，本發(fā)明所述的一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)還用于監(jiān)測礦井內(nèi)的井內(nèi)電力消耗以及井內(nèi)生產(chǎn)量情況，并上報信息給所述監(jiān)控管理臺。本發(fā)明所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)管理監(jiān)控系統(tǒng)還包括礦工安全帽上的個人監(jiān)控系統(tǒng)，這些個人監(jiān)控系統(tǒng)以無線通信方式與設置于所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)的無線接入點進行通信，并且與所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)的無線接入點相互之間構成無線接力通信網(wǎng)絡，所述監(jiān)控管理平臺可以將所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)作為中繼節(jié)點與所述個人監(jiān)控系統(tǒng)進行通信；所述監(jiān)控管理平臺、所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)以及所述設置在礦工安全帽上的個人監(jiān)控系統(tǒng)均被分配了唯一的IPv6地址，從而相互之間實現(xiàn)基于TCP/IP協(xié)議的通信。本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)，能夠在于在所述監(jiān)控管理平臺、所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)以及所述設置在礦工安全帽上的個人監(jiān)控系統(tǒng)之間實現(xiàn)音頻、視頻或數(shù)據(jù)內(nèi)容的通信。為礦井安全生產(chǎn)管理提供全方位的監(jiān)控。本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)能夠動態(tài)監(jiān)控礦井內(nèi)的排水、 排風、排煙、瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測、井內(nèi)水位監(jiān)測、井內(nèi)溫濕度監(jiān)測、井內(nèi)電力消耗、井內(nèi)生產(chǎn)量檢測等信息，為礦井內(nèi)的設備設施的正常運行提供監(jiān)控手段，為生產(chǎn)量的控制提供監(jiān)控手段， 為各類礦井事故提供診察依據(jù)，為礦井生產(chǎn)管理人員提供移動監(jiān)控手段，為井下人員搜救提供信號發(fā)射接收設備，解決了現(xiàn)有煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控裝置無法實現(xiàn)針對礦井人員個體安全進行全面、自動實時監(jiān)控管理的問題以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)，包括設置于礦井外的監(jiān)控管理臺、 設置于礦井下的一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)、以及設置于礦工安全帽上的個人監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控管理臺通過有線連接和無線連接兩種方式與設置于礦井下的一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)通信連接；所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)通過有線連接和無線連接方式連接所述監(jiān)控管理臺，并且有線連接和無線連接以互為備用方式的工作，在其中一種連接方式無法工作時自動切換到另一種連接方式；所述個人監(jiān)控系統(tǒng)以無線通信方式與設置于所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)的無線接入點進行通信，并且與所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)的無線接入點相互之間構成無線接力通信網(wǎng)絡，所述監(jiān)控管理平臺可以將所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)作為中繼節(jié)點與所述個人監(jiān)控系統(tǒng)進行通信；所述監(jiān)控管理平臺、所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)以及所述設置在礦工安全帽上的個人監(jiān)控系統(tǒng)均被分配了唯一的IPv6地址，從而相互之間實現(xiàn)基于TCP/IP協(xié)議的通信。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括通過互聯(lián)網(wǎng)或公用移動通信網(wǎng)絡連接所述監(jiān)控管理臺的遠程監(jiān)控終端，用于遠程監(jiān)控礦井的工作狀態(tài)。
3.根據(jù)權利要求I所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)，其特征在于所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)測礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛?、井?nèi)水位、井內(nèi)溫濕度，并根據(jù)所述監(jiān)控管理臺的指示自動調(diào)整排水、排煙、排風系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
4.根據(jù)權利要求I所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)，其特征在于所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)測礦井內(nèi)的井內(nèi)電力消耗以及井內(nèi)生產(chǎn)量情況，并上報所述監(jiān)控管理臺。
5.根據(jù)權利要求I所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)，其特征在于在所述監(jiān)控管理平臺、所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)以及所述設置在礦工安全帽上的個人監(jiān)控系統(tǒng)之間實現(xiàn)音頻、視頻或數(shù)據(jù)內(nèi)容的通信。
6.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理方法，包括如下步驟在礦井外設置監(jiān)控管理臺；在礦井下設置一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)；在礦工安全帽上設置個人監(jiān)控系統(tǒng)；其特征在于所述監(jiān)控管理臺通過有線連接和無線連接兩種方式與設置于礦井下的一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)通信連接；所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)通過有線連接和無線連接方式連接所述監(jiān)控管理臺，并且有線連接和無線連接以互為備用方式的工作，在其中一種連接方式無法工作時自動切換到另一種連接方式；所述個人監(jiān)控系統(tǒng)以無線通信方式與設置于所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)的無線接入點進行通信，并且與所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)的無線接入點相互之間構成無線接力通信網(wǎng)絡，所述監(jiān)控管理平臺可以將所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)作為中繼節(jié)點與所述個人監(jiān)控系統(tǒng)進行通信；為所述監(jiān)控管理平臺、所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)以及所述設置在礦工安全帽上的個人監(jiān)控系統(tǒng)分別分配唯一的IPv6地址，從而相互之間實現(xiàn)基于TCP/IP協(xié)議的通信。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理方法，其特征在于該方法還包括使用遠程監(jiān)控終端通過互聯(lián)網(wǎng)或公用移動通信網(wǎng)絡連接所述監(jiān)控管理臺，以便遠程監(jiān)控礦井的工作狀態(tài)。
8.根據(jù)權利要求6所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理方法，其特征在于由所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛?、井?nèi)水位、井內(nèi)溫濕度，并根據(jù)所述監(jiān)控管理臺的指示自動調(diào)整排水、排煙、排風系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
9.根據(jù)權利要求6所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理方法，其特征在于由所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測礦井內(nèi)的井內(nèi)電力消耗以及井內(nèi)生產(chǎn)量情況，并上報所述監(jiān)控管理臺。
10.根據(jù)權利要求6所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理方法，其特征在于在所述監(jiān)控管理平臺、所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)以及所述設置在礦工安全帽上的個人監(jiān)控系統(tǒng)之間實現(xiàn)音頻、視頻或數(shù)據(jù)內(nèi)容的通信。
全文摘要
一種基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括設置于礦井外的監(jiān)控管理臺、設置于礦井下的一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)、以及設置于礦工安全帽上的個人監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述監(jiān)控管理臺通過有線連接和無線連接兩種相互備用方式與設置于礦井下的一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)通信連接；所述個人監(jiān)控系統(tǒng)以無線通信方式與設置于所述一個或多個監(jiān)控系統(tǒng)的無線接入點進行通信。本發(fā)明在監(jiān)控礦井下各種情況的同時，為井下人員搜救提供信號發(fā)射接收設備，解決了現(xiàn)有煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控裝置無法實現(xiàn)針對礦井人員個體安全進行全面、自動實時監(jiān)控管理的問題。
文檔編號H04L29/08GK102594853SQ20111017805
公開日2012年7月18日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權日2011年6月28日
發(fā)明者于佳輝 申請人:于佳輝