本實(shí)用新型涉及一種貼身型煤礦環(huán)境參數(shù)檢測及人員定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，煤礦安全監(jiān)測領(lǐng)域的技術(shù)也獲得了空前的發(fā)展。煤礦環(huán)境檢測設(shè)備的發(fā)展趨勢也向著更智能化、更安全化、更便攜化的方向不斷變化。但是現(xiàn)今煤礦工人井下作業(yè)的危險(xiǎn)系數(shù)仍然居高不下，造成煤礦井下人身安全問題的主要因素是由于我國煤礦井下環(huán)境條件較為惡劣、地質(zhì)條件復(fù)雜，不斷變化的氣體環(huán)境會導(dǎo)致瓦斯爆炸、有毒氣體中毒以及通風(fēng)不良等人身安全問題。而這些安全問題與現(xiàn)有礦下安全監(jiān)測系統(tǒng)的不完善有直接緊密的聯(lián)系。

現(xiàn)有的礦井下環(huán)境監(jiān)測儀器主要是放置在煤礦巷道的固定位置，并且需要與大型的煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng)配套使用，檢測儀器不能隨礦工移動，這樣不能夠?qū)Νh(huán)境參數(shù)的動態(tài)變化起到及時(shí)有效的監(jiān)測，當(dāng)?shù)V工到達(dá)環(huán)境監(jiān)測儀監(jiān)測不到的地方時(shí)，就容易因?yàn)楸O(jiān)測遺漏導(dǎo)致人身安全受損。因此實(shí)時(shí)掌握礦工所處的環(huán)境信息和位置信息的動態(tài)變化，那么對于預(yù)防井下事故和發(fā)生事故后的救援都是有著重大意義的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種貼身型煤礦環(huán)境參數(shù)檢測及人員定位系統(tǒng)，用以解決上述問題，將Zigbee無線傳輸與RS485總線傳輸相結(jié)合應(yīng)用于煤礦井下進(jìn)行信息傳輸，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中含有一種礦工隨身攜帶的監(jiān)測儀。該儀器不僅能夠檢測礦井下的溫度、濕度和各類有毒氣體濃度等環(huán)境信息，還能夠?qū)ΦV工進(jìn)行井下定位，并且能夠?qū)z測到的信息實(shí)時(shí)地發(fā)送至礦井上的上位機(jī)進(jìn)行信息的檢測、存儲與分析。

上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種貼身型煤礦環(huán)境參數(shù)檢測及人員定位系統(tǒng)，其組成包括：RS485總線1，所述的RS485總線1連接各個(gè)協(xié)調(diào)器2，所述的協(xié)調(diào)器2設(shè)置在巷道內(nèi)，所述的巷道連接開采區(qū)，所述的開采區(qū)設(shè)置多個(gè)路由器3，所述的路由器3均配合監(jiān)測儀4使用，所述的監(jiān)測儀4設(shè)置在人員身上；

所述的RS485總線1連接上位機(jī)5。

2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種貼身型煤礦環(huán)境參數(shù)檢測及人員定位系統(tǒng)，所述的監(jiān)測儀4內(nèi)部設(shè)置有溫濕度傳感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣濃度傳感器、硫化氫傳感器、二氧化氮傳感器、二氧化硫傳感器與氨氣傳感器，所述的甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣濃度傳感器、硫化氫傳感器、二氧化氮傳感器、二氧化硫傳感器與氨氣傳感器均將信號傳遞給信號變換模塊，所述的信號變換模塊將信號傳遞給控制芯片U1，所述的控制芯片U1將信號傳遞給射頻前端U2、聲光報(bào)警與液晶顯示，所述的液晶顯示接收通過升壓變換電路后的電壓，所述的控制芯片U1接收按鍵控制；

所述的溫濕度傳感器直接將信號傳遞給控制芯片U1；

所述的升壓變換電路通過礦用電池供電，所述的礦用電池將電信號傳遞給降壓變換電路，所述的降壓變換電路將信號傳遞給信號變換模塊，所述的降壓變換電路將電信號傳遞給溫濕度傳感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣濃度傳感器、硫化氫傳感器、二氧化氮傳感器、二氧化硫傳感器與氨氣傳感器。

3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種貼身型煤礦環(huán)境參數(shù)檢測及人員定位系統(tǒng)，所述的控制芯片U1的型號為CC2431；

所述的射頻前端U2的型號為CC2591。

4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種貼身型煤礦環(huán)境參數(shù)檢測及人員定位系統(tǒng)，所述的控制芯片U1的24號引腳連接射頻前端U2的5號引腳與射頻前端U2的6號引腳；

所述的控制芯片U1的26號引腳串聯(lián)電阻R1后接地；

所述的控制芯片U1的27號引腳并聯(lián)控制芯片U1的28號引腳、控制芯片U1的29號引腳、控制芯片U1的30號引腳、控制芯片U1的31號引腳、電容C2的一端與電壓VDD端，所述電容C2的另一端接地；

所述的控制芯片U1的32號引腳并聯(lián)電感L1的一端與射頻前端U2的4號引腳；

所述的控制芯片U1的33號引腳連接射頻前端U2的3號引腳；

所述的控制芯片U1的34號引腳并聯(lián)電感L1的另一端與射頻前端U2的2號引腳；

所述的控制芯片U1的35號引腳并聯(lián)控制芯片U1的36號引腳、電容C1的一端與電壓VDD端，所述的電容C1的另一端接地；

所述的控制芯片U1的43號引腳并聯(lián)晶振XTAL1的一端與電容C14的一端，所述的控制芯片U1的44號引腳并聯(lián)晶振XTAL1的另一端與電容C13的一端，所述的電容C13的另一端與電容C14的另一端均接地；

所述的控制芯片U1的19號引腳并聯(lián)晶振XTAL2的一端與電容C15的一端，所述的控制芯片U1的21號引腳并聯(lián)晶振XTAL2的另一端與電容C16的一端，所述的電容C15的另一端與電容C16的另一端均接地；

所述的控制芯片U1的48號引腳連接射頻前端U2的7號引腳；

所述的射頻前端U2的1號引腳并聯(lián)電容C3的一端、電容C4的一端、電容C5的一端、射頻前端U2的16號引腳與電壓VCC端，所述電容C3的另一端、電容C4的另一端與電容C5的另一端均接地；

所述的射頻前端U2的8號引腳接地；

所述的射頻前端U2的9號引腳、射頻前端U2的12號引腳與射頻前端U2的14號引腳并聯(lián)后接地；

所述的射頻前端U2的10號引腳并聯(lián)電容C8的一端與電容C9的一端，所述的電容C8的另一端與電容C9的另一端分別接地；

所述的射頻前端U2的11號引腳串聯(lián)電容C10后并聯(lián)電容C11的一端與電感L2的一端，所述的電感L2的另一端連接電容C12的一端、電感L3的一端與天線的一端，所述的電容C11的另一端、電容C12的另一端與電感L3的另一端分別接地；

所述的射頻前端U2的13號引腳并聯(lián)電容C6的一端、電容C7的一端與電壓VCC端，所述的電容C6的另一端與電容C7的另一端分別接地；

所述的射頻前端U2的15號引腳串聯(lián)電阻R2后接地。

有益效果：

1.本實(shí)用新型將無線傳輸方式與有線傳輸方式相結(jié)合，該種方法既避免了礦井下全部采用有線傳輸方式所帶來的布線困難和不安全的隱患，也避免了全部采用無線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)數(shù)據(jù)丟失和成本過高的缺點(diǎn)。

2.本實(shí)用新型不僅能夠?qū)⒌V井下多個(gè)環(huán)境參數(shù)傳輸?shù)降V井上上位機(jī)上進(jìn)行信息的檢測、分析及預(yù)警，更能實(shí)時(shí)地為井下作業(yè)的礦工進(jìn)行聲光報(bào)警提示，準(zhǔn)確有效，可以及時(shí)地避免災(zāi)難事故以及對人體造成的傷害。另外，本系統(tǒng)采用的是硬件引擎定位原理，具有速度快、定位精度高、占用較小的處理器時(shí)間，一旦出現(xiàn)煤礦安全事故，礦井上的人員可以迅速將礦工位置進(jìn)行定位，便于營救。

3.本實(shí)用新型的中礦工貼身攜帶的監(jiān)測儀，除了能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度、甲烷這些現(xiàn)有礦井下儀器常規(guī)檢測的參數(shù)外，還能對礦井下存在的其他不同種類的氣體進(jìn)行檢測。當(dāng)這些氣體濃度異常時(shí)也會對人體造成不同程度的傷害，例如一氧化碳濃度過高，或二氧化碳濃度增加氧氣濃度的降低，會導(dǎo)致人體缺氧、神志不清，氨氣、二氧化氮、二氧化硫這些參數(shù)濃度異常會刺激人體的呼吸道以及眼睛等器官，因此也有必要對這些環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，所以該監(jiān)測儀實(shí)現(xiàn)了對礦井下復(fù)雜環(huán)境參數(shù)的全方面監(jiān)測。

4.本實(shí)用新型的攜帶方便，簡單實(shí)用，檢測全面，能夠有效防止有害氣體濃度過高而造成的煤礦災(zāi)害。

附圖說明：

附圖1是本實(shí)用新型的井下布置示意圖。

附圖2是本實(shí)用新型的節(jié)點(diǎn)信號流程圖。

附圖3是本實(shí)用新型的控制芯片U1與射頻前端U2的接口電路。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1

一種貼身型煤礦環(huán)境參數(shù)檢測及人員定位系統(tǒng)，其組成包括：RS485總線1，所述的RS485總線1連接各個(gè)協(xié)調(diào)器2，所述的協(xié)調(diào)器2設(shè)置在巷道內(nèi)，所述的巷道連接開采區(qū)，所述的開采區(qū)設(shè)置多個(gè)路由器3，所述的路由器3均配合監(jiān)測儀4使用，所述的監(jiān)測儀4設(shè)置在人員身上；

所述的RS485總線1連接上位機(jī)5。

實(shí)施例2

實(shí)施例1所述的一種貼身型煤礦環(huán)境參數(shù)檢測及人員定位系統(tǒng)，所述的監(jiān)測儀4內(nèi)部設(shè)置有溫濕度傳感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣濃度傳感器、硫化氫傳感器、二氧化氮傳感器、二氧化硫傳感器與氨氣傳感器，所述的甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣濃度傳感器、硫化氫傳感器、二氧化氮傳感器、二氧化硫傳感器與氨氣傳感器均將信號傳遞給信號變換模塊，所述的信號變換模塊將信號傳遞給控制芯片U1，所述的控制芯片U1將信號傳遞給射頻前端U2、聲光報(bào)警與液晶顯示，所述的液晶顯示接收通過升壓變換電路后的電壓，所述的控制芯片U1接收按鍵控制；

所述的溫濕度傳感器直接將信號傳遞給控制芯片U1；

所述的升壓變換電路通過礦用電池供電，所述的礦用電池將電信號傳遞給降壓變換電路，所述的降壓變換電路將信號傳遞給信號變換模塊，所述的降壓變換電路將電信號傳遞給溫濕度傳感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣濃度傳感器、硫化氫傳感器、二氧化氮傳感器、二氧化硫傳感器與氨氣傳感器。

實(shí)施例3

實(shí)施例2所述的一種貼身型煤礦環(huán)境參數(shù)檢測及人員定位系統(tǒng)，2所述的一種貼身型煤礦環(huán)境參數(shù)檢測及人員定位系統(tǒng)，所述的控制芯片U1的型號為CC2431；

所述的射頻前端U2的型號為CC2591。

實(shí)施例4

實(shí)施例2或3所述的一種貼身型煤礦環(huán)境參數(shù)檢測及人員定位系統(tǒng)，所述的控制芯片U1的24號引腳連接射頻前端U2的5號引腳與射頻前端U2的6號引腳；

所述的控制芯片U1的26號引腳串聯(lián)電阻R1后接地；

所述的控制芯片U1的27號引腳并聯(lián)控制芯片U1的28號引腳、控制芯片U1的29號引腳、控制芯片U1的30號引腳、控制芯片U1的31號引腳、電容C2的一端與電壓VDD端，所述電容C2的另一端接地；

所述的控制芯片U1的32號引腳并聯(lián)電感L1的一端與射頻前端U2的4號引腳；

所述的控制芯片U1的33號引腳連接射頻前端U2的3號引腳；

所述的控制芯片U1的34號引腳并聯(lián)電感L1的另一端與射頻前端U2的2號引腳；

所述的控制芯片U1的35號引腳并聯(lián)控制芯片U1的36號引腳、電容C1的一端與電壓VDD端，所述的電容C1的另一端接地；

所述的控制芯片U1的43號引腳并聯(lián)晶振XTAL1的一端與電容C14的一端，所述的控制芯片U1的44號引腳并聯(lián)晶振XTAL1的另一端與電容C13的一端，所述的電容C13的另一端與電容C14的另一端均接地；

所述的控制芯片U1的19號引腳并聯(lián)晶振XTAL2的一端與電容C15的一端，所述的控制芯片U1的21號引腳并聯(lián)晶振XTAL2的另一端與電容C16的一端，所述的電容C15的另一端與電容C16的另一端均接地；

所述的控制芯片U1的48號引腳連接射頻前端U2的7號引腳；

所述的射頻前端U2的1號引腳并聯(lián)電容C3的一端、電容C4的一端、電容C5的一端、射頻前端U2的16號引腳與電壓VCC端，所述電容C3的另一端、電容C4的另一端與電容C5的另一端均接地；

所述的射頻前端U2的8號引腳接地；

所述的射頻前端U2的9號引腳、射頻前端U2的12號引腳與射頻前端U2的14號引腳并聯(lián)后接地；

所述的射頻前端U2的10號引腳并聯(lián)電容C8的一端與電容C9的一端，所述的電容C8的另一端與電容C9的另一端分別接地；

所述的射頻前端U2的11號引腳串聯(lián)電容C10后并聯(lián)電容C11的一端與電感L2的一端，所述的電感L2的另一端連接電容C12的一端、電感L3的一端與天線的一端，所述的電容C11的另一端、電容C12的另一端與電感L3的另一端分別接地；

所述的射頻前端U2的13號引腳并聯(lián)電容C6的一端、電容C7的一端與電壓VCC端，所述的電容C6的另一端與電容C7的另一端分別接地；

所述的射頻前端U2的15號引腳串聯(lián)電阻R2后接地。

當(dāng)然，上述說明并非是對本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。