基于LoRa无线基站的矿用智能实时体征监护系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于LoRa无线基站的矿用智能实时体征监护系统，属于监护装置技术领域，包括采集设备，采集设备通过LoRa无线基站与云端服务器实现数据通讯，所述的云端服务器通过网络连接监控中心，监控中心通过网络与远程医疗服务中心实现数据通讯，LoRa无线基站包括LoRa无线基站网关和LoRa网络服务器，采集设备内置LoRa无线数传模块，LoRa无线数传模块通过LoRa无线传输技术与LoRa无线基站网关实现数据通讯，LoRa无线基站网关连接LoRa网络服务器，通过LoRa网络服务器将数据上传到云端服务器，通过本实用新型专利技术能够精确实时监测矿工身体健康指标，联合井上监控中心和远程医疗服务中心，全方位提升矿工安全生产保障水平。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于LoRa无线基站的矿用智能实时体征监护系统，属于监护装置

技术介绍
近几年，随着煤矿法律法规完善和安监系统升级，以及煤矿企业对矿山信息化的推广和对安全生产工作的落实，矿山安全事故明显降低，煤矿的安全状况不断趋好，矿山信息系统主要集中在生产、保障、安全、其他配套系统。虽然针对矿山安全保障有监测监控、人员定位、通讯联络、紧急避险、压风自救、供水施救系统等六大保障系统，但是矿工健康安全现状还存在一定问题：1)矿工健康与安全矿井工作是高危、耗时、重体力工作，开采过程有爆破、切割、凿岩、装载运输等环节，长期处在振动、高温、潮湿、粉尘、噪声的矿井环境中对矿工的身体和心理健康都有影响。像心血管和呼吸等疾病在矿工疾病中比例较高，这类疾病前期症状不明显，体检不易发现，但是如不及时治疗，极有可能发展成重病，严重危害矿工健康。另外，矿下工作对体能要求较高，有潜在健康风险的工人坚持工作不仅危害自我健康，也会给企业经济效益造成损害，甚至直接影响煤矿的安全。2)矿下3G网络与覆盖3G基站建设成本大，矿下巷道和地质复杂，存在网络覆盖或信号强度不足的问题，无法保障数据稳定传输，不利于人员精确监控，由于矿山开采的对象是分布于三维地理空问，无论是矿层、构造等地质实体，还是纵横交错的井下巷道系统，随着开采进程是不断变化着的，高成本的部署和完全信号覆盖问题凸显，有些设备仅需传输极少量的数据，且传输频次不高，为满足信号覆盖而部署高带宽的3G基站确实存在浪费。有些设备没有持续电力供应的条件，主要通过电池供电方式，若采用3G网络，功耗较大，则需频繁更换电池。低成本、远距离、搞可靠、低功耗的无线信号网络可以成为矿下3G网络外的有效补充。矿工是生产的主体，矿工的安全和健康对整个煤矿的运营至关重要。目前矿工随身监测设备仅有人员定位设备，缺少针对矿工身体的实时、在线、连续的监测预警装备。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于LoRa无线基站的矿用智能实时体征监护系统，能够精确实时监测矿工身体健康指标，联合井上监控中心和远程医疗服务中心，全方位提升矿工安全生产保障水平。本技术所述的基于LoRa无线基站的矿用智能实时体征监护系统，包括采集设备，采集设备通过LoRa无线基站与云端服务器实现数据通讯，云端服务器通过网络连接监控中心，监控中心通过网络与远程医疗服务中心实现数据通讯。根据矿井情况进行LoRa无线基站布点，矿工穿戴采集设备工作，采集设备实时采集矿工健康指标数据，将数据通过无线信号发射到LoRa无线基站，并通过LoRa无线基站上传到云端服务器，在云端服务器通过健康模型，对数据进行包括活动量、疲劳程度、身体负荷强度、心脏疾病风险等在内的分析，监控中心通过网络从云端服务器获取矿工实时数据和分析报告，当云端服务器监测出指标异常向矿工和监控中心发送提示，监控中心可将分析数据发送远程医疗服务中心，进行远程医生咨询，发现出问题，可及时通知矿工停止作业，进行休息或就医，避免造成工作事故或更大健康损伤。所述的LoRa无线基站包括LoRa无线基站网关和LoRa网络服务器，采集设备内置LoRa无线数传模块，LoRa无线数传模块通过LoRa无线传输技术与LoRa无线基站网关实现数据通讯，LoRa无线基站网关连接LoRa网络服务器，通过LoRa网络服务器将数据上传到云端服务器。LoRa无线基站是一种超长距低功耗数据传输技术，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少的特点，适合矿井下复杂空间结构内低带宽信号传输，可作为3G基站的补充。LoRa无线基站使用线性调频扩频调制技术，既保持了像FSK(频移键控)调制相同的低功耗特性，又明显地增加了通信距离，同时提高了网络效率并消除了干扰，即不同扩频序列的终端使用相同的频率同时发送也不会相互干扰，因此，在此基础上研发的集中器/网关能够并行接收并处理多个节点的数据，大大扩展了系统容量，线性扩频已在军事和空间通信领域使用了数十年，因为其可以实现长通信距离和干扰的鲁棒性，而LoRa无线基站是第一个用于商业用途的低成本技术，随着LoRa无线基站的引入，嵌入式无线通信领域的局面发生了彻底改变，这一技术改变了以往关于传输距离与功耗的折中考虑方式，提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量、低成本的通信系统。所述的监控中心包含实时监护模块和传输通信模块，实时监护模块用于获取实时数据和分析报告，实现矿工身体状况的远程监护，传输通信模块用于将分析数据通过网络发送至远程医疗服务中心，监控中心通过网络连接云端服务器，实时获取所有工作中的矿工数据，了解每个矿工负荷和监测每个人的身体异常信息，根据矿工身体情况安排工作，对矿工异常数据可通过网络咨询远程医疗服务中心医生，进行判断。所述的监控中心还通过传输通信模块与移动终端实现数据通讯，当云端服务器监测出异常，监控中心通过传输通信模块将异常信息以短信或者电话的形式发送至移动终端，以便及时通知矿工。所述的采集设备内设有心电图监测传感器、温度传感器、加速度传感器，心电图监测传感器用于检测人体的心电，温度传感器同于检测人体的体温，加速度传感器用于检测人体的运动情况，采集设备可实现心电、心率、体温、活动等身体指标数据采集，同时具备呼救和提醒功能。所述的移动终端为矿工随身携带的智能电子设备，包括手机或平板电脑。所述的传输通信模块为WIFI模块/3G模块/4G模块中的一种或多种，传输通信模块为现有技术中的无线通信模块。本技术与现有技术相比，具有如下有益效果：提供一种基于LoRa无线基站的矿用智能实时体征监护系统，能够精确实时监测矿工身体健康指标，联合井上监控中心和远程医疗服务中心，同时通过低成本、远距离LoRaWan无线网络布局，覆盖矿井，以矿工为监测点，全方位提升矿工安全生产保障水平，可广泛应用于矿井下矿工的监护。附图说明图1为本技术整体的连接示意图；图2为本技术中采集设备的原理框图；图3为本技术中云端服务器的原理框图；图4为本技术中监控中心的原理框图；图5为本技术中远程医疗服务中心的原理框图；具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明：实施例如图1-5所示，本技术所述的基于LoRa无线基站的矿用智能实时体征监护系统，包括采集设备，采集设备通过LoRa无线基站与云端服务器实现数据通讯，云端服务器通过网络连接监控中心，监控中心通过网络与远程医疗服务中心实现数据通讯。为了进一步说明上述实施例，LoRa无线基站包括LoRa无线基站网关和LoRa网络服务器，采集设备内置LoRa无线数传模块，LoRa无线数传模块通过LoRa无线传输技术与LoRa无线基站网关实现数据通讯，LoRa无线基站网关连接LoRa网络服务器，通过LoRa网络服务器数据上传到云端服务器。为了进一步说明上述实施例，监控中心包含实时监护模块和传输通信模块，实时监护模块用于获取实时数据和分析报告，实现矿工身体状况的远程监护，传输通信模块用于将分析数据通过网络发送至远程医疗服务中心。为了进一步说明上述实施例，监控中心还通过传输通信模块与移动终端实现数据通讯。为了进一步说明上述实施例，采集设备内设有心电图监测传感器、温度传感器、加速度传感器。为了进一步说明上述实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于LoRa无线基站的矿用智能实时体征监护系统，包括采集设备，其特征在于：所述的采集设备通过LoRa无线基站与云端服务器实现数据通讯，所述的云端服务器通过网络连接监控中心，监控中心通过网络与远程医疗服务中心实现数据通讯。

【技术特征摘要】
1.一种基于LoRa无线基站的矿用智能实时体征监护系统，包括采集设备，其特征在于：所述的采集设备通过LoRa无线基站与云端服务器实现数据通讯，所述的云端服务器通过网络连接监控中心，监控中心通过网络与远程医疗服务中心实现数据通讯。2.根据权利要求1所述的基于LoRa无线基站的矿用智能实时体征监护系统，其特征在于：所述的LoRa无线基站包括LoRa无线基站网关和LoRa网络服务器，采集设备内置LoRa无线数传模块，LoRa无线数传模块通过LoRa无线传输技术与LoRa无线基站网关实现数据通讯，LoRa无线基站网关连接LoRa网络服务器，通过LoRa网络服务器将数据上传到云端服务器。3.根据权利要求1所述的基于LoRa无线基站的矿用智能实时体征监护系统，其特征在于：所述的监控中心包含实时监控模块和传输通信模块，实时监...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈援非，颜井赞，彭芳芳，
申请(专利权)人：济宁中科大象医疗电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37