一种矿用井下融合系统及传感器技术方案

本实用新型专利技术提供了一种矿用井下融合系统及传感器，包括多功能融合分站、传感器、标识卡及广播终端；其中，传感器通过UWB模块与多功能融合分站的UWB模块实现UWB通讯，将采集到的监测数据上报给所述多功能融合分站；传感器通过UWB模块与所述多功能融合分站的UWB模块实现传感器的定位；标识卡通过UWB模块与所述多功能融合分站的UWB定位模块实现标识卡的定位；广播终端通过光纤连接所述多功能融合分站，实现应急广播。本实用新型专利技术融合了安全监控系统、人员定位系统以及应急广播系统，实现了传感器的精确定位以及采集数据的无线上报，无需人员在地图上进行标绘传感器的位置，同时减少了人工移动传感器的通信线缆带来的体力消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用井下融合系统及传感器
本技术涉及煤矿安全监测领域，特别涉及一种矿用井下融合系统及传感器。
技术介绍
根据国家煤矿安全规程规定，现有煤矿必须在井下安装安全监控系统、人员定位系统、语音广播系统等各种系统。由于不同系统的设备以及接口不同，各个系统容易存在独立运行的局面。为了解决这个局面，对井下融合系统的开发成了重中之重，目前现有的井下融合系统大多延用已有的安全监控系统构架，再融合其它两个系统。这种融合系统的网络拓扑中，分站到传感器之间均为RS485或CAN，分站与读卡器之间为CAN，读卡器与标识卡之间采用UWB，技术比较成熟、稳定，但是其缺点在于传感器移动时，要移动线缆，而且由于传感器中没有定位模块，无法对传感器实现精确定位，还需要在施工图中进行人工标绘。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种矿用井下融合系统及传感器，解决井下各系统间由于设备及接口不同导致融合困难，以及传感器移动不便和无法精确定位的问题。为实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种矿用井下融合系统，包括：多功能融合分站、传感器、标识卡及广播终端；其中，所述多功能融合分站包括处理器及至少两个UWB模块，所述UWB模块通过时分复用进行数据通信或定位；所述传感器包括UWB模块，所述传感器通过UWB模块与所述多功能融合分站的UWB模块通讯，将采集到的监测数据上报给所述多功能融合分站；所述传感器通过UWB模块与所述多功能融合分站的UWB模块实现传感器的定位；所述标识卡包括UWB模块，所述标识卡通过UWB模块与所述多功能融合分站的UWB模块实现标识卡的定位；所述广播终端通过光纤连接所述多功能融合分站，实现应急广播；所述处理器用于处理所述监测数据、所述传感器与所述标识卡的定位数据以及所述应急广播。进一步地，所述系统还包括：采集器；所述采集器包括处理器及至少一个UWB模块，所述UWB模块通过时分复用进行数据通信或定位；所述传感器通过UWB模块与所述采集器的UWB模块通讯，将采集到的监测数据上报给所述采集器；所述传感器通过UWB模块与所述采集器的UWB模块实现传感器的定位；所述采集器的处理器用于处理所述监测数据及所述传感器与所述标识卡的定位数据。进一步地，所述采集器及所述多功能融合分站还包括相对应的CAN总线接口；所述采集器与所述多功能融合分站通过CAN总线连接，所述采集器将所述监测数据及所述定位数据上报给所述多功能融合分站，实现所述多功能融合分站覆盖范围的增加。进一步地，所述多功能融合分站还包括定向天线，所述定向天线用于延长通信距离。进一步地，所述采集器还包括定向天线，所述定向天线用于延长通信距离。为实现上述目的，本技术还提供了一种传感器，包括：主控芯片、UWB模块、传感器探头及电源模块；所述UWB模块通过时分复用实现传感器与多功能融合分站的通信及自身的定位；所述传感器探头用于采集监测数据；所述主控芯片用于处理所述监测数据；所述电源模块用于给所述传感器供电。进一步地，所述传感器还包括声光模块，所述声光模块用于接收语音、发光、发声。进一步地，所述主控芯片采用STM32F451低功耗芯片，所述UWB模块采用DW1000芯片。本技术的有益效果如下：本技术提供了一种矿用井下融合系统及传感器，对现有的安全监控系统拓扑进行了颠覆设计，融合了安全监控系统、人员定位系统以及应急广播系统，可以实现系统间的联动。而且本技术优先采用了全无线网络进行安全监控系统、人员定位系统构建，实现传感器的自定位，无需人员在地图上进行标绘传感器的位置，能实现传感器的精确定位。同时本技术采用无线网络，实现了对传感器的采集数据的无线上报，减少了人工移动传感器的通信线缆带来的大量体力消耗。附图说明图1为本技术公开的矿用井下融合系统一种实施例的系统结构示意图。图2为本技术公开的矿用井下融合系统另一种实施例的系统结构示意图。图3为本技术公开的矿用井下融合系统的采集器的结构示意图。图4为本技术公开的传感器的结构示意图。图5为本技术公开的传感器的UWB模块通过时分复用实现通信及定位的示意图。具体实施方式此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。目前现有的矿用井下融合系统大多延用已有的安全监控系统构架，再融合其它两个系统，其缺点在于传感器移动时，要移动线缆，而且由于传感器中没有定位模块，无法对传感器实现精确定位，还需要在施工图中进行人工标绘。有鉴于此，本技术实施例提供了一种矿用井下融合系统，对现有的安全监控系统拓扑进行了颠覆设计，如图1及图2所示，本技术实施例的矿用井下融合系统具体包括：多功能融合分站、传感器、标识卡及广播终端；其中，所述多功能融合分站包括处理器及至少两个UWB模块，所述UWB模块通过时分复用进行数据通信或定位；所述传感器包括UWB模块，所述传感器通过UWB模块与所述多功能融合分站的UWB模块通讯，将采集到的监测数据上报给所述多功能融合分站；所述传感器通过UWB模块与所述多功能融合分站的UWB模块实现传感器的定位；所述标识卡包括UWB模块，所述标识卡通过UWB模块与所述多功能融合分站的UWB模块实现标识卡的定位；所述广播终端通过光纤连接所述多功能融合分站，实现应急广播；所述处理器用于处理所述监测数据、所述传感器与所述标识卡的定位数据以及所述应急广播。本技术实施例融合了安全监控系统、人员定位系统以及应急广播系统，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿用井下融合系统，其特征在于，包括：/n多功能融合分站、传感器、标识卡及广播终端；其中，/n所述多功能融合分站包括处理器及至少两个UWB模块，所述UWB模块通过时分复用进行数据通信或定位；/n所述传感器包括UWB模块，所述传感器通过UWB模块与所述多功能融合分站的UWB模块通讯，将采集到的监测数据上报给所述多功能融合分站；/n所述传感器通过UWB模块与所述多功能融合分站的UWB模块实现传感器的定位；/n所述标识卡包括UWB模块，所述标识卡通过UWB模块与所述多功能融合分站的UWB模块实现标识卡的定位；/n所述广播终端通过光纤连接所述多功能融合分站，实现应急广播；/n所述处理器用于处理所述监测数据、所述传感器与所述标识卡的定位数据以及所述应急广播。/n

【技术特征摘要】
1.一种矿用井下融合系统，其特征在于，包括：
多功能融合分站、传感器、标识卡及广播终端；其中，
所述多功能融合分站包括处理器及至少两个UWB模块，所述UWB模块通过时分复用进行数据通信或定位；
所述传感器包括UWB模块，所述传感器通过UWB模块与所述多功能融合分站的UWB模块通讯，将采集到的监测数据上报给所述多功能融合分站；
所述传感器通过UWB模块与所述多功能融合分站的UWB模块实现传感器的定位；
所述标识卡包括UWB模块，所述标识卡通过UWB模块与所述多功能融合分站的UWB模块实现标识卡的定位；
所述广播终端通过光纤连接所述多功能融合分站，实现应急广播；
所述处理器用于处理所述监测数据、所述传感器与所述标识卡的定位数据以及所述应急广播。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：采集器；
所述采集器包括处理器及至少一个UWB模块，所述UWB模块通过时分复用进行数据通信或定位；
所述传感器通过UWB模块与所述采集器的UWB模块通讯，将采集到的监测数据上报给所述采集器；
所述传感器通过UWB模块与所述采集器的UWB模块实现传感器的定位；
所述采集器的处理器用于处理所述监测数据及所述传感器与所述标识卡的定位数据。

【专利技术属性】
技术研发人员：田雨聪，石自辉，朱峰，朱兴宇，郭良，王松，尹振豫，梁金秀，厉磊，
申请(专利权)人：国电龙源电气有限公司，保定龙源电气有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11