一种基于多传感器融合的井下终端智能安全头盔制造技术

本发明专利技术具体涉及一种基于多传感器融合的井下终端智能安全头盔，属于头盔技术领域，包括头盔本体，设置在本体上的照明模块、智能处理器模块、声光报警模块、数据存储模块、通风散热模块、电源模块、头盔显示器模块、图像采集模块，并在所述头盔周向外沿及人体皮肤上设有多个传感器，传感器对井下环境及作业人员生命体征健康信息实时采集，智能处理器模块将信息送至其它模块进行存储、显示及作业人员健康评估，设置在头盔顶部的报警灯对传感器采集到的不同危险信息闪烁不同次数和频率来进行井下报警，井下固定相机对报警灯闪烁进行视频采集并将视频传输到井上指挥中心进行处理及井上报警，进而为井下作业人员生命安全和矿井安全生产提供有力的保障。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多传感器融合的井下终端智能安全头盔
本专利技术属于井下头盔
，具体涉及一种基于多传感器融合的井下终端智能安全头盔。
技术介绍
随着煤炭技术的发展，煤矿开采量的不断增加，保证井下工作人员的安全是不可忽视的。那么，对井下各种环境条件进行监测就能够有效预防井下事故的发生。现有的头盔设备多存在如下缺点：普通头盔只有保护和照明功能，无法应对井下复杂的环境；智能头盔只采用了少量的传感器，无法对井下复杂环境以及生命体征健康信息进行全方位的监测，而且由于井下经常存在易燃易爆气体，这些智能头盔采用无线通信的方式向井上传输信息，给井下井下作业人员的生命安全带来威胁。随着工业生产中信息化、智能化要求越来越高，现有矿用头盔已不能满足工作需求，急需一种能够对井下复杂环境以及作业人员生命体征健康信息进行全方位监测的智能头盔，实现现场图像采集，环境及生命体征健康信息实时显示、作业人员健康评估、危险报警等功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够对井下复杂环境及作业人员生命体征健康信息进行全方位监测，并且能够实现井下现场图像采集，环境及作业人员生命体征健康信息实时显示、存储、作业人员健康评估、危险报警等功能的多传感器融合的井下终端智能安全头盔。本专利技术采用以下技术方案：提供一种基于多传感器融合的井下终端智能安全头盔，包括头盔本体，设置在头盔本体上的照明模块、智能处理模块、声光报警模块、数据存储模块、通风散热模块、电源模块、头盔显示器模块、图像采集模块，以及在头盔周向外沿以及人体皮肤上设置的多个传感器；<br>所述传感器包括热效式瓦斯传感器、固体电解质气体传感器、柔性体温温度传感器、柔性温度传感器、柔性湿度传感器、电化学传感器、速度传感器、柔性粉尘传感器、噪声传感器、光线传感器、柔性压力传感器、柔性脑波传感器构成；所述热效式瓦斯传感器、固体电解质气体传感器、柔性体温温度传感器、柔性温度传感器、温度传感器、柔性湿度传感器、电化学传感器、柔性粉尘传感器、噪声传感器、柔性压力传感器、柔性脑波传感器将采集的井下环境以及作业人员生命体征健康信息通过有线连接的方式发送给智能处理器模块进行危险信息报警编码、数据融合评估、识别处理，智能处理器模块根据处理后的危险信息向所述报警灯发送闪烁信号指令，井下固定摄像机将采集到的报警灯闪烁以及井下作业人员工作状态视频通过有线传输发送到井上指挥中心，井上指挥中心对所接收到的视频进行解码、视频关键帧提取、报警分类处理以及井上报警。进一步地，所述数据存储模块、智能处理器模块、电源模块、通风散热模块设置在所述头盔两侧，所述声光报警模块设置在所述头盔的顶部和两端下侧，所述头盔显示器模块设置在所述头盔本体前部作业人员眼睛前方位置，所述照明模块和图像采集模块设置在头盔正前方同一位置处，所述智能处理器模块设置在头盔右侧下方。进一步地，所述智能处理器模块接收并处理传感器发送的信号，然后向照明模块、声光报警模块、数据存储模块、通风散热模块、头盔显示器模块发送指令信号。进一步地，所述数据存储模块的数据输入端与智能处理模块的数据输出端连接，所述智能处理器模块处理图像采集模块、热效式瓦斯传感器、固体电解质气体传感器、柔性温度传感器、温度传感器、柔性湿度传感器、电化学传感器、速度传感器、柔性粉尘传感器、噪声传感器、光线传感器、柔性压力传感器、柔性脑波传感器采集的井下环境及作业人员生命体征健康信息，并以有线连接的方式将处理后的井下环境及作业人员生命体征健康信息发送到数据存储模块进行存储。进一步地，所述电源模块的信号输出端与智能处理器模块的信号输入端相连接，电源模块的电源输入端与智能处理器模块的电源输出端连接，所述电源模块通过电源启停按钮对智能处理器模块进行供电和断电，同时，头盔显示器模块实时显示电源模块的电量信息，并及时提示井下作业人员电量使用情况。进一步地，所述头盔显示器模块的信号输入端与智能处理器模块的信号输出端连接，头盔显示器的电源输入端与智能处理器模块的电源输出端连接，所述头盔显示器对热效式瓦斯传感器、固体电解质气体传感器、柔性体温温度传感器、柔性湿度传感器、电化学传感器、柔性粉尘传感器、噪声传感器、柔性温度传感器、速度传感器、柔性压力传感器、柔性脑波传感器采集到的数据进行实时显示，并及时提示井下作业人员出现危险信息。进一步地，所述图像采集模块的电源输入端与智能处理器的电源输出端连接，图像采集模块的数据输入端和智能处理器模块的数据输出端连接，所述图像采集模块通过头盔右端智能处理器模块处的启动按钮指令自动采集井下环境图像。进一步地，所述通风散热模块包括无叶变频通风散热风扇、温度传感器和通风散热气孔，所述通风散热模块的电源输入端与智能处理器模块的电源输出端连接，所述无叶变频通风散热风扇，通风散热气孔与外界环境相通，温度传感器的信号输出端与智能处理器模块的信号输入端连接，无叶变频通风散热风扇对智能处理器模块进行通风散热，温度传感器监测所述智能处理器模块的运行温度并反馈给智能处理器模块，智能处理器模块根据温度传感器反馈的温度信号来调节无叶变频通风散热风扇风力的大小，同时头盔显示器模块实时显示智能处理器模块的运行温度信息。进一步地，所述照明模块包括照明灯和光线传感器，所述照明模块的信号输出端与智能处理器模块的信号输入端连接，智能处理器模块的电源输出端与照明模块的电源输入端连接，所述光线传感器根据外界环境光线强弱来调节照明灯的亮度。进一步地，所述声光报警模块还包括危险报警灯和耳麦，声光报警模块的电源输入端与智能处理器的电源输出端连接，声光报警模块的信号输入端与智能处理器的信号输出端连接。当热效式瓦斯传感器、固体电解质气体传感器、柔性体温温度传感器、温度传感器、柔性湿度传感器、电化学传感器、柔性粉尘传感器、噪声传感器、柔性温度传感器、柔性压力传感器、柔性脑波传感器采集到的井下环境及作业人员生命体征健康信息超过阈值时，所述智能处理模块将采集到的阈值信息转化成语音信息，并通过耳麦对井下作业人员进行实时语音危险提示；同时智能处理器模块对热效式瓦斯传感器、固体电解质气体传感器、柔性体温温度传感器、柔性湿度传感器、电化学传感器、柔性粉尘传感器、噪声传感器、柔性温度传感器、柔性压力传感器、柔性脑波传感器采集的危险信号进行危险信息编码、识别以及处理，然后向报警灯发送报警指令，报警灯根据指令闪烁不同次数和频率。进一步地，所述柔性体温温度传感器贴附在井下作业人员皮肤上，柔性体温温度传感器的信号输出端与智能处理器模块的信号输入端相连接，所述柔性体温温度传感器用来监测井下作业人员的体温。进一步地，所述柔性压力传感器贴附在井下作业人员左右手脉搏处，柔性压力传感器的信号输出端与智能处理器模块的信号输入端连接，柔性压力传感器用来监测井下作业人员的心跳速率。进一步地，所述柔性温度传感器贴附在头盔正后下方凹槽内，柔性温度传感器的信号输出端与智能处理器模块的信号输入端连接，柔性温度传感器用来监测井下工作环境温度。进一步地，所述柔性湿度传感器贴附在头盔正后方凹槽内，柔性湿度传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多传感器融合的井下终端智能安全头盔，其特征在于，所述头盔由头盔本体，照明模块（1）、智能处理器模块（4）、声光报警模块（6）、数据存储模块（7）、通风散热模块（5）、电源模块（3）、头盔显示器模块（8）、图像采集模块（2）以及传感器构成；/n所述传感器包括热效式瓦斯传感器（13）、固体电解质气体传感器（15）、柔性体温温度传感器、柔性温度传感器（9）、温度传感器（18）、柔性湿度传感器（10）、电化学传感器（14）、速度传感器（16）、柔性粉尘传感器（11）、噪声传感器（12）、光线传感器（17）、柔性压力传感器、柔性脑波传感器；/n所述热效式瓦斯传感器（13）、固体电解质气体传感器（15）、柔性体温温度传感器、柔性温度传感器（9）、柔性湿度传感器（10）、电化学传感器（14）、柔性粉尘传感器（11）、噪声传感器（12）、柔性压力传感器、柔性脑波传感器所采集的井下环境以及作业人员生命体征健康信息通过有线连接的方式发送给智能处理器模块（4），智能处理器模块（4）对危险信息进行报警编码、融合评估及识别处理后向所述报警灯发送闪烁指令，报警灯接收到指令后闪烁不同次数和频率，同时井下固定摄像机将所采集到的报警灯闪烁以及井下作业人员异常行为状态视频通过有线传输发送到井上指挥中心，井上指挥中心对所接收到的视频进行解码、视频关键帧提取、报警分类处理以及井上报警。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器融合的井下终端智能安全头盔，其特征在于，所述头盔由头盔本体，照明模块（1）、智能处理器模块（4）、声光报警模块（6）、数据存储模块（7）、通风散热模块（5）、电源模块（3）、头盔显示器模块（8）、图像采集模块（2）以及传感器构成；
所述传感器包括热效式瓦斯传感器（13）、固体电解质气体传感器（15）、柔性体温温度传感器、柔性温度传感器（9）、温度传感器（18）、柔性湿度传感器（10）、电化学传感器（14）、速度传感器（16）、柔性粉尘传感器（11）、噪声传感器（12）、光线传感器（17）、柔性压力传感器、柔性脑波传感器；
所述热效式瓦斯传感器（13）、固体电解质气体传感器（15）、柔性体温温度传感器、柔性温度传感器（9）、柔性湿度传感器（10）、电化学传感器（14）、柔性粉尘传感器（11）、噪声传感器（12）、柔性压力传感器、柔性脑波传感器所采集的井下环境以及作业人员生命体征健康信息通过有线连接的方式发送给智能处理器模块（4），智能处理器模块（4）对危险信息进行报警编码、融合评估及识别处理后向所述报警灯发送闪烁指令，报警灯接收到指令后闪烁不同次数和频率，同时井下固定摄像机将所采集到的报警灯闪烁以及井下作业人员异常行为状态视频通过有线传输发送到井上指挥中心，井上指挥中心对所接收到的视频进行解码、视频关键帧提取、报警分类处理以及井上报警。


2.如权利要求1所述一种基于多传感器融合的井下终端智能安全头盔，其特征在于：
所述数据存储模块（7）、智能处理器模块（4）、电源模块（3）、通风散热模块（5）设置在头盔两侧，所述声光报警模块（6）设置在头盔的顶部和两端下侧，所述头盔显示器模块（8）设置在头盔本体前部穿戴着眼睛前方位置，所述照明模块（1）和图像采集模块（2）设置在头盔正前方同一位置处，所述智能处理器模块（4）设置在头盔右侧下方。


3.如权利要求1所述一种基于多传感器融合的井下终端智能安全头盔，其特征在于：
所述智能处理器模块（4）处理图像采集模块（2）、热效式瓦斯传感器（13）、固体电解质气体传感器（15）、柔性温度传感器（9）、温度传感器（18）、柔性湿度传感器（10）、电化学传感器（14）、速度传感器（16）、柔性粉尘传感器（11）、噪声传感器（12）、光线传感器（17）、柔性压力传感器、柔性脑波传感器采集的井下环境及作业人员生命体征健康信息，并以有线连接的方式将处理后的井下环境及作业人员生命体征健康信息发送到数据存储模块（7）进行存储。


4.如权利要求1所述一种基于多传感器融合的井下终端智能安全头盔，其特征在于：
所述通风散热模块（5）包括无叶变频通风散热风扇、温度传感器（18）和通风散热气孔，无叶变频通风散热风扇、通风散热气孔与外界环境相通，所述头盔显示器模块（8）、通风散热模块（5）的信号输入端与智能处理器模块（4）的信号输出端连接，所述头盔显示器模块（8）、通风散热模块（5）的电源输入端与智能处理器模块（4）的电源输出端连接。


5.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐云龙，岳文，李应朝，康嘉杰，佘丁顺，朱丽娜，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11