一种生命安全监护预警系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种生命安全监护预警系统及方法，属于智能控制技术领域，所述系统包括本安型手表、多参数测定器、动力送风呼吸器、本安分站、服务器；通过构建蓝牙mesh自组网实现了监控空间内任意位置的信号传输，保证监测到任意一个工作人员的采集信息；本发明专利技术不仅可以实时监控作业人员的生命体征、呼吸参数等表征工作人员身体状况的参数，还可以实时监测周围环境的气体浓度信息，实现基于环境与作业人员本身的双向安全预警功能，通过投入节点的方式，实现网状网延伸，从而达到在矿井上实现矿井下网络恢复的效果。网络恢复的效果。网络恢复的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种生命安全监护预警系统及方法


[0001]本专利技术涉及智能控制
，具体涉及一种生命安全监护预警系统及方法。

技术介绍

[0002]煤矿作业的环境恶劣，粉尘严重，通风条件较差，在井下会存在甲烷、一氧化碳以及硫化氢等有害气体，当甲烷浓度超限时，会引发煤矿爆炸，当一氧化碳及硫化氢浓度过高、氧气浓度过低时，会使井下作业人员呼吸困难，严重影响作业人员的健康状况。目前对于作业人员的生命体征参数的监测还仅仅停留在下井前用血压计进行测量，不能实现对作业人员生命体征参数的实时监测，对于生命体征相对较弱的矿工在工作过程中，当出现突发疾病时会非常危险，如果井下网络信号差，求救信号无法及时上传到井上进行及时医治，这是对工人生命极其不负责任的表现。
[0003]再者，现有网络多属于单跳网络，个别传输节点损坏则通讯中断，电源线路中断，报警信号传输不到井上来，故障诊断不及时，耽误生产，现有设备监控只能上传到井上，进行集中监控，导致决策周期长，加长了设备维护有效时间，目前还没有一款设备能综合矿井的环境信息、矿工的生命体征信息，实现环境与人员的双向安全预警功能。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种生命安全监护预警系统及方法，在发生灾难等导致网络瘫痪的情况下，通过蓝牙mesh自组网实现与周边设备的互联互通，通过监听周边蓝牙信息实时监测遇难人员的生命体征信息以及周围环境信息。
[0005]一种生命安全监护预警系统，包括本安型手表、多参数测定器、动力送风呼吸器、本安分站、服务器；本安型手表、多参数测定器、动力送风呼吸器分别与本安分站无线连接，本安分站与服务器有线连接；
[0006]所述本安型手表用于采集穿戴者的生命体征参数，并无线传输给服务器；
[0007]所述多参数测定器用于采集周围环境的气体浓度值，并无线传输给服务器；
[0008]所述动力送风呼吸器用于采集穿戴者佩戴的口罩内的气体压强，并无线传输给服务器；
[0009]所述本安分站用于组建蓝牙mesh自组网，将无线信号转换为有线信号；
[0010]所述服务器用于根据接收到的定位人员的位置信息和定位人员周围环境的气体浓度值生成气体分布云图直观显示整个监测空间内的气体分布，实时监测定位人员所处位置是否有危险并进行预警提示；还用于将接收到的气体压强转换为表征呼吸情况的呼吸参数；并对生命体征参数、呼吸参数进行实时显示。
[0011]所述本安分站包括蓝牙mesh数据交互单元、核心数据采集单元、串口转光纤模块；蓝牙mesh数据交互单元与核心数据采集单元通过串口连接，核心数据采集单元与串口转光纤模块通过串口连接；串口转光纤模块与服务器通过光纤连接；
[0012]所述蓝牙mesh数据交互单元用于组建本安型手表、多参数测定器、动力送风呼吸
器、本安分站之间的mesh网状网，实现数据多对多的传输；
[0013]所述核心数据采集单元用于配置各个本安分站的地址和编码以及数据转发、协议转换；
[0014]所述串口转光纤模块用于将数据转换以太网光信号。
[0015]所述本安型手表、多参数测定器、动力送风呼吸器内均配置有蓝牙mesh数据交互单元，待监测空间内布置有若干个本安分站，本安型手表、多参数测定器、动力送风呼吸器佩戴在使用者身上，通过蓝牙mesh数据交互单元形成监测空间内的mesh网状网，用于无线信号的传输。
[0016]所述本安型手表包括心率监测单元、血压监测单元、体温监测单元以及控制器，心率监测单元、血压监测单元、体温监测单元分别与控制器电连接，控制器与蓝牙mesh数据交互单元串口连接；
[0017]所述多参数测定器包括氧气监测单元、一氧化碳监测单元、硫化氢监测单元、甲烷监测单元、运算放大器以及控制器；氧气监测单元、一氧化碳监测单元、硫化氢监测单元、甲烷监测单元分别与运算放大器电连接，运算放大器与控制器电连接，控制器与蓝牙mesh数据交互单元串口连接；
[0018]所述动力送风呼吸器包括安装在口罩上的压力传感器、控制器，压力传感器与控制器电连接，控制器与蓝牙mesh数据交互单元串口连接。
[0019]本安分站发送报文格式为：设备种类的编码、读/写数据的功能码、数据起始地址的编码、发送数据的个数、校验码；所述本安分站接收报文格式为：设备种类的编码、读/写数据的功能码、识别定位人员身份的编码、接收的数据、接收数据的个数、校验码。
[0020]所述本安分站对服务器的报文传输采用UDP无主传输方式，服务器接收报文格式为：本安分站地址的编码、读/写数据的功能码、识别定位人员身份的编码、接收的数据、接收数据的个数、校验码；所述本安分站地址的编码由拨码开关设置，用于区分位于不同位置的不同分站。
[0021]所述服务器将接收到的气体压强转换为呼吸强度、呼吸频率两种呼吸参数；当服务器监测到定位人员的生命体征参数、呼吸参数偏离设定的安全阈值时及时进行生命危险提示。
[0022]一种生命安全监护预警方法，基于所述的生命安全监护预警系统实现，所述方法包括：
[0023]步骤1：获取待测环境空间内定位人员的位置信息{(x1,y1),(x2,y2),
…
,(x
i
,y
i
),
…
,(x
n
,y
n
)}，其中(x
i
,y
i
)表示第i个定位人员的位置坐标，n表示选取的定位人员的总个数；
[0024]步骤2：根据每个定位人员佩戴的多参数测定器获取定位人员i周围环境气体浓度值{V
i,j
|j＝1,2,3,J}，V
i,j
表示第i个定位人员所处周围环境中第j种气体的浓度值，J表示多参数测定器采集到的周围环境气体的种类；
[0025]步骤3：根据每种气体的n个浓度值以及n个位置信息生成拟合曲线；
[0026]步骤4：根据所有气体对应的拟合曲线生成云图得到气体分布云图，直观显示整个监测空间内的气体分布；
[0027]步骤5：通过气体分布云图实时监测定位人员所处位置是否有危险并进行预警提
示。
[0028]所述步骤5具体表述为：根据预设的安全等级将气体浓度值分为不同的区间段，每个区间段对应不同的颜色表示不同的安全等级，根据每个浓度值所处的区间段对应的颜色将气体分布云图呈现为彩色图；当彩色图中出现危险等级区域时及时进行预警提示。
[0029]本专利技术的有益效果是：
[0030]本专利技术提出了一种生命安全监护预警系统及方法，所述系统包括本安型手表、多参数测定器、动力送风呼吸器、本安分站、服务器；通过构建蓝牙mesh自组网实现了监控空间内任意位置的信号传输，保证监测到任意一个工作人员的采集信息；本专利技术不仅可以实时监控作业人员的生命体征、呼吸参数等表征工作人员身体状况的参数，还可以实时监测周围环境的气体浓度信息，实现基于环境与作业人员本身的双向安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生命安全监护预警系统，其特征在于，包括本安型手表、多参数测定器、动力送风呼吸器、本安分站、服务器；本安型手表、多参数测定器、动力送风呼吸器分别与本安分站无线连接，本安分站与服务器有线连接；所述本安型手表用于采集穿戴者的生命体征参数，并无线传输给服务器；所述多参数测定器用于采集周围环境的气体浓度值，并无线传输给服务器；所述动力送风呼吸器用于采集穿戴者佩戴的口罩内的气体压强，并无线传输给服务器；所述本安分站用于组建蓝牙mesh自组网，将无线信号转换为有线信号；所述服务器用于根据接收到的定位人员的位置信息和定位人员周围环境的气体浓度值生成气体分布云图直观显示整个监测空间内的气体分布，实时监测定位人员所处位置是否有危险并进行预警提示；还用于将接收到的气体压强转换为表征呼吸情况的呼吸参数；并对生命体征参数、呼吸参数进行实时显示。2.根据权利要求1所述的一种生命安全监护预警系统，其特征在于，所述本安分站包括蓝牙mesh数据交互单元、核心数据采集单元、串口转光纤模块；蓝牙mesh数据交互单元与核心数据采集单元通过串口连接，核心数据采集单元与串口转光纤模块通过串口连接；串口转光纤模块与服务器通过光纤连接；所述蓝牙mesh数据交互单元用于组建本安型手表、多参数测定器、动力送风呼吸器、本安分站之间的mesh网状网，实现数据多对多的传输；所述核心数据采集单元用于配置各个本安分站的地址和编码以及数据转发、协议转换；所述串口转光纤模块用于将数据转换以太网光信号。3.根据权利要求2所述的一种生命安全监护预警系统，其特征在于，所述本安型手表、多参数测定器、动力送风呼吸器内均配置有蓝牙mesh数据交互单元，待监测空间内布置有若干个本安分站，本安型手表、多参数测定器、动力送风呼吸器佩戴在使用者身上，通过蓝牙mesh数据交互单元形成监测空间内的mesh网状网，用于无线信号的传输。4.根据权利要求3所述的一种生命安全监护预警系统，其特征在于，所述本安型手表包括心率监测单元、血压监测单元、体温监测单元以及控制器，心率监测单元、血压监测单元、体温监测单元分别与控制器电连接，控制器与蓝牙mesh数据交互单元串口连接；所述多参数测定器包括氧气监测单元、一氧化碳监测单元、硫化氢监测单元、甲烷监测单元、运算放大器以及控制器；氧气监测单元、一氧化碳监测单元、硫化氢监测单元、甲烷监测单元分别与运算放大器电连接，运算放大器与控制器电连接，控制器与蓝牙mesh数据交互单元串口连接；所述动力送风呼吸器包括安装在口罩内的压力传感器、控制器，压力传感器与控制器电连接，控制器与蓝牙mesh数据交互...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓东，李延富，陈骋，苏成杰，祝启，王成龙，刘小菊，邰伟卫，孙娜，陈露，耿彦波，
申请(专利权)人：中煤科工集团沈阳研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：