一种煤矿安全监测系统技术领域
本发明属于监测技术领域，尤其涉及一种煤矿安全监测系统。
背景技术
目前，煤矿安全检测仪器介绍了煤矿安全生产监控系统的发展、功能、组
成及特点等；介绍了传感器的基本概念、甲烷传感器、一氧化碳传感器、风速
传感器、温度传感器、开关量传感器和信号转换器；介绍了信息传输的基本概
念、传输线、网络结构与复用方式、信息传输要求、矿用现场总线、矿用分站、
矿用传输接口。但是，现有的煤矿安全监测系统存在的使用不方便，安全性能
差，技术不完善，费时费力，影响工作效果，维修成本高的问题。
因此，发明一种煤矿安全监测系统显得非常必要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种煤矿安全监测系统，以解决现有
的煤矿安全监测系统存在的使用不方便，安全性能差，技术不完善，费时费力，
影响工作效果，维修成本高的问题。一种煤矿安全监测系统，包括滤波处理片，
通信传输信号，监测装置，驱动电路，传感片，加热层，监控装置，防滑底座，
固定螺母和支撑杆，所述的括滤波处理片安装在通信传输信号的上部位置；所
述的通信传输信号设置在监测装置和滤波处理片的中间位置；所述的传感片设
置在驱动电路的下部位置；所述的加热层设置在传感片的下部左侧位置；所述
的监控装置安装在监测装置的下部左侧位置；所述的固定螺母安装在支撑杆上；
所述的防滑底座安装在固定螺母和支撑杆的下部位置；所述的监测装置包括压
力块，检测器，显示屏，电阻，安全结构，工作指示灯，供电基板，无线IC芯
片和线圈导体，所述的电阻通过电性连接设置在安全结构的左侧，所述的检测
器设置在电阻的左侧位置。
所述监测装置内置安全监控模块和安全管理模块；
所述的安全监控模块包括煤矿安全生产监测监控系统、煤矿安全监控系统、
煤矿数字工业电视监控系统、煤矿数字工业电视监控系统、矿井人员定位考勤
系统、井下人员管理及搜救系统、煤矿安全生产监控系统和全矿井自动化监控
系统；
所述的煤矿工业电视监控系统包括摄像头、视频服务器和视频工作站，摄
像头和视频服务器位于煤矿工作站，摄像头用于获取煤矿视频信号发送给视频
服务器，视频服务器用于将视频信号通过卫星传输系统发送给指挥中心，并通
过视频传输专用通道发送给视频工作站，视频工作站用于监控煤矿视频画面；
所述的安全管理模块包括：子系统接口模块、数据共享模块、联动预案库、
联动预案图形化编制模块、联动预案调度执行模块、联动记录查询模块、环境
信息采集模块、无线定位模块、无线识别装置组成；
所述的无线定位模块包括监控单元、无线定位网络单元、便携式无线识别
装置；所述监控单元与所述无线定位模块通过光纤相连；所述无线定位模块与
便携式无线识别装置通过无线数据传输模块，进行无线通信；
所述无线定位模块包括控制器、节点、入网设备、网关、服务器、服务器
内置安全认证模块；
每个所述节点连接一个控制器，每个所述节点均与所述网关无线连接；
所述网关、所述入网设备及所述服务器顺序相连；
每个所述节点均将与之相连的节点的数据无线发送给所述网关，该网关再
将接收到的节点的数据通过所述入网设备经协议转换器发送给无线数据传送模
块；
所述的节点内设置有定位模块，该定位模块包括至少一个无线定位设备以
及配合所述设备并被所述无线定位设备感知其用户身份识别信息和位置信息的
至少一个无线定位标签；
所述的定位模块还包括一个接收所述无线定位设备感知到的位置信息并将
所述位置信息发送至至少一个终端的综合服务器，所述综合服务器与至少一个
控制终端交互通信，并在接收到所述用户身份识别信息和位置信息后，可对用
户位置信息进行认证，控制终端可进行软件安全认证；该定位模块用于获取该
第一电子装置的第一地理位置信息及该第二电子装置的第二地理位置信息；
所述的定位模块通过预定区域中的至少一个节点，获得在所述至少一个节
点侧的无线信号特征；
获取所述节点在预定区域中的最近时间段内的定位位置；
基于获取的位置，确定预定区域中分布在所述节点附近的无线接入点；
根据预定区域中的采样点在确定的节点侧的无线信号特征，获取具有获得
的无线信号特征的采样点；
基于获取的采样点的位置，确定所述节点在预定区域中的当前位置。
所述的压力块通过电性连接设置在电阻的左侧上部，所述的压力块具体采
用橡胶材料制成的压力块，有利于适应方便，从而降低制造成本。
所述的显示屏通过电性连接设置在电阻的上部，所述显示屏最上层是面板，
所述面板是亚克力材质的，所述面板下面是LCD板，所述LCD板下面是背光
板，所述的显示屏具体采用多点式电容触摸屏，有利于使用方便，从而提高智
能化程度。
所述的工作指示灯通过电性连接设置在显示屏的下部，所述的工作指示灯
具体采用LED红色指示灯，有利于完善功能多样性，进而降低制造成本。
所述的供电基板通过电性连接设置在显示屏的下部，所述的供电基板具体
采用电介质层或磁性层层叠而成的层叠体构成，有利于用电方便，提高工作质
量。
所述的无线IC芯片通过电性连接设置在供电基板的左侧，所述的无线IC
芯片具体采用语音微型IC芯片组，有利于操作方便，提高智能化程度，降低制
造成本。
所述的线圈导体通过电性连接设置在无线IC芯片的上部，所述的线圈导体
具体采用多个环状导体层叠并螺旋状地连接而成的层叠型线圈图案，有利于方
便使用，安全可靠，从而完善功能多样性。
所述的安全结构包括震动片，报警闪烁灯和报警语音喇叭。
所述的震动片通过电性连接设置在报警闪烁灯的下部，所述的震动片具体
采用橡胶材料制成的震动片，有利于震动提醒的意识，从而完善功能多样性。
所述的报警闪烁灯通过电性连接设置在震动片的上部，所述的报警闪烁灯
具体采用LED红色报警灯，有利于安全可靠，灵活使用。
所述的报警语音喇叭通过电性连接设置在报警闪烁灯的下部，所述的报警
语音喇叭具体采用小型扩音报警喇叭，有利于安全可靠，从而提高工作安全性。
所述的监控包括红外灯，第一摄像头，输入端，壳体，第二摄像头和支柱，
所述的支柱设置在输入端的底部位置，所述的壳体设置在输入端的外部位置。
所述的红外灯设置在壳体的内部位置，所述的红外灯具体采用多个卤素灯
泡加滤光片制成的红外灯，有利于照射距离远，安全可靠。
所述的第一摄像头设置在红外灯的内侧位置，所述的第一摄像头具体采用
LED红外线摄像头，有利于方便使用，提高工作效率。
所述的第二摄像头设置在第一摄像头的右侧位置，所述的第二摄像头具体
采用彩色摄像头，有利于使用寿命长，从而完善功能多样性。
所述的输入端包括USB接口和电源接口，所述的USB接口设置在电源接口
的上部位置。
所述的支柱包括调节螺母，支架和底座，所述的调节螺母设置在支柱的外
部位置。
所述的支架设置在调节螺母的左侧位置，所述的支架具体采用不锈钢材料
制成的轮扣式脚手支撑架，有利于使用方便，安全可靠。
所述的底座设置在支架的底部位置，所述的底座具体采用硬橡胶材料制成
的固定底座，有利于安全可靠，具有耐磨耐腐蚀的效果。
所述的子系统接口模块负责采集各个子系统的数据，然后存储到数据共享
模块，联动预案图形化编制模块通过共享数据模块获取采集的各子系统数据点，
配置生成触发事件库与产生事件库，然后由触发事件与产生事件配对、组合生
成联动事件，生成的联动事件保存到联动预案库中，联动预案调度执行模块通
过联动预案库读取配置好的联动预案，然后定时查询数据共享模块联动预案触
发事件数据点当前数值，判断预案触发条件是否成立，一旦成立则执行联动预
案产生事件的各种执行动作。
本发明具有安全数据采集无缝隙实时传输、卫星电话远程指挥调度、视频
现场查看的三项功能同步进行，存储系统可将视频语音资料存储，实现了实时
无线定位、安全管理，系统结构简单、使用方便、安全性好，可在手机通信、
GPS定位无法实现的环境里得到很好应用。
附图说明
图1是本发明提供的煤矿安全监测系统结构示意图。
图2是本发明提供的监测装置结构示意图。
图3是本发明提供的监控装置结构示意图。
图中：
1、滤波处理片；2、通信传输信号；3、监测装置；3-1、压力块；3-2、检测
器；3-3、显示屏；3-4、电阻；3-5、安全结构；3-5-1、震动片；3-5-2、报警闪烁
灯；3-5-3、报警语音喇叭；3-6、工作指示灯；3-7、供电基板；3-8、无线IC芯
片；3-9、线圈导体；4、驱动电路；5、传感片；6、加热层；7、人脸摄像头；
7-1、红外灯；7-2、第一摄像头；7-3、输入端；7-3-1、USB接口；7-3-2、电源接
口；7-4、壳体；7-5、第二摄像头；7-6、支柱；7-6-1、调节螺母；7-6-2、支架；
7-6-3、底座；8、防滑底座；9、固定螺母；10、支撑杆。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
请参阅图1至图3：
本发明提供一种煤矿安全监测系统，包括滤波处理片1，通信传输信号2，
监测装置3，驱动电路4，传感片5，加热层6，监控装置7，防滑底座8，固定
螺母9和支撑杆10，所述的括滤波处理片1安装在通信传输信号2的上部位置；
所述的通信传输信号2设置在监测装置3和滤波处理片1的中间位置；所述的传
感片5设置在驱动电路4的下部位置；所述的加热层6设置在传感片5的下部左
侧位置；所述的监控装置7安装在监测装置3的下部左侧位置；所述的固定螺
母9安装在支撑杆10上；所述的防滑底座8安装在固定螺母9和支撑杆10的下
部位置；所述的监测装置3包括压力块3-1，检测器3-2，显示屏3-3，电阻3-4，
安全结构3-5，工作指示灯3-6，供电基板3-7，无线IC芯片3-8和线圈导体3-9，
所述的电阻3-4通过电性连接设置在安全结构3-5的左侧，所述的检测器3-2设
置在电阻3-4的左侧位置。
所述监测装置3内置安全监控模块和安全管理模块；
所述的安全监控模块包括煤矿安全生产监测监控系统、煤矿安全监控系统、
煤矿数字工业电视监控系统、煤矿数字工业电视监控系统、矿井人员定位考勤
系统、井下人员管理及搜救系统、煤矿安全生产监控系统和全矿井自动化监控
系统；
所述的煤矿工业电视监控系统包括摄像头、视频服务器和视频工作站，摄
像头和视频服务器位于煤矿工作站，摄像头用于获取煤矿视频信号发送给视频
服务器，视频服务器用于将视频信号通过卫星传输系统发送给指挥中心，并通
过视频传输专用通道发送给视频工作站，视频工作站用于监控煤矿视频画面；
所述的安全管理模块包括：子系统接口模块、数据共享模块、联动预案库、
联动预案图形化编制模块、联动预案调度执行模块、联动记录查询模块、环境
信息采集模块、无线定位模块、无线识别装置组成；
所述的无线定位模块包括监控单元、无线定位网络单元、便携式无线识别
装置；所述监控单元与所述无线定位模块通过光纤相连；所述无线定位模块与
便携式无线识别装置通过无线数据传输模块，进行无线通信；
所述无线定位模块包括控制器、节点、入网设备、网关、服务器、服务器
内置安全认证模块；
每个所述节点连接一个控制器，每个所述节点均与所述网关无线连接；
所述网关、所述入网设备及所述服务器顺序相连；
每个所述节点均将与之相连的节点的数据无线发送给所述网关，该网关再
将接收到的节点的数据通过所述入网设备经协议转换器发送给无线数据传送模
块；
所述的节点内设置有定位模块，该定位模块包括至少一个无线定位设备以
及配合所述设备并被所述无线定位设备感知其用户身份识别信息和位置信息的
至少一个无线定位标签；
所述的定位模块还包括一个接收所述无线定位设备感知到的位置信息并将
所述位置信息发送至至少一个终端的综合服务器，所述综合服务器与至少一个
控制终端交互通信，并在接收到所述用户身份识别信息和位置信息后，可对用
户位置信息进行认证，控制终端可进行软件安全认证；该定位模块用于获取该
第一电子装置的第一地理位置信息及该第二电子装置的第二地理位置信息；
所述的定位模块通过预定区域中的至少一个节点，获得在所述至少一个节
点侧的无线信号特征；
获取所述节点在预定区域中的最近时间段内的定位位置；
基于获取的位置，确定预定区域中分布在所述节点附近的无线接入点；
根据预定区域中的采样点在确定的节点侧的无线信号特征，获取具有获得
的无线信号特征的采样点；
基于获取的采样点的位置，确定所述节点在预定区域中的当前位置。
所述的压力块3-1通过电性连接设置在电阻3-4的左侧上部，所述的压力块
3-1具体采用橡胶材料制成的压力块，有利于适应方便，从而降低制造成本。
所述的显示屏3-3通过电性连接设置在电阻3-4的上部，所述显示屏3-3最上
层是面板，所述面板是亚克力材质的，所述面板下面是LCD板，所述LCD板
下面是背光板，所述的显示屏3-3具体采用多点式电容触摸屏，有利于使用方便，
从而提高智能化程度。
所述的工作指示灯3-6通过电性连接设置在显示屏3-3的下部，所述的工作
指示灯3-6具体采用LED红色指示灯，有利于完善功能多样性，进而降低制造
成本。
所述的供电基板3-7通过电性连接设置在显示屏3-3的下部，所述的供电基
板3-7具体采用电介质层或磁性层层叠而成的层叠体构成，有利于用电方便，提
高工作质量。
所述的无线IC芯片3-8通过电性连接设置在供电基板3-7的左侧，所述的无
线IC芯片3-8具体采用语音微型IC芯片组，有利于操作方便，提高智能化程度，
降低制造成本。
所述的线圈导体3-9通过电性连接设置在无线IC芯片3-8的上部，所述的线
圈导体3-9具体采用多个环状导体层叠并螺旋状地连接而成的层叠型线圈图案，
有利于方便使用，安全可靠，从而完善功能多样性。
所述的安全结构3-5包括震动片3-5-1，报警闪烁灯3-5-2和报警语音喇叭
3-5-3。
所述的震动片3-5-1通过电性连接设置在报警闪烁灯3-5-2的下部，所述的
震动片3-5-1具体采用橡胶材料制成的震动片，有利于震动提醒的意识，从而完
善功能多样性。
所述的报警闪烁灯3-5-2通过电性连接设置在震动片3-5-1的上部，所述的
报警闪烁灯3-5-2具体采用LED红色报警灯，有利于安全可靠，灵活使用。
所述的报警语音喇叭3-5-3通过电性连接设置在报警闪烁灯3-5-2的下部，
所述的报警语音喇叭3-5-3具体采用小型扩音报警喇叭，有利于安全可靠，从而
提高工作安全。
所述的监控装置7包括红外灯7-1，第一摄像头7-2，输入端7-3，壳体7-4，
第二摄像头7-5和支柱7-5，所述的支柱7-5设置在输入端7-3的底部位置，所述
的壳体7-4设置在输入端7-3的外部位置。
所述的红外灯7-1设置在壳体7-4的内部位置，所述的红外灯7-1具体采用
多个卤素灯泡加滤光片制成的红外灯，有利于使用方便，照射距离远，安全可
靠。
所述的第一摄像头7-2设置在红外灯7-1的内侧位置，所述的第一摄像头7-2
具体采用LED红外线摄像头，有利于方便使用，提高工作效率。
所述的第二摄像头7-5设置在第一摄像头7-2的右侧位置，所述的第二摄像
头7-5具体采用彩色摄像头，有利于使用寿命长，从而完善功能多样性。
所述的输入端7-3包括USB接口7-3-1和电源接口7-3-2，所述的USB接口
7-3-1设置在电源接口7-3-2的上部位置。
所述的支柱7-6包括调节螺母7-6-1，支架7-6-2和底座7-6-3，所述的调节螺
母7-6-1设置在支柱7-6的外部位置。
所述的支架7-6-2设置在调节螺母7-6-1的左侧位置，所述的支架7-6-2具体
采用不锈钢材料制成的轮扣式脚手支撑架，有利于使用方便，安全可靠。
所述的底座7-6-3设置在支架7-6-2的底部位置，所述的底座7-6-3具体采用
硬橡胶材料制成的固定底座，有利于安全可靠，具有耐磨耐腐蚀的效果。
所述的子系统接口模块负责采集各个子系统的数据，然后存储到数据共享
模块，联动预案图形化编制模块通过共享数据模块获取采集的各子系统数据点，
配置生成触发事件库与产生事件库，然后由触发事件与产生事件配对、组合生
成联动事件，生成的联动事件保存到联动预案库中，联动预案调度执行模块通
过联动预案库读取配置好的联动预案，然后定时查询数据共享模块联动预案触
发事件数据点当前数值，判断预案触发条件是否成立，一旦成立则执行联动预
案产生事件的各种执行动作。
煤矿安全管理通过以下步骤实现：
a)子系统接口模块负责采集各个子系统的数据，然后存储到数据共享模块，
联动预案图形化编制模块通过共享数据模块获取采集的各子系统数据点，配置
生成触发事件库与产生事件库，然后由触发事件与产生事件配对、组合生成联
动事件，生成的联动事件保存到联动预案库中，联动预案调度执行模块通过联
动预案库读取配置好的联动预案，然后定时查询数据共享模块联动预案触发事
件数据点当前数值，判断预案触发条件是否成立，一旦成立则执行联动预案产
生事件的各种执行动作；
b)便携式无线识别装置在开机后，通过无线数据传输单元定时发出自己唯
一的ID信息；
c)无线定位基站收到便携式无线识别装置的ID信息后，将收到的ID信
息和站名信息采用TCP/IP协议通过光网络发给监控中心；
d)监控中心根据信息分辨便携式无线识别装置所处位置，从而确定携带便
携式识别装置的施工人员所处位置。
安全监控模块包括煤矿安全生产监测监控系统、煤矿安全监控系统、煤矿
数字工业电视监控系统、煤矿数字工业电视监控系统、矿井人员定位考勤系统、
井下人员管理及搜救系统、煤矿安全生产监控系统和全矿井自动化监控系统。
基于以上功能建设的煤矿安全检测实现了如下功能：兼容当前各种矿井生
产监控子系统的数据格式和通讯接口；全面集中所辖煤矿的矿井生产与安全相
关数据：
瓦斯、风速、一氧化碳、烟雾、温度、风门开关等；
煤仓煤位、水仓水位、风机风压、箕斗计数、机电设备开停等；
可选生产参数和电压、电流、功率、电度等电量参数；
可选胶带跑偏、胶带速度、轴承温度、机头堆煤等各种机电设备的运行参
数；
现场各种告警信息。
在画面上实时反映主要参数；
历史数据存储、主动发布告警；
数据查询、运算、统计等。
本发明具有安全数据采集无缝隙实时传输、卫星电话远程指挥调度、视频
现场查看的三项功能同步进行，存储系统可将视频语音资料存储，实现了实时
无线定位、安全管理，系统结构简单、使用方便、安全性好，可在手机通信、
GPS定位无法实现的环境里得到很好应用。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启
发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保
护范围。