井下智能定位及安全异常报警系统.ppt

井下智能定位及安全异常报警系统 单 位：机电工程学院 设计者：高 学 王 驰 杨兴波 付国瑞 金 鹏 指导教师：罗建国 井下智能定位及安全异常报警系统 设计背景 能源工业是国家经济 发展的命脉所在。近年来， 煤炭行业的重要性和不可替 代性也日益凸现 。而煤矿 安全生产却存在着极大的问 题。 据国家煤矿安监察局统 计，2010年我国煤矿伤亡 2433人，今年1至9月，我 国煤矿共发生死亡事故892 起、死亡1419人。 近四年煤矿伤亡人数统计表 井下智能定位及安全异常报警系统井下智能定位及安全异常报警系统 国内外发展水平 目前国内外井下定位系统有射频识别技术(RFID), Zigbee ,无线局 域网实时定位系统（WiFi） ,超带宽技术（UWB）等。 这几种技术的的优缺点如下： RFID这种技术结构相对简单，但作用距离短，一般最长为几十 米。 Zigbee技术，是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,距离 短是其最大的缺点。 WIFI技术，无线局域网实时定位系统,该系统采用经验测试和信 号传播模型相结合的方式,有效距离长，但是精度一般。 UWB技术,超宽带可用于室内精确定位，但其成本高，系统结构 复杂。 井下智能定位及安全异常报警系统 设计思路及整体结构 随着煤炭需求的高速增长，煤炭行业也得到了很大 的发展，但是煤矿事故频频发生，其中一个很重要原因 是当前井下工人定位、瓦斯浓度检测、温度检测、湿度 检测以及各种异常环境的井上井下预警、实时报警及处 理系统存在不足。 我们将开发一种基于人体红外识别及超声波传输技 术的井下智能定位兼异常环境井上井下同步报警系统。 此系统由三大部分组成，分别是移动人体所处环境 检测报警装置（移动式瓦斯，温湿度检测报警装置）， 固定位置的人体红外（9.64um9.67um）识别及信息 接收及传输装置和井上显示平台。 井下智能定位及安全异常报警系统整体图 接收器 显示平 台 检测发射装置 移动式瓦斯、温湿度检测报警装置 此装置由为四部 分组成：瓦斯、温度 、湿度传感器，单片 机控制装置，报警装 置及信号发射装置。 移动式瓦斯、温湿度检测报警装置移动式瓦斯、温湿度检测报警装置 整体图整体图 发射部分放大图 信号发射器 振动仪 蜂鸣器 温湿度传感 器 热敏电阻瓦斯传感器 信息接收及传输装置 此装置分为人体红外感应部分，信号接 收部分和传输部分组成。 接收点图 信号接收器人体红外感 应 信息传输电缆 信息接收及传输装置整体图 井上显示平台 此装置目前功能是显示人员所处位置和 人员所处位置异常报警。 蜂鸣警报 人员位置环境异常 人员所处位置 作品优点 此系统定位较目前定位系统更加精确，精确 度达4-5米。 移动式检测瓦斯，温湿度确保人员安全。 报警装置人性化。 井下智能定位及安全异常报警系统井下智能定位及安全异常报警系统 发展前景 此系统成本较现有井下定位，瓦斯检测，温湿度检 测系统低很多，并且更加精确的给予人员定位。可 谓性价比极高。 该系统设计思路，设计方法较新颖，突破井下精确 定位难题。 该类系统国内属首创，在安全性能、测量准确度、 节能等方面比较出色。应用于井下将采用严格的防 爆装置。 投入使用将能够大大提高煤矿安全监测监控水平， 减少煤矿事故发生，具有极大的经济效益和社会效 益。 井下智能定位及安全异常报警系