專利名稱：一種礦燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種煤礦井下個體照明與甲烷濃度檢測、報警、定位一體化的儀 器，具體的講，涉及一種能夠監(jiān)測礦井內(nèi)甲烷氣體濃度，并實現(xiàn)報警，顯示，人員定位的多功 能礦燈。
背景技術(shù)：
申請?zhí)枮?00310113401.X的中國專利申請公布了一種數(shù)字式甲烷報警礦燈，該 礦燈具有發(fā)光二極管，微處理器，聲光報警電路和記憶存儲芯片，此種數(shù)字式甲烷報警礦燈 雖然可以在甲烷濃度高于某值時報警，但是不能準確顯示信息，礦上指揮系統(tǒng)不能及時了 解井下的狀態(tài)，以及井下人員的詳細情況。近些年，隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，使得這種可以實現(xiàn)監(jiān)測，報警，傳輸，定位 的多功能礦燈得以問世。ZigBee是基于IEEE組織制訂的IEEE802. 15. 4標(biāo)準的無線通信協(xié) 議，即一種低功耗、低成本、低復(fù)雜度、低速率的近程無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。ZigBee技術(shù)旨在滿 足小型低成本設(shè)備的無線聯(lián)網(wǎng)要求，利用無線數(shù)傳模塊形成一個無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺，各個 無線數(shù)傳模塊之間可以相互通信，ZigBee網(wǎng)絡(luò)還可以完成對本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的ZigBee芯片所處 的位置進行定位?；赯igBee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，使數(shù)據(jù)的自動采集、分析處理，以及 網(wǎng)絡(luò)組建和數(shù)據(jù)傳輸變得更加容易?；赯igBee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠適用于不需 要很高的數(shù)據(jù)吞吐量和連續(xù)狀態(tài)更新的工業(yè)應(yīng)用，并且具有低功耗和低成本的優(yōu)勢。但是， 目前尚沒有應(yīng)用該項技術(shù)的礦井安全監(jiān)測設(shè)備問世。

實用新型內(nèi)容本實用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種能夠?qū)露喾N有毒有害 氣體和井下溫度進行傳感監(jiān)測，從而實現(xiàn)對井下環(huán)境的實時監(jiān)測、分析、顯示和報警，無線 傳輸采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)井上和井下的通信功能，并且進一步實現(xiàn)了人員定位功能的 多功能礦燈。所述多功能礦燈包括照明模塊，由燈頭和燈頭供電電路構(gòu)成，實施井下照明用；數(shù)據(jù)采集模模塊，使用多個傳感器采集一定區(qū)域內(nèi)的有害氣體濃度和溫度；數(shù)據(jù)處理模塊，控制所述多個傳感器進行采集，處理傳感器采集的數(shù)據(jù)，設(shè)置報警 上下限，以及執(zhí)行超限報警；無線通信模塊，執(zhí)行所述便攜式礦用安全監(jiān)測裝置與通信基站的無線通信，傳輸 采集的數(shù)據(jù)。電源模塊，為以上所述模塊提供電源。進一步的，其中所述環(huán)境監(jiān)測模塊具有溫度傳感器模塊、甲烷傳感器模塊、一氧化 碳傳感器模塊、硫化氫傳感器模塊以及調(diào)試測試模塊。所述數(shù)據(jù)處理模塊包括[0013]報警模塊，用于向礦工發(fā)出危險警報信號；微處理器，用于控制所述多個傳感器進行采集、處理傳感器采集的數(shù)據(jù)、以及控制 所述報警模塊執(zhí)行超限報警；按鍵模塊，用于輸入報警上下限。進一部的，所述數(shù)據(jù)處理模塊還包括顯示模塊，用于顯示設(shè)置的報警上下限以及 傳感器采集的溫度和有害氣體濃度數(shù)據(jù)。所述無線通信模塊包括無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，以無線方式將傳感器采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給通信基站；人員定位模塊，通過無線信號實現(xiàn)對井下人員的實時定位和位置跟蹤。進一部的，因為本實用新型對數(shù)據(jù)流量的要求不高，所以所述無線傳輸模塊和人 員定位模塊采用ZigBee芯片。ZigBee芯片低功耗，組網(wǎng)方便，還可以對本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的ZigBee 芯片所處的位置進行定位，從而實現(xiàn)人員定位功能，現(xiàn)在一般廠商生產(chǎn)的ZigBee芯片都可 以定位在1-3米的范圍內(nèi)。本實用新型的多功能礦燈能夠?qū)崟r監(jiān)視和記錄井下工作現(xiàn)場的多種氣體密度和 環(huán)境參數(shù)，及時地發(fā)現(xiàn)有害氣體濃度異常、溫度升高等事故隱患并立即報警；通過無線方式 向井外發(fā)射監(jiān)測數(shù)據(jù)，能夠方便井上安全控制部門對井下環(huán)境的實時監(jiān)測和應(yīng)急響應(yīng)；可 以提供人員定位功能，對緊急情況下的救援具有重要意義，能夠有力地保障礦工的生命安全。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明

圖1本發(fā)明實施例的多功能礦燈各模塊結(jié)構(gòu)示意圖圖2本發(fā)明實施例的多功能礦燈的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并使本發(fā)明的上述目 的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合實施例及實施例附圖對本發(fā)明作進一步詳細 的說明。圖1是本發(fā)明實施例的多功能礦燈各模塊連接示意圖數(shù)據(jù)采集模塊實時監(jiān)測井下一定范圍內(nèi)的多種環(huán)境參數(shù)。其中，溫度傳感器傳感 采集溫度數(shù)據(jù)，甲烷傳感器采集井下的甲烷氣體濃度參數(shù)，一氧化碳傳感器傳感器采集一 氧化碳氣體濃度參數(shù)，硫化氫傳感器采集硫化氫氣體濃度參數(shù)，以上數(shù)據(jù)都送到調(diào)試測試 器進行調(diào)試，經(jīng)過調(diào)試處理的的數(shù)據(jù)將被送到數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)處理模塊控制所述多個傳感器進行采集，處理傳感器采集的數(shù)據(jù)，設(shè)置報警 上下限，以及執(zhí)行超限報警。數(shù)據(jù)處理模塊包括微處理器，控制所述多個傳感器進行采集、 從各個傳感器模塊獲得采集的各種參數(shù)數(shù)據(jù)，并處理所述傳感器采集的數(shù)據(jù)、以及控制所 述報警模塊執(zhí)行超限報警；報警模塊，在微處理器的控制下，在某個傳感器模塊采集的數(shù)據(jù) 值超出預(yù)定的上下限，例如溫度過高或過低、甲烷或一氧化碳氣體濃度過高等情況下，通過 蜂鳴器向礦工發(fā)出危險警報信號；按鍵模塊用于手動輸入報警上下限數(shù)值。所述數(shù)據(jù)處理模塊還包括顯示模塊，用于顯示通過按鍵模塊設(shè)置的報警上下限數(shù)值，以及傳感器采集獲 得的溫度值和有害氣體濃度數(shù)值，以便礦工或者井下技術(shù)人員能夠隨時方便的獲知井下工 作條件的狀況。無線通信模塊，執(zhí)行所述礦燈與通信基站的無線通信，向外發(fā)送傳感器采集的數(shù) 據(jù)，從而使本實用新型實現(xiàn)了遠程同步監(jiān)測和人員定位功能，為井上指揮控制系統(tǒng)了解井 下環(huán)境，實施突發(fā)情況救援提供了極大的便利。無線通信模塊包括無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，以 無線方式將傳感器采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給通信基站，再通過通信基站將數(shù)據(jù)發(fā)送給井上的指揮 控制中心；人員定位模塊，通過無線信號實現(xiàn)對便攜式礦用安全監(jiān)測裝置的定位，由于礦燈 是由礦工所必須隨身攜帶是物品，從而實現(xiàn)對井下人員的實時定位和位置跟蹤。如圖2所示的多功能礦燈電池盒1，電池盒可以由各種硬質(zhì)樹脂材料制成，電池 盒內(nèi)裝有電池，穩(wěn)壓電路，數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊包括了低功耗微處理器，存儲器，看 門狗以及用于報警的蜂鳴器，無線通信模塊，無線通信模塊集成了微帶天線；數(shù)據(jù)采集模塊 5位于電池盒頂端，用于采集各種有害氣體以及溫度的數(shù)值；電池盒正面還有LED顯示屏3， 以及用于輸入數(shù)據(jù)的按鍵4 ；燈頭2通過電纜7與電池相連?？梢?，本實用新型的多功能礦燈，將多種危險氣體傳感、無線通信和人員定位等功 能集成為一體，從而具備了多類氣體探測報警、數(shù)據(jù)傳輸和實時監(jiān)測、人員定位和管理等多 種功能，充分體現(xiàn)了井下設(shè)備自動化和智能化的發(fā)展趨勢，能夠有效地解決井下安全問題。
權(quán)利要求一種礦燈，包括照明模塊，所述照明模塊由燈頭和燈頭供電電路構(gòu)成，數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊由傳感器和傳感器電路構(gòu)成，數(shù)據(jù)處理模塊，電源模塊，所述照明模塊與電源模塊相連，所述數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊相連，數(shù)據(jù)處理模塊與電源模塊相連，其特征在于所述礦燈還包括一個無線通信模塊，該無線通信模塊與數(shù)據(jù)處理模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦燈，其特征在于，電源模塊包括電池盒和聚合物鋰離子充 電電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦燈，其特征在于，所述電源模塊包括穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路 與數(shù)據(jù)采集模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊的電源端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦燈，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊具有溫度傳感器、甲烷 傳感器、一氧化碳傳感器、硫化氫傳感器以及調(diào)試測試器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦燈，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括報警模塊，用于 向礦工發(fā)出危險警報信號；微處理器以及存儲器，微處理器可以控制數(shù)據(jù)采集模塊進行采 集數(shù)據(jù)并處理采集來的數(shù)據(jù)，控制所述報警模塊執(zhí)行超限報警；按鍵模塊，用于輸入報警上 下限。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的礦燈，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊還包括看門狗，對處理 器提供硬件看門狗功能，在處理器不能正常工作的狀況下進行系統(tǒng)復(fù)位。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的礦燈，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊還包括顯示模塊，用于 顯示設(shè)置的報警上下限以及傳感器采集的溫度和有害氣體濃度數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的礦燈，其特征在于，所述顯示模塊為LED數(shù)字顯示電路，所述 數(shù)字顯示電路位于電池模塊上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦燈，其特征在于，所述無線通信模塊包括無線數(shù)據(jù)傳輸模 塊，以無線方式將傳感器采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給通信基站；以及人員定位模塊，通過無線信號實 現(xiàn)對井下人員的實時定位和位置跟蹤；微帶天線，接收和發(fā)送無線信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的礦燈，其特征在于，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊采用ZigBee芯片。
專利摘要本實用新型提供了一種多功能礦燈，具有電池殼、電路板、電池、燈頭，其中電路板具有、微型傳感器、低功耗微處理器、存儲器、看門狗、蜂鳴器、ZigBee芯片以及微帶天線。該模塊能夠?qū)掠卸居泻怏w進行傳感監(jiān)測，并且能夠無線傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用礦燈蓄電池供電，方便礦工隨身攜帶，移動性強。
文檔編號H05B37/00GK201754636SQ20102012915
公開日2011年3月2日 申請日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者朱靖 申請人:常熟市智勝信息技術(shù)有限公司