技术领域

本发明涉及煤矿安全生产监测系统技术领域，具体是一种基于物联网技术的矿用智能安全帽设计方法。

技术背景

在我国经济迅猛发展的形势下，虽然我国煤矿安全生产状况得到了极大改善，但是生产事故却偶有发生。随着国家对工人安全管理的不断重视，煤矿行业在信息化管理技术上不断探索创新，一些大型国有煤矿企业实施了以有线工业以太网、无线传感网络或物联网为通信网络核心的煤矿综合自动化系统平台，该系统的使用在一定程度上提高了煤矿的安全管理水平。煤矿物联网的建设主要围绕三个方面，即：①认识井下人员周围的安全环境，实现主动的安全；②认识矿山重大灾害风险，实现各类灾害事故的预报和预警；③认识矿山重大设备工作的健康状况，实现可预测的维护。安全头盔是井下人员不可缺少的防护装备。传统的头盔仅具有头部防护作用，无法对周围环境进行主动预测，更无法对工作人员是否正确佩戴进行监管。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于物联网技术的矿用智能安全帽设计方法；已解决上述背景技术中提出的问题，所具有的有益效果是：可以多方面、全时段、不受地域限制的实现对矿下工人作业环境、工人位置、是否正确佩戴安全帽等安全信息的检测以及通过实时对话及时提醒沟通的功能，以实现矿下安全生产的目的。

本发明结合物联网、无线传感网络技术在煤矿行业的应用，所设计的智能安全头盔是煤矿物联网系统的一种智能终端。

为实现发明目的采取如下的技术方案：

一种基于物联网技术的矿用智能安全帽设计方法，其特征在于：以物联网技术作为基础，以STM32F103作为智能安全帽终端的主控芯片。与主控芯片相连的MQ2、MQ7以及HTU21D作为环境信息采集模块；与主控芯片相连的RFID作为定位模块；与主控芯片相连的压力传感器作为佩戴异常预警模块；与主控芯片相连的SIM800C作为无线通信模块；与主控芯片相连的蜂鸣器作为报警提醒模块。其硬件原理图如图1所示。

作为优选，本发明提供的一种基于物联网技术的矿用智能安全帽设计方法，与主控芯片相连的HTU21D主要用来采集工作环境的温湿度信息。

作为优选，本发明提供的一种基于物联网技术的矿用智能安全帽设计方法，与主控芯片相连的MQ2、MQ7分别用来采集工作环境中的瓦斯和一氧化碳等有毒气体的浓度。

作为优选，本发明提供的一种基于物联网技术的矿用智能安全帽设计方法，与主控芯片相连的RFID主要用来对矿工所在位置进行定位。

作为优选，本发明提供的一种基于物联网技术的矿用智能安全帽设计方法，与主控芯片相连的压力传感器主要用来检测矿工是否正确佩戴安全帽。

作为优选，本发明提供的一种基于物联网技术的矿用智能安全帽设计方法，与主控芯片相连的SIM800C主要用来上传其他传感器所采集到的数据以及实现语音通话。

作为优选，本发明提供的一种基于物联网技术的矿用智能安全帽设计方法，与主控芯片相连的蜂鸣器主要用来报警提醒。

本发明与现有的技术相比，其有益效果体现在可以实现对矿工工作环境的主要安全数据进行采集，以实现对工作环境安全性的监测及预警。将采集到的数据通过通信模块上传至云平台，可以实现随时随地的查看工作环境的安全性，必要时做出快速的处理。还可以实现与管理人员通话，再发生安全事故等情况下快速的取得联系。

附图说明

图1是本发明基于物联网技术的矿用智能安全帽硬件设计框图。

图2是本发明系统整体架构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所述的实施例仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，本发明提供的一种具体的实施例：一种基于物联网技术的矿用智能安全帽设计方法，如图2所示，矿下工作人员(12)的头部佩戴一顶本发明的智能安全帽终端监测设备(13)，终端监测设备部分的设计如下，主控芯片采用如图1中的STM32F103(8)所示，与主控芯片相连的温湿度传感器如图1中的HTU21D(3)，与主控芯片相连的MQ2、MQ7(2)，与主控芯片相连的RFID(6)，与主控芯片相连的压力传感器(1)，与主控芯片相连的SIM800C(8、9)。上电初始化后终端将开始采集数据。在温湿度、有毒气体浓度、压力数值等数据在异常时通过通信模块上传到云平台，同时在PC端、移动端等上位机中可以查看。当终端检测到的数据超出所设定的阈值时，报警模块就会报警，提醒工人注意，同时数据将传至云平台，上位机端也会进行报警提示管理人员及时查看处理，通过语音可以和地下矿工取得联系，指挥其进行处理。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。