具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置、系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置、系统，该监控装置包括：井下数据通信模块，用于通过井下分站数据总线截取煤矿单井监控系统的数据，并将所接收的数据发送给解析模块；解析模块，用于对所述井下数据通信模块所截取的数据进行解析，并将解析过后的数据发送至数据处理模块；数据处理模块，用于处理解析模块和网络模块所发送的数据，进行实时的数据收发及上传和网络掉线后数据的保存及还原；网络模块，用于将数据处理模块发送的数据上传至远程综合监控平台和接收远程综合监控平台的数据并发送给数据处理模块。本发明可以直接对井下分站的数据进行实时解析并上传，大大提高了整个系统的稳定性。
【专利说明】具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置、系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及安全监控系统领域，尤其是涉及一种具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置、系统。
【背景技术】
[0002]我国煤炭资源丰富，但开采条件复杂，自然灾害严重，47%的矿井属于高瓦斯或瓦斯突出矿井。在当前煤炭市场需求旺盛的推动下，部分煤矿存在突击生产或盲目超产现象，造成近几年矿井安全事故发生率居高不下。为保障煤矿的安全生产，除进一步加强煤矿安全管理意识外，关键是建立煤矿安全监测监控系统，形成煤矿井上、井下可靠的安全预警机制和管理决策信息通道。
[0003]现有的煤矿安全监控系统分为两大部分:煤矿安全远程监控综合管理系统和煤矿瓦斯单井监控系统，其中，煤矿安全远程监控综合管理系统由四个部分组成:监控平台网页、平台数据分析软件、平台数据接收软件和矿端数据上传软件；煤矿瓦斯单井监控系统由四个部分组成:井下传感器、井下分站、单井系统监控软件和井下数据生成软件。矿端数据上传软件通过读取井下数据生成软件生成的文档来实现煤矿数据的实时上传，而由于井下数据生成软件的不稳定导致了整个基础系统运行的不稳定，并且现有系统不具备实时语音通话和语音报警功能，因此需要构造一种硬件装置来代替该井下数据生成软件，直接对井下分站的数据进行实时解析并上传。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于:目前煤矿安全监控系统中，矿端数据上传软件通过读取井下数据生成软件生成的文档来实现煤矿数据的实时上传，而由于井下数据生成软件的不稳定导致了整个基础系统运行的不稳定，并且原有系统不具备语音通话、语音报警功能。本发明构造了一种硬件装置来代替该井下数据生成软件，直接对井下分站的数据进行实时解析并上传，可以确保实时数据上传的稳定性。同时本发明具备了实时的语音对讲功能，远程综合监控平台人员可以和现场人员实时对讲，方便沟通和调度。本发明还提供了语音报警功能，当监测到井下传感器数据异常，本监控装置会自动发出语音警报，通知相关人员。
[0005]本发明的发明目的通过以下技术方案来实现:
一种具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置，其特征在于，该监控装置包括:井下数据通信模块，用于通过井下分站数据总线截取煤矿单井监控系统的数据，并将所接收的数据发送给解析模块；解析模块，用于对所述井下数据通信模块所截取的数据进行解析，并将解析过后的数据发送至数据处理模块；数据处理模块，用于处理解析模块和网络模块所发送的数据，进行实时的数据收发及上传和网络掉线后数据的保存及还原；网络模块，用于将数据处理模块发送的数据上传至远程综合监控平台和接收远程综合监控平台的数据并发送给数据处理模块。[0006]优选的，该装置还包括音频模块，用于将接收到的语音信号进行模数转换并发送给数据处理模块，同时对数据处理模块发送来的数据进行数模转换并发送给音频输出接□。
[0007]优选的，该装置还包括USB模块，用于读写外接USB存储设备。
[0008]优选的，该装置还包括指示灯模块，用于状态指示和发生故障时的指示灯报警提
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[0009]优选的，该装置还包括SD卡模块，用于读写SD卡数据，进行数据处理模块中软件的更新升级。
[0010]优选的，该装置还包括看门狗模块，用于监控系统的状态，防止系统进入死循环。
[0011]优选的，所述的音频模块包括:滤波器，用于对接收到的语音信号进行滤波并发送给模数转换器；模数转换器，用于接收滤波后的信号并将其转换成数字信号，然后将该数字信号发送给数据处理模块，然后数据处理模块将该数字信号通过网络模块发送至监控平台；数模转换器，用于将数据处理模块通过网络模块接收到的监控平台发送的数据转换成模拟信号，然后发送给放大器；放大器，用于将数模转换器发送的模拟信号放大并发送至音频输出接口。
[0012]一种包含权利要求1所述装置的系统，其特征在于，该系统包括远程综合监控平台、交换机、单井系统主机、多个井下分站和权利要求1所述监控装置，所述的远程综合监控平台通过交换机与单井系统主机连接，所述的单井系统主机通过井下分站数据总线与多个井下分站连接通信，权利要求1所述监控装置一端直接与井下分站数据总线连接，另一端与交换机连接，监控装置截取井下分站数据总线上的数据并上传给远程综合监控平台。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果..本发明的监控装置可用于代替煤矿瓦斯单井监控系统的井下数据生成软件所提供的功能，可以对煤矿瓦斯单井监控系统数据进行截取，并为煤矿安全远程监控综合平台提供数据上传，其数据主要是对安全监督手段提供有益补充，不影响原有数据生成软件的工作，解决了由于井下数据生成软件的不稳定导致了整个煤矿安全远程监控综合管理系统运行的不稳定的问题；并在此基础上增加了实时语音对讲功能，使平台人员可与现场人员直接交流并进行调度；另外还增加了语音报警功能，可以及时发出故障警报。
[0014]【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置在整个煤矿安全监控系统中的接入方式示意图；
图2是本发明的具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置的结构示意图；
图3是本发明的具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置中视频模块的原理框图；
图4是本发明的具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置工作流程示意图；图5是本发明的具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置的数据处理单元的工作流程流程图。
[0016]【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0018]实施例
本发明的具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置在整个煤矿安全监控系统中的接入方式示意图如图1所示，其核心思想在于，由于现有单井系统主机中的井下数据生成软件的不稳定导致了整个煤矿安全远程监控综合管理系统运行的不稳定，使系统起不到原定的安全监控管理功能，本发明绕过单井系统主机及井下数据生成软件，直接从单井系统的井下分站数据总线上对单井系统井下分站总线的数据进行截取，并为煤矿安全远程监控综合管理系统提供数据上传，同时不会影响到原有单井系统井下数据生成软件的工作；增加了实时语音对讲功能，使平台人员可与现场人员直接交流并进行调度；增加了语音报警功能，可以及时发出故障警报。具体的，本发明系统包括远程综合监控平台、交换机、单井系统主机、多个井下分站和监控装置。远程综合监控平台通过交换机与单井系统主机连接，单井系统主机通过井下分站数据总线与多个井下分站连接通信(如图分站1、2…N)，各分站下设若干传感器1、2..N。监控装置一端直接与井下分站数据总线连接，另一端与交换机连接，监控装置截取井下分站数据总线上的数据并上传给远程综合监控平台。
[0019]本发明所述具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置具体结构如图2所示，图中示出了基本模块:井下数据通信模块、解析模块、数据处理模块、网络模块，其他辅助模块:USB模块、音频模块、S D卡模块和指示灯模块。从图中可以看出，井下数据通信模块截取单井系统的井下分站数据总线数据后发送给解析模块进行解析，解析模块将解析后的数据发送至数据处理模块，数据处理模块对从解析模块接收到的数据进行处理，进而控制网络模块进行数据上传或控制USB模块进行数据存储、控制语音模块进行语音的接收和播放、控制指示灯模块进行状态指示和故障报警指示。
[0020]具体说明如下:具体包括:井下数据通信模块、解析模块、数据处理模块、网络模块、USB模块、音频模块、指示灯模块和SD卡模块，其中，
井下数据通信模块用于通过井下分站数据总线截取煤矿单井监控系统的数据，并将所接收的数据发送给解析模块；
解析模块用于对所述井下数据通信模块所截取的数据进行解析，并将解析过后的数据发送至数据处理模块；
数据处理模块用于处理解析模块和网络模块所发送的数据，进行实时的数据收发及上传和网络掉线后数据的保存及还原，并负责监控装置的系统配置、系统自检、各模块控制和故障报警功能；
网络模块用于数据处理模块与远程监控平台的通信，即将数据处理模块发送的数据上传至程监控平台和接收远程监控平台的数据并发送给数据处理模块；
音频模块提供了音频输入接口和音频输出接口，用于实时语音通话和发生故障时的语音报警，即将音频输入接口接收的语音信号(由麦克风产生)进行模数转换并发送给数据处理模块，同时接收数据处理模块的数据进行数模转换并发送给音频输出接口，该音频输出接口直接接扬声器；
USB模块用于读写外接USB存储设备，从而实现数据的储存和还原； 指示灯模块用于状态指示和发生故障时的指示灯报警提示；
SD卡模块提供了 SD卡接口，用于读写SD卡数据，进行数据处理模块FLASH中软件的更新升级。
[0021]本发明还包括看门狗模块、Flash存储模块、内存模块和电源管理芯片，看门狗模块用于监控系统的状态，防止系统进入死循环，Flash存储模块用于储存实现所述功能所需要的应用程序，内存模块用于运行所述应用程序，电源管理芯片用于其他各模块的供电管理。
[0022]图3给出了煤矿用数据监控装置的音频模块工作原理框图，从图中可以看出，所述音频模块具体包括滤波器、模数转换器、数模转换器、放大器。其中滤波器用于对接收到的音频接口输入的信号进行滤波并发送给模数转换器；模数转换器用于接收滤波后的信号并将其转换成数字信号，然后将该数字信号发送给数据处理模块，数据处理模块可将该数字信号处理后通过网络模块发送至远程综合监控平台；同时，数据处理模块通过网络模块接收远程综合监控平台发送的数据，并将其中的音频数据进行处理，然后发送给所述数模转换器，数模转换器将其转换成模拟信号，然后发送给放大器；放大器用于将数模转换器发送的模拟信号放大并发送至音频播放接口，这样就实现了音频对讲通话。当系统发生故障时，数据处理模块直接向模数转换器发送报警信号，数模转换器将其转换成模拟信号，然后发送给放大器，放大器再将数模转换器发送的模拟信号放大并发送至音频播放接口，这样就可以通过外接音响实现语音报警。
[0023]图4给出了具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置工作流程示意图，从图中可以看出，系统首先初始化工作环境:软件环境定时监控功能、网络连接定时监控功能、配置文件传输服务，然后进行启动配置:启动串口通信模块、启动程序运行控制模块、启动网络通信模块、启动网络监测模块，对监测到的数据进行解析，再打包上传到远程监控平台。
[0024]图5给出了具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置的数据处理单元的工作流程流程图，从图中可以看出处理板首先初始化工作环境:包括软件环境和各硬件模块，然后进行启动配置，启动网络监测，启动功能模块监测，将接收到得数据存储到Flash芯片，在内存中对数据进行加工打包，然后控制网络模块进行数据发送，同时数据芯片一直对看门口发送喂狗信号，当喂狗中断时，系统自动重启，并发送故障警报。
[0025]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置，其特征在于，该监控装置包括: 井下数据通信模块，用于通过井下分站数据总线截取煤矿单井监控系统的数据，并将所接收的数据发送给解析模块； 解析模块，用于对所述井下数据通信模块所截取的数据进行解析，并将解析过后的数据发送至数据处理模块； 数据处理模块，用于处理解析模块和网络模块所发送的数据，进行实时的数据收发及上传和网络掉线后数据的保存及还原； 网络模块，用于将数据处理模块发送的数据上传至远程综合监控平台和接收远程综合监控平台的数据并发送给数据处理模块。
2.根据权利要求1所述的一种具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置，其特征在于，该装置还包括音频模块，用于将接收到的语音信号进行模数转换并发送给数据处理模块，同时对数据处理模块发送来的数据进行数模转换并发送给音频输出接口。
3.根据权利要求1所述的一种具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置，其特征在于，该装置还包括USB模块，用于读写外接USB存储设备。
4.根据权利要求1所述的一种具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置，其特征在于，该装置还包括指示灯模块，用于状态指示和发生故障时的指示灯报警提示。
5.根据权利要求1所述的一种具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置，其特征在于，该装置还包括SD卡模块，用于读写SD卡数据，进行数据处理模块中软件的更新升级。
6.根据权利要求1所述的一种具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置，其特征在于，该装置还包括看门狗模块，用于监控系统的状态，防止系统进入死循环。
7.根据权利要求2所述的一种具备语音通话和报警功能的矿用矿端数据监控装置，其特征在于，所述的音频模块包括: 滤波器，用于对接收到的语音信号进行滤波并发送给模数转换器； 模数转换器，用于接收滤波后的信号并将其转换成数字信号，然后将该数字信号发送给数据处理模块，然后数据处理模块将该数字信号通过网络模块发送至监控平台； 数模转换器，用于将数据处理模块通过网络模块接收到的监控平台发送的数据转换成模拟信号，然后发送给放大器； 放大器，用于将数模转换器发送的模拟信号放大并发送至音频输出接口。
8.一种包含权利要求1所述装置的系统，其特征在于，该系统包括远程综合监控平台、交换机、单井系统主机、多个井下分站和权利要求1所述监控装置，所述的远程综合监控平台通过交换机与单井系统主机连接，所述的单井系统主机通过井下分站数据总线与多个井下分站连接通信，权利要求1所述监控装置一端直接与井下分站数据总线连接，另一端与交换机连接，监控装置截取井下分站数据总线上的数据并上传给远程综合监控平台。
【文档编号】E21F17/18GK103498700SQ201310459871
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】柳春青, 况长虹, 邢保振, 孙贵涛 申请人:四川九洲电器集团有限责任公司