一种煤矿井下摄像仪及监控系统的制作方法

本发明涉及煤矿安全技术领域，具体而言，涉及一种煤矿井下摄像仪及监控系统。

背景技术：

煤矿行业作为一个高危行业，危险随时可能发生，安全问题显得尤为重要。为了贮存全矿井井下涌水和沉淀涌水泥沙等目的，都需要在煤矿内设置水仓。

水仓一般位于井底车场水平以下，由两条相互独立、断面相同的一组巷道组成的贮水巷道。水仓由主仓(内水仓)和副仓(外水仓)组成，水仓的入口一般位于井底车场巷道标高的最低点，末端与水泵房吸水井或配水井相连，水仓内铺设轨道和其他清理污泥的设备。水仓布置应根据井底车场形式、水泵硐室位置和围岩条件确定，水仓应避开松软、破碎的岩层和断层带。

现有的水仓监控系统，仅依赖水位传感器进行自动化排水。但由于井下水仓的恶劣环境，常常造成传感器损坏，导致水仓巷道被淹而不能被及时发现，且在专人到现场之前无法判断现场出现的具体情况。此外，工作人员无意中碰到传感器，使传感器发生移动，也会导致传感器的指示不准确，而耽误排水。因此，现有的水仓监控系统中，存在水位监控不准确导致排水不及时的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤矿井下摄像仪及监控系统，能够准确的监控水仓的水位，并能够及时进行排水。

第一方面，本发明实施例提供了一种煤矿井下摄像仪，包括用于监控煤矿井下的现场情况的若干摄像头，以及与所述摄像头连接的无线通讯数据卡；

所述摄像头通过所述无线通讯数据卡，与无线基站之间通讯。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述无线通讯数据卡为3G数据卡或4G数据卡。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，该煤矿井下摄像仪还包括与所述无线通讯数据卡相连的WiFi模块。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述WiFi模块包括WiFi接入子模块和WiFi热点子模块。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，该煤矿井下摄像仪还包括与所述摄像头连接的RS485通讯接口。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，该煤矿井下摄像仪还包括与所述RS485通讯接口连接的隔离模块。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述隔离模块的介电强度为2500V。

第二方面，本发明实施例还提供一种煤矿井下监控系统，其中包括上述的煤矿井下摄像仪。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，该煤矿井下监控系统还包括监控设备。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述煤矿井下摄像仪中设置有WiFi模块；

所述监控设备通过所述WiFi模块连接至互联网。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供的煤矿井下摄像仪中，包括用于监控煤矿井下的现场情况的若干摄像头，以及与摄像头连接的无线通讯数据卡。通过所设置的无线通讯数据卡，可以使摄像头与地面上的无线基站之间建立无线通讯数据通道。摄像头所监控的水仓水位等现场图像就能够实时传输至互联网，工作人员就可以通过互联网随时查看井下的水位等现场情况，并作出相应的措施。因此，使用本发明实施例提供的煤矿井下摄像仪，能够准确的监控水仓的水位，并能够及时进行排水。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的煤矿井下摄像仪的示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的煤矿井下监控系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

目前水仓监控系统仅依赖水位传感器进行自动化排水。但由于井下水仓的恶劣环境，常常造成传感器损坏，导致水仓巷道被淹而不能被及时发现，且在专人到现场之前无法判断现场出现的具体情况。此外，工作人员无意中碰到传感器，使传感器发生移动，也会导致传感器的指示不准确，而耽误排水。因此，现有的水仓监控系统中，存在水位监控不准确导致排水不及时的技术问题。

基于此，本发明实施例提供的一种煤矿井下摄像仪及监控系统，能够准确的监控水仓的水位，并能够及时进行排水。

实施例一：

如图1所示，本发明实施例提供了一种煤矿井下摄像仪，包括用于监控煤矿井下的现场情况的若干摄像头1，以及与摄像头1连接的无线通讯数据卡2。摄像头1的数量可根据实际需要设置，为方便描述，图1中仅示出一个摄像头1。

摄像头1通过无线通讯数据卡2，与无线基站之间通讯。这样，摄像头1就可以通过无线通讯数据卡2，与地面上的无线基站之间建立无线通讯数据通道。摄像头1所监控的水仓水位等现场图像就能够实时传输至互联网，工作人员就可以通过互联网随时查看井下的水位等现场情况，并作出相应的措施。

作为一个优选方案，无线通讯数据卡2为3G数据卡或4G数据卡，或者可以采用3G/4G数据卡(3G和4G通用的数据卡)。采用3G/4G数据卡配合摄像仪内置的高通高速芯片，可以实现3G/4G的高速上行和下行，其最大上行速度可达到50Mbps，最大下行速度可达到150Mbps，从而能够满足现场视频接入网络的带宽需求。

进一步的是，本发明实施例提供的煤矿井下摄像仪中，还包括与无线通讯数据卡2相连的WiFi模块3。

WiFi模块3中具体可以包括WiFi接入子模块31和WiFi热点子模块32。WiFi热点子模块32用于将摄像仪作为WiFi热点，供井下的手机、笔记本电脑等电子设备接入互联网。WiFi接入子模块31用于接入其他摄像仪建立的WiFi热点的网络。

摄像仪上电后，首先通过3G/4G数据卡注册到地面上的3G/4G无线基站，建立无线数据通道。然后由WiFi热点子32模块建立WiFi热点，实现网关的功能，由此建立的WiFi网络形成子网，方便井下摄像仪附近的电子设备接入网络，手机、笔记本电脑等电子设备就可以方便的连接到WiFi网络。

通过手机、笔记本电脑等电子设备，可以利用WiFi网络以无线的方式对其他防爆设备进行程序调试，而不需要打开防爆设备的上盖。相比之下，现有的防爆设备联网时，需要通过网线、光纤等连接，在井下调试设备程序、设置参数，常常需要将防爆设备断电，再打开上盖进行调试，而频繁打开防爆设备的上盖调试是非常费时费力的。本发明实施例利用WiFi网络，能够以无线通讯的方式调试防爆设备，因此有效提高了防爆设备调试的便捷性，也降低了频繁打开防爆设备上盖的安全隐患。

此外，还可以利用WiFi网络，实现远程电脑(或者手机)连入服务器，进行访问设备数据、查看现场视频情况等工作，从而能够实时监控摄像仪拍摄的水仓等现场情况。

作为一个优选方案，本发明实施例提供的煤矿井下摄像仪中，还包括与摄像头1连接的RS485通讯接口4，从而兼容更多的现场通讯方式，并能够方便现场RS485总线设备的接入。

RS485通讯接口4采用差分信号负逻辑，+2V～+6V表示“0”，-6V～-2V表示“1”。RS485通讯接口4分为两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，所以现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构，在同一总线上最多可以挂接32个结点。

RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准是由电信行业协会和电子工业联盟定义的。使用该标准的数字通信网络能够在远距离条件下，以及电子噪声大的环境下有效传输信号。因此，RS485使得廉价的本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能。

进一步的是，本发明实施例提供的煤矿井下摄像仪中，还包括与RS485通讯接口4连接的隔离模块5，隔离模块5的介电强度优选为2500V。由于井下与地面的接地电位存在差异，因此通过隔离模块5传输数据，能够避免接地电位差造成的信号干扰、电火花等不良影响。

本发明实施例中采用的隔离模块5无需使用外部组件，接入5V电源即可工作，能够实现线路收发器和逻辑接口之间2500V的隔离。此隔离模块5非常适合于煤矿井下等接地环路断开的系统，在允许很大的共模电压变化下，保证不间断的通信。

本发明实施例提供的煤矿井下摄像仪中，包括用于监控煤矿井下的现场情况的摄像头1，以及与摄像头1连接的无线通讯数据卡2。通过所设置的无线通讯数据卡2，可以使摄像头1与地面上的无线基站之间建立无线通讯数据通道。摄像头1所监控的水仓水位等现场图像就能够实时传输至互联网，工作人员就可以通过互联网，在地面随时查看井下的水位等现场情况，便于分析实际情况，并作出相应的措施。因此，使用本发明实施例提供的煤矿井下摄像仪，能够准确的监控水仓的水位，并能够及时进行排水，解决了现有技术采用水位传感器，存在的水位监控不准确导致排水不及时的技术问题。

另外，现有的井下设备通讯通常采用硬节点通讯，或采用RS485总线进行通讯，通讯调试比较麻烦，需要将通讯设备打开并接RS485转USB设备才能进行数据监测调试。而本发明实施例中通过设置WiFi模块3，采用WiFi网络的无线通讯方式，仅仅需要在手机或笔记本电脑进行设置，即可实现各种设备的联网，避免了RS485通讯方式繁杂的接线工作。

实施例二：

如图2所示，本发明实施例提供一种煤矿井下监控系统，其中包括上述实施例提供的煤矿井下摄像仪。

该煤矿井下监控系统还包括若干监控设备6，具体可以是笔记本电脑、手机等电子设备。本实施例中的煤矿井下摄像仪中设置有WiFi模块3，所以监控设备6能够通过摄像仪中的WiFi模块3连接至互联网。

监控设备6除了实现监控功能以外，还可以利用WiFi网络以无线的方式对其他防爆设备进行程序调试，而不需要打开防爆设备的上盖。相比于现有技术，本发明实施例利用WiFi网络，能够以无线通讯的方式调试防爆设备，因此有效提高了防爆设备调试的便捷性，也降低了频繁打开防爆设备上盖的安全隐患。

本发明实施例提供的煤矿井下监控系统，与上述实施例一提供的煤矿井下摄像仪具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

需要注意的是，在本发明实施例的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。