一种矿山下井罐笼人员检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及矿井安全技术领域，尤指一种矿山下井罐笼人员检测系统。


背景技术：

2.在矿山下井时，为了保证人员的安全，需要精准的掌握人员下井情况。现有的人数检测方法有采用无源的rfid卡与读卡分站、红外线检测、计算机视觉检测等。
3.但是，在矿山复杂的环境下，采用无源的rfid卡与读卡分站在操作过程中，存在着工作人员进出时经常忘记刷卡的情况，这样会导致下井人员数据不准确，并且当人数超过罐笼限定人数时，没有明显的响应信息提示；红外线计数则对到其他光源比较敏感，使用起来限制太多，而且最大的弊端是无论是过人还是过物都会进行统计，造成多计情况的发生，当多人并排进入的时候，只统计了一次，造成少计数情况的发生，且随着时间的推移，这种误差会累加的越大；计算机视觉检测是一种先进的检测技术，但其设备价格昂贵算法复杂，后期维护困难，不适合普及。因此，需要一种人员人数检测更精准，能够避免重复计数或少记数，且成本更低，适合普及的罐笼人员检测系统。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种矿山下井罐笼人员检测系统，该方案的人员人数检测更精准，能够避免重复计数或少记数，且设备成本更低，适合普及，有利于更好的保证矿井人员安全。
5.本实用新型提供的技术方案如下：
6.本实用新型提供一种矿山下井罐笼人员检测系统，包括：
7.阅读器，安装罐笼内，用于向所述罐笼内发射射频信号；
8.有源射频卡，用于接收所述射频信号，并向所述阅读器发射携带所述有源射频卡内存储人员信息的脉冲信号；
9.信号发射器，与所述阅读器通信连接，用于在所述阅读器接收所述脉冲信号时，将所述阅读器收集的人员信息通过微波信号发射出去；
10.若干个信号接收器，分别安装矿井的各个井层，用于在所述罐笼经过对应的井层时接收所述微波信号；
11.若干个显示器，分别安装矿井的各个井层，并分别与对应的所述信号接收器连接，用于在所述罐笼经过对应的井层时显示所述罐笼内的人员信息。
12.具体的，在本方案中，采用无线射频技术，无线射频识别技术(radio frequency identification,简称rfid)或称射频识别技术，是一种非接触式自动识别技术，射频识别系统主要由标签或称射频卡(tag)、阅读器(reader)、天线(antenna)、计算机网络(network)以及一些应用系统(application system)组成。
13.通过将阅读器安装在罐笼内，能够向罐笼内发射射频信号，矿井工作人员均随身携带有源射频卡，当带有有源电子标签的人员进入罐笼内时，所携带的有源射频卡会被该
射频信号激活，有源射频卡依靠自身的电池驱动工作电路，将标签所储存的信息通过脉冲信号发送出去，阅读器在接收脉冲信号后，能够将收集到的各个信息通过信号发射器发送出去，信号接收器在接收到信号后，能够将罐笼内的人员信息通过显示器显示。
14.由于本方案在矿井的各个井层均安装信号接收器和显示器，使得随着罐笼的升降，信号发射器能够时刻发送携带罐笼内人员信息的信号，而各个井层的信号接收器在接收到信号后，能够及时的在各个井层反映罐笼人员信息，使得罐笼人员的检测更方便，避免因各个井层人员变动而频繁检测；同时，本方案采用一人一卡，能够使人员人数检测更精准，避免重复计数或少记数；另外，该方案无需精密的视觉检测系统，使得设备的成本更低，适合普及，有利于更好的保证矿井人员安全。
15.具体的，人员信息可以包括下井员工工号、姓名及一些相关信息，具体可以根据实际需求调整，在通过显示器显示人员信息时，可以简单的显示人员数量，也可以显示各个员工的具体信息。
16.进一步地，还包括：控制端，所述控制端与各个所述信号接收器连接，用于解析所述微波信号，获得所述罐笼内的人员信息，并将人员信息发送至对应的所述显示器。
17.通过设置控制端，能够收集信号发射器发射的各个与罐笼人员对应的微波信号，并解析获得对应的罐笼人员，以便将罐笼人员相关信息发送至对应井层的显示器进行显示。
18.为了方便管理人员实时掌握罐笼最新人员动态，系统中采用b/s模式，可以简单打开浏览器访问后台服务器查看罐笼的当前乘坐人数，并可以根据需要使用大数据分析和简单计算了解人员轨迹、下井记录以及井下各层的人员分布情况。
19.进一步地，还包括：若干个报警器，分别安装矿井的各个井层，并与所述控制端连接，用于在所述罐笼超员或超载时报警。
20.通过在矿井的各个井层设置报警器，能够在罐笼超员或超载时报警，从而提醒相关人员罐笼情况。
21.进一步地，还包括：提升装置，与所述控制端连接，用于在所述控制端的控制下驱动所述罐笼升降。
22.通过设置提升装置，且提升装置与控制端连接，使得在控制端获得罐笼人员情况，且罐笼人员未超载时控制提升装置启动，实现罐笼的升降。具体的，提升装置可以为电动机等，可以根据实际情况进行选择。
23.进一步地，所述控制端通过交换机连接有若干个终端。
24.通过设置若干个与控制端连接的终端，如平板、pc端等，能够便于工作人员及时查看罐笼人员检测情况，以及控制系统的运行。
25.进一步地，所述罐笼上还安装有风力发电装置，用于在所述罐笼升降时进行发电，
26.所述风力发电装置与所述阅读器连接，用于所述阅读器的供能。
27.由于罐笼在矿井内升降时，会带动空气的流动，通过风力发电装置能够进行发电，以提供罐笼内阅读器的供电。当然，若发电量较多，也可以用于其它供电。
28.进一步地，所述阅读器安装在所述罐笼的内壁顶端，且所述阅读器连接有天线。
29.通过天线能够使阅读器发射的射频信号覆盖罐笼的全部范围，避免存在检测死角，影响检测精度。
30.进一步地，所述信号接收器位于矿井内壁的同一侧，且所述信号发射器朝向所述信号接收器设置。
31.通过将信号接收器设置在矿井内壁的同一侧，且信号发射器朝向信号接收器设置，能够便于信号的传递，避免信号传递受阻，影响最终的检测结果。
32.进一步地，所述罐笼的外侧设置有屏蔽罩。
33.受罐笼形状和其他不确定性原因影响，射频信号覆盖范围很难控制，阅读器可能会接收到周围携带电子标签但不下井的工作人员的信息，矿井的发电机、水泵、电动机，都会使电磁环境异常嘈杂，电子标签发射射频信号的功率很低很容易被淹没掉，为了防止这种影响，可以在罐笼上加装屏蔽罩。
34.进一步地，所述阅读器通过rs
‑
232串口与所述信号发射器连接。
35.根据本实用新型提供的一种矿山下井罐笼人员检测系统，具有以下有益效果：
36.(1)由于本方案在矿井的各个井层均安装信号接收器和显示器，使得随着罐笼的升降，信号发射器能够时刻发送携带罐笼内人员信息的信号，而各个井层的信号接收器在接收到信号后，能够及时的在各个井层反映罐笼人员信息，使得罐笼人员的检测更方便，避免因各个井层人员变动而频繁检测。
37.(2)本方案采用一人一卡，能够使人员人数检测更精准，避免重复计数或少记数。
38.(3)本方案无需精密的视觉检测系统和检测仪器，使得设备的成本更低，适合普及，有利于更好的保证矿井人员安全。
附图说明
39.下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本方案的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
40.图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；
41.图2是本实用新型实施例的工作流程示意图。
42.图中标号：1
‑
阅读器；2
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信号发射器；3
‑
信号接收器；4
‑
显示器；5
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控制端；6
‑
报警器；7
‑
提升装置；8
‑
交换机；9
‑
风力发电装置。
具体实施方式
43.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图，并获得其他的实施方式。
44.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
45.实施例1
46.本实用新型的一个实施例，如图1所示，本实用新型提供一种矿山下井罐笼人员检测系统，包括阅读器1、有源射频卡(为罐笼内人员随身携带，图中未具体画出)、信号发射器
2、信号接收器3和显示器4。
47.阅读器1安装罐笼内，用于向罐笼内发射射频信号；有源射频卡用于接收射频信号，并向阅读器1发射携带有源射频卡内存储人员信息的脉冲信号。
48.信号发射器2与阅读器1通信连接，用于在阅读器1接收脉冲信号时，将阅读器1收集的人员信息通过微波信号发射出去。
49.优选的，在本实施例中，阅读器1通过rs
‑
232串口与信号发射器2连接，在其它实施例中，还可以选用其它类似串口实现信号的传递。
50.若干个信号接收器3，分别安装矿井的各个井层，用于在罐笼经过对应的井层时接收微波信号。
51.若干个显示器4分别安装矿井的各个井层，并分别与对应的信号接收器3连接，用于在罐笼经过对应的井层时显示罐笼内的人员信息。
52.具体的，在本方案中，采用无线射频技术，无线射频识别技术(radio frequency identification,简称rfid)或称射频识别技术，是一种非接触式自动识别技术，射频识别系统主要由电子标签或称有源射频卡(tag)、阅读器(reader)、天线(antenna)、计算机网络(network)以及一些应用系统(application system)组成。
53.通过将阅读器1安装在罐笼内，能够向罐笼内发射射频信号，矿井工作人员均随身携带有源射频卡，当带有有源射频卡的人员进入罐笼内时，所携带的有源射频卡会被该射频信号激活，有源射频卡依靠自身的电池驱动工作电路，将标签所储存的信息通过脉冲信号发送出去，阅读器1在接收脉冲信号后，能够将收集到的各个信息通过信号发射器2发送出去，信号接收器3在接收到信号后，能够将罐笼内的人员信息通过显示器4显示。
54.由于本方案在矿井的各个井层均安装信号接收器3和显示器4，使得随着罐笼的升降，信号发射器2能够时刻发送携带罐笼内人员信息的信号，而各个井层的信号接收器3在接收到信号后，能够及时的在各个井层反映罐笼人员信息，使得罐笼人员的检测更方便，避免因各个井层人员变动而频繁检测；同时，本方案采用一人一卡，能够使人员人数检测更精准，避免重复计数或少记数；另外，该方案无需精密的视觉检测系统，使得设备的成本更低，适合普及，有利于更好的保证矿井人员安全。
55.具体的，人员信息可以包括下井员工工号、姓名及一些相关信息，具体可以根据实际需求调整，在通过显示器显示人员信息时，可以简单的显示人员数量，也可以显示各个员工的具体信息。
56.实施例2
57.本实用新型的一个实施例，如图1所示，在实施例1的基础上，本实用新型提供的矿山下井罐笼人员检测系统还包括：控制端5，控制端5为中心控制系统，控制端5与各个信号接收器3连接，用于解析微波信号，获得罐笼内的人员信息，并将人员信息发送至对应的显示器4。
58.通过设置控制端5，能够收集信号发射器2发射的各个与罐笼人员对应的微波信号，并解析获得对应的罐笼人员，以便将罐笼人员相关信息发送至对应井层的显示器4进行显示。
59.为了方便管理人员实时掌握罐笼最新人员动态，系统中采用b/s模式，可以简单打开浏览器访问后台服务器查看罐笼的当前乘坐人数，并可以根据需要使用大数据分析和简
单计算了解人员轨迹、下井记录以及井下各层的人员分布情况。
60.优选的，本实用新型提供的矿山下井罐笼人员检测系统还包括：若干个报警器6，分别安装矿井的各个井层，并与控制端5连接，用于在罐笼超员或超载时报警。
61.通过在矿井的各个井层设置报警器6，能够在罐笼超员或超载时报警，从而提醒相关人员罐笼情况。
62.优选的，本实用新型提供的矿山下井罐笼人员检测系统还包括提升装置7，提升装置7与控制端5连接，用于在控制端5的控制下驱动罐笼升降。
63.通过设置提升装置7，且提升装置7与控制端5连接，使得在控制端5获得罐笼人员情况，且罐笼人员未超载时控制提升装置7启动，实现罐笼的升降。具体的，提升装置7可以为电动机等，可以根据实际情况进行选择。
64.优选的，控制端5通过交换机8连接有若干个终端。
65.通过设置若干个与控制端5连接的终端，如平板、pc端等，能够便于工作人员及时查看罐笼人员检测情况，以及控制系统的运行。
66.具体的，如图2所示，本系统的具体工作流程为：罐笼内设置有阅读器1内，能够向罐笼内发射射频信号；矿井工作人员均随身携带有源射频卡，当带有有源射频卡的人员进入罐笼内时，所携带的有源射频卡会被该射频信号激活，有源射频卡依靠自身的电池驱动工作电路，将标签所储存的信息通过脉冲信号发送出去；阅读器1在接收脉冲信号后，能够将收集到的各个信息通过信号发射器2发送出去；信号接收器3在接收到信号后，通过控制端5进行解析，能够获得罐笼内的人员信息，并通过显示器4显示；若罐笼内人员人数在规定范围内，则控制提升装置7启动，并且将人员相关数据上传到数据库；若罐笼内人员人数超出规定范围，则通过显示器4警告，并通过报警器6报警，以提醒人员超载。
67.实施例3本实用新型的一个实施例，如图1所示，在实施例1或2的基础上，罐笼上还安装有风力发电装置9，用于在罐笼升降时进行发电，风力发电装置9与阅读器1连接，用于阅读器1的供能。
68.由于罐笼在矿井内升降时，会带动空气的流动，通过风力发电装置9能够进行发电，以提供罐笼内阅读器1的供电。当然，若发电量较多，也可以用于其它供电。
69.优选的，阅读器1安装在罐笼的内壁顶端，且阅读器1连接有天线。
70.通过天线能够使阅读器1发射的射频信号覆盖罐笼的全部范围，避免存在检测死角，影响检测精度。
71.优选的，信号接收器3位于矿井内壁的同一侧，且信号发射器2朝向信号接收器3设置。
72.通过将信号接收器3设置在矿井内壁的同一侧，且信号发射器2朝向信号接收器3设置，能够便于信号的传递，避免信号传递受阻，影响最终的检测结果。
73.优选的，罐笼的外侧设置有屏蔽罩。
74.受罐笼形状和其他不确定性原因影响，射频信号覆盖范围很难控制，阅读器可能会接收到周围携带电子标签但不下井的工作人员的信息，矿井的发电机、水泵、电动机，都会使电磁环境异常嘈杂，电子标签发射射频信号的功率很低很容易被淹没掉，为了防止这种影响，可以在罐笼上加装屏蔽罩。
75.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的
优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。