一种基于物联网的智能监控报警系统的制作方法

本发明涉及智能监控报警，具体为一种基于物联网的智能监控报警系统。

背景技术：

1、矿井是指在地下开采矿产资源的工程建筑物。矿井建设是一项以矿建为主，矿建、土建及机电安装三大工程综合的施工工程，工程量大，技术复杂，工期长，所需设备多，消耗材料量大。因此必须认真进行组织并加强管理，以确保工程建设质量和工期目标的实现。

2、随着计算机技术和网络技术的发展，目前广电、证券、银行、电信、政府、大中型企业等机构建设了大量的业务系统，部署运行着复杂基础软硬件设施和i t网络服务，包含安全设备、网络设备、服务器、数据库、环境设备等，导致了i t运维面临的结构复杂、异构性强、数据碎片、变化常态、指标不统一、机制板结、业务升级等问题。传统的希望通过增加值班人员或加强机房值班人员专业知识学习来保障业务正常运行，以难以达到理想的效果，并且增加了管理的复杂度，降低了处理异常事件的效率。如何建立规范、全面、统一化的运维管理平台，成为相关领域企业研究热点，而当故障发生时，如何快速准确地诊断定位故障变的至关重要。

3、目前，在矿井下进行工作时，矿井内存在大量的有害气体，但是现有技术对于有害气体的监测仍旧缺乏很好的处理，同时对于井下的环境温度监测、地质活动监测和通信安全问题无法得到有效的解决，给矿工的工作带来大量的不便，无法满足使用需求。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网的智能监控报警系统，解决了在矿井下进行工作时，矿井内存在大量的有害气体，但是现有技术对于有害气体的监测仍旧缺乏很好的处理，同时对于井下的环境温度监测、地质活动监测和通信安全问题无法得到有效的解决，给矿工的工作带来大量的不便，无法满足使用需求的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于物联网的智能监控报警系统，包括：

3、气体传感器模块，所述气体传感器模块用于监测矿井中各种有害气体的浓度，是将气体体积分数转化为对应的电信号；

4、温度传感器模块，所述温度传感器模块包括温度传感器单元、信号处理电路单元、校准单元、数据采集单元和警报单元，所述温度传感器单元的输出端电性连接在信号处理器单元的输入端，所述信号处理器单元的输出端电性连接在数据采集单元的输入端，所述校准单元的输出端电性连接在温度传感器单元的输入端，所述数据采集单元的输出端电性连接在警报单元的输入端；

5、地质传感器模块，所述地质传感器模块包括加速度传感器单元、声波传感器单元、应变传感器单元、压力传感器单元和分析算法单元，所述加速度传感器单元、声波传感器单元、应变传感器单元、压力传感器单元的输出端均电性连接在分析算法单元的输入端；

6、定位模块，所述定位模块包括无线定位单元、gps定位单元、惯性传感器单元、通信单元、数据处理单元、安全警报单元和电源管理单元，所述无线定位单元的输出端电性连接在gps定位单元的输入端，所述gps定位单元的输出端和惯性传感器单元的输出端电性连接在通信单元的输入端，所述通信单元的输出端电性连接在数据处理单元的输入端，所述数据处理单元的输出端电性连接在安全警报单元的输入端，所述电源管理模块的输出端分别电性连接在惯性传感器单元和gps定位单元的输入端。

7、优选的，所述气体传感器模块采用热学式气体传感器、电化学式气体传感器、磁学式气体传感器、光学式气体传感器、半导体式气体传感器和气相色谱式气体传感器中的一种或多种。

8、优选的，所述温度传感器单元用于测量环境温度的传感器元件，所述信号处理电路单元用于接收温度传感器采集到的信号，并进行放大、滤波、线性化等处理，以确保准确的温度测量，所述校准单元具有校准功能，可以校准传感器的温度测量精度，确保数据准确性，所述数据采集单元是将处理后的温度数据转换为数字信号，并通过通信接口传输给控制器或其他模块，所述警报单元是根据设置温度报警阈值，当监测到异常温度超出预设范围时，触发报警装置进行警报通知。

9、优选的，所述加速度传感器单元用于检测地质震动和地下岩层变化的加速度，可以监测地震、岩层位移地质活动，所述声波传感器单元用于监测地下岩层的声波反射和传播情况，可以帮助分析地下岩层的结构和特征，所述应变传感器单元用于测量地下岩层的应变情况，可以检测地下岩层的变形和稳定性，所述压力传感器单元用于监测地下水位和地下岩层的压力情况，可以帮助预防地下水突发事件，所述分析算法单元具有地质数据分析算法处理模型，可以对地质数据进行实时分析和处理，提供地质变化趋势和预警信息。

10、优选的，所述无线定位单元采用基于无线信号的定位技术，用于在矿井环境中实现矿工的室内、室外和井下定位，所述gps定位单元结合gps接收器，用于在露天矿场等开阔区域实现对矿工的全球定位，提供更精准的位置信息，所述惯性传感器单元是集成加速度计和陀螺仪传感器，用于测量矿工的运动状态，辅助定位算法提高定位准确度，所述通信单元用于与矿工的手持设备或中心控制系统进行数据交换和通信，实现实时定位和监控，所述数据处理单元负责接收和处理定位模块采集到的数据，计算矿工的位置并生成定位报告，所述安全警报单元具备安全警报按钮或传感器，当矿工遇到紧急情况时，可以通过按下按钮或传感器触发报警，并向中心控制系统发送求救信号，所述电源管理单元用于管理定位模块的电源供应，延长电池寿命，确保长时间的稳定运行。

11、优选的，所述智能监控报警系统还包括视频监控模块，所述视频监控模块由摄像单元、视频处理器单元、存储单元、传输单元、软件处理单元、分析单元、远程控制单元组成，所述摄像单元的输出端电性连接在视频处理器单元的输入端，所述视频处理器单元的输入端分别电性连接在存储单元和分析单元的输入端，所述分析单元的输出端电性连接在输出单元的输入端，所述输出单元的输出端分别电性连接在软件处理单元和远程控制单元的输出端。

12、优选的，所述摄像单元作为视频监控系统的主要组成部分，用于拍摄监控区域的实时视频画面，所述视频处理器单元用于处理摄像头采集到的视频信号，对视频进行编码、解码和压缩处理，所述存储单元用于存储监控区域的视频录像数据，包括硬盘、网络存储设备和云存储。

13、优选的，所述传输单元负责将视频信号传输到监控中心或远程设备，可以通过有线或无线方式进行传输，所述软件处理单元用于监控和管理摄像头，能够实现实时监控、录像回放和报警处理，所述分析单元是通过图像识别和运动检测技术，对监控视频进行智能分析，提供实时报警和异常检测功能，所述远程控制单元是支持远程访问和控制，通过手机、平板电脑和电脑远程查看监控画面。

14、工作原理：通过气体传感器模块通过监测矿井中的有害气体浓度，将气体体积分数转化为对应的电信号，这些气体传感器可以采用不同的传感技术，如热学式、电化学式、磁学式、光学式、半导体式和气相色谱式，温度传感器单元测量环境温度，信号处理电路对传感器采集到的信号进行处理，校准单元负责校准传感器的温度测量精度，数据采集单元将处理后的温度数据转换为数字信号并传输给控制器或其他模块，警报单元根据设定的报警阈值，当监测到异常温度超出预设范围时，触发报警装置进行警报通知，加速度传感器单元检测地质震动和地下岩层变化的加速度，声波传感器单元监测地下岩层的声波反射和传播情况，应变传感器单元测量地下岩层的应变情况，压力传感器单元监测地下水位和地下岩层的压力情况，分析算法单元对这些地质数据进行实时分析和处理，提供地质变化趋势和预警信息，无线定位单元基于无线信号的定位技术，实现矿工的室内、室外和井下定位，gps定位单元结合gps接收器，实现对矿工的全球定位，惯性传感器单元测量矿工的运动状态，辅助定位算法提高定位准确度，通信单元与矿工的手持设备或中心控制系统进行数据交换和通信，实现实时定位和监控，数据处理单元接收和处理定位模块采集到的数据，计算矿工的位置并生成定位报告，安全警报单元具备安全警报按钮或传感器，当矿工遇到紧急情况时，可以触发报警，并向中心控制系统发送求救信号，电源管理单元管理定位模块的电源供应，延长电池寿命，确保长时间的稳定运行，通过以上各模块、单元的工作，基于物联网的智能监控报警系统能够实时监测矿井中的有害气体浓度、温度、地质变化情况，并通过定位模块对矿工进行定位和追踪，以及触发报警装置进行紧急警报，提高矿工的安全程度，及时采取措施应对潜在的危险情况。

15、本发明提供了一种基于物联网的智能监控报警系统。具备以下有益效果：

16、1、本发明通过气体传感器模块监测矿井中各种有害气体的浓度，温度传感器模块监测环境温度，地质传感器模块监测地质活动情况，以及定位模块实时追踪矿工位置，能够实现对矿井环境和矿工状态的实时监测，一旦监测到异常情况超出预设范围，系统将触发警报装置进行及时报警通知，帮助矿工及时采取措施避免潜在危险。

17、2、本发明通过采用了不同类型的传感器技术，包括热学式、电化学式、磁学式、光学式和半导体式气体传感器，以及加速度传感器、声波传感器、应变传感器和压力传感器，通过多种传感器技术的应用，可以全面监测矿井环境的各项指标，提高监测的准确性和可靠性。

18、3、本发明通过定位模块采用无线定位和gps定位技术，结合惯性传感器实现矿工的室内、室外和井下定位，提供精准的位置信息，帮助监管人员实时了解矿工的位置，及时响应紧急情况，提高矿工的安全保障。

19、4、本发明通过分析算法单元能够对监测到的地质数据进行实时分析处理，提供地质变化趋势和预警信息，帮助预防地下水突发事件和其他地质灾害，提高矿井的安全性。

20、5、本发明通过电源管理单元能够有效管理定位模块的电源供应，延长电池寿命，确保系统长时间稳定运行，保障系统的可靠性和持续性。