專利名稱：具有監(jiān)測人體生命體征功能的煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有監(jiān)測人體生命體征功能的煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)，它能夠通過 對(duì)煤礦井下人員生命體征的監(jiān)測實(shí)時(shí)監(jiān)測井下人員的數(shù)量、出入井時(shí)間、分布動(dòng)態(tài)。
背景技術(shù)：
目前，公知的煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)基本是由識(shí)別卡終端、基站、通訊鏈路及客戶 終端組成。由無線通信網(wǎng)絡(luò)和CAN總線網(wǎng)絡(luò)組成通訊鏈路，在需要定位區(qū)域內(nèi)，建立一些具 有固定位置的基站，識(shí)別卡與基站通過無線通信網(wǎng)絡(luò)掛接，并通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)與客戶終端 以標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換從而實(shí)現(xiàn)井下作業(yè)人員的跟蹤定位和安全管理?？蓪?shí)時(shí)監(jiān)測 井下人員的數(shù)量、出入井時(shí)間、分布動(dòng)態(tài)。但是它不能監(jiān)測井下作業(yè)人員的生命體征及相關(guān) 信息。這對(duì)礦難發(fā)生后及時(shí)掌握井下受困人員的實(shí)際狀況帶來了一定的困難，特別是對(duì)災(zāi)后 救援方案的制定缺少了 一個(gè)重要依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有系統(tǒng)無法實(shí)時(shí)監(jiān)測井下作業(yè)人員的生命體征的不足，本煤礦井下人員位置 監(jiān)測系統(tǒng)不僅能實(shí)時(shí)監(jiān)測井下人員的數(shù)量、出入并時(shí)間、分布動(dòng)態(tài)，而且還能實(shí)時(shí)監(jiān)測井下 作業(yè)人員的生命體征，即脈搏和體溫。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是裝有脈搏傳感器和體溫傳感器的識(shí)別卡終 端，直接佩戴在人體表面，脈搏傳感器和體溫傳感器與人體直接接觸。
利用力敏元件(PVDF壓電膜)、信號(hào)調(diào)理電路組成脈搏傳感器；利用熱敏元件、信號(hào)調(diào)理 電路組成體溫傳感器。將脈搏傳感器和體溫傳感器采集到的信號(hào)傳輸給識(shí)別卡終端進(jìn)行處理， 再經(jīng)通訊鏈路傳輸?shù)娇蛻艚K端。
脈搏傳感器電路的原理是利用PVDF與人體軟組織的聲阻抗相近的特點(diǎn)及壓電換能效應(yīng) 來測量人體的脈搏，當(dāng)脈搏波作用到PVDF壓電膜上時(shí)，PVDF壓電膜將搏波壓力轉(zhuǎn)換成電 能，經(jīng)專用前置放大器處理后，再經(jīng)電壓比較器處理轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)。
熱敏元件為熱電偶，熱電偶測溫的基本原理是將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接 起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生 電動(dòng)勢,因而在回路中形成一定大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng) 來工作的。熱電偶將人體體溫轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)運(yùn)放處理。
本發(fā)明的有益效果是，可以在監(jiān)測井下人員的數(shù)量、出入井時(shí)間、分布動(dòng)態(tài)的同時(shí)，監(jiān) 測煤礦井下人員的生命體征，這為礦難發(fā)生時(shí)救援方案的制定提供了重要依據(jù)。電路采用表 貼低功耗電子元件，體積小、結(jié)構(gòu)簡單、功耗低。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。 圖l是本發(fā)明的整體框圖。 圖2是脈搏傳感器的電路原理圖。 圖3是體溫傳感器的電路原理圖。
圖中l(wèi).瓦斯傳感器，2.氧傳感器，3.溫度傳感器，4.基站，5.紅外攝像機(jī)，6.CAN總線， 7.客戶終端，8.識(shí)別卡終端，9.脈搏傳感器和體溫傳感器，IO.力敏元件(PVDF壓電膜)，11.前置放大器，12.電壓比較器，13.熱電偶，14.增益設(shè)定電阻，15.運(yùn)放。
具體實(shí)施例方式
圖1中識(shí)別卡終端(8)中裝有脈搏傳感器和體溫傳感器(9)，通過無線網(wǎng)絡(luò)與基站(4) 鏈接，脈搏傳感器和體溫傳感器(9)與人體體表直接接觸，識(shí)別卡終端(8)通過脈搏傳感 器和體溫傳感器(9)將佩帶者的心率和體溫通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給基站(4)，基站(4)再通 過CAN總線(6)將心率和體溫信息傳輸給客戶終端(7)，基站(4)通過對(duì)識(shí)別卡終端(8) 的定位獲得人員的位置信息，瓦斯傳感器(1)、氧傳感器(2)和溫度傳感器(3)將測得數(shù) 據(jù)通過信號(hào)線傳輸給基站(4)，紅外攝像機(jī)(5)將圖像通過信號(hào)線傳輸給基站(4)，基站(4) 再通過CAN總線(6)將信息傳輸給客戶終端(7)。
圖2中佩戴在人體體表的力敏元件(PVDF壓電膜)(10)將人體脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)， 再經(jīng)前置放大器(11)處理后，經(jīng)過電壓比較器(12)處理轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)。
圖3中佩戴在人體體表的熱電偶(13)將人體體溫轉(zhuǎn)換成電信號(hào)經(jīng)運(yùn)放(15)放大處理 后將電信號(hào)輸出，增益設(shè)定電阻(14)可設(shè)定熱電偶(13)的電信號(hào)的增益倍數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種具有監(jiān)測人體生命體征功能的煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)，由識(shí)別卡終端、基站、通訊鏈路及客戶終端組成。其特征在于利用力敏元件(PVDF壓電膜)、信號(hào)調(diào)理電路組成脈搏傳感器；利用熱敏元件(熱電偶)、信號(hào)調(diào)理電路組成體溫傳感器。將脈搏傳感器和體溫傳感器采集到的生命體征信號(hào)傳輸給識(shí)別卡終端進(jìn)行處理，再經(jīng)通訊鏈路傳輸?shù)娇蛻艚K端實(shí)時(shí)監(jiān)測井下人員的數(shù)量、出入井時(shí)間、分布動(dòng)態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于井下人員的生命體征的 監(jiān)測是通過佩戴在人體體表的脈搏傳感器和體溫傳感器來實(shí)現(xiàn)的，脈搏傳感器測量心律，體 溫傳感器測量體溫，通過通訊鏈路傳輸給客戶終端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于佩戴在人體表面的脈搏 傳感器中的力敏元件為PVDF壓電膜，體溫傳感器中熱敏元件為熱電偶。
全文摘要
一種具有監(jiān)測人體生命體征的煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)，它具有實(shí)時(shí)監(jiān)測井下人員的數(shù)量、出入井時(shí)間、分布動(dòng)態(tài)的功能。同時(shí)還有監(jiān)測煤礦井下人員的生命體征的功能。它通過佩戴在人體體表的脈搏傳感器和體溫傳感器來監(jiān)測井下人員的心率和體溫，再將這些信息通過通訊鏈路傳輸給客戶終端。當(dāng)?shù)V難發(fā)生時(shí)通過客戶終端可直接了解井下被困人員的生命狀況，這對(duì)救援方案的制定極有幫助。
文檔編號(hào)A61B5/00GK101319617SQ20071001802
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日
發(fā)明者胡新贊 申請(qǐng)人:西安新竹防災(zāi)救生設(shè)備有限公司