(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210474815.8 (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 安徽理工大 学 地址 232000 安徽省淮南市山 南新区泰丰 大街168号 (72)发明人 朱政　陆奎　张孝飞　 (51)Int.Cl. E21F 17/18(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种煤矿井下实时湿度监测报警系统 (57)摘要 本发明涉及一种煤矿井下实时湿度监测报 警系统， 针对当前煤矿井下安全生产过程中的湿 度监测不够 精确并且危险警报不及时的问题， 该 系统对湿度差值进行了精确划分并设定了不同 情况下的指令。 该系统分为如下五个模块： 湿度 监测模块、 中央处理模块、 信号收发模块、 显示模 块、 警报器模块， 中央处理器与其他四个模块相 连， 先由湿度监测模块将测得的实时湿度数值输 入至中央处理模块， 中央处理模块将接收到的信 息与内部设定的湿度安全阈值进行对比处理， 再 由中央处理模块发出相应指令至信号收发模块、 显示模块、 警报器模块， 将处理结果以具体的形 式展现出来， 具有更高的安全性和便民性。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 114753888 A 2022.07.15 CN 114753888 A 1.一种煤矿井下实时湿度监测报警系统， 其特征在于： 此系统是一种专用于煤矿井下 实时湿度监测的报警系统， 具备处理信息、 反馈警报的作用。 该系统分为如下五个模块： 湿 度监测模块、 中央处理模块、 信号收发模块、 显示模块、 警报 器模块， 中央处理器与其他四个 模块相连， 先 由湿度监测模块将测得的实时湿度数值输入至中央处理模块， 中央处理模块 将接收到的信息与内部 设定的湿度安全阈值进行对比处理， 再由中央处理模块发出相应指 令至信号收发模块、 显示模块、 警报器模块， 将处 理结果以具体的形式展现出来。 2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下实时湿度监测报 警系统， 其特征在于： 所述的湿 度监测模块采用YWSD50 ‑100(A)湿度监测仪， 并在20mA的电流下工作， 湿度量程的分辨率为 0.01％， 所接收到的湿度信息将通过内部节点传输 至下一个模块。 3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下实时湿度监测报 警系统， 其特征在于： 所述的中 央处理模块采用MSP430F1121A单片机， 并且在2V～6V电压范围内工作， 中央处理模块接收 来自湿度监测模块测得的结果， 单片机根据不同的结果执行其相应的指令， 利用精简指令 集(RISC)丰富的寻址方式来实现实时湿度数值和云端的湿度安全阈值的对比， 将 计算到的 湿度差分为0％～ 4％、 4％～8％、 8％～100％三个类别， 通过信号收发模块将对应信息发送 至主控台， 当为第一类时发送 “湿度正常 ”， 当为第二类时发送 “湿度较高， 立即调节现场湿 度”， 当为第三类时发送 “湿度过高， 立即 打开警报， 所有人员迅速 撤离”。 4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下实时湿度监测报 警系统， 其特征在于： 所述的信 号收发模块采用GPRS无线通信模块， 该模块通过端到端的无线IP连接提高了处理速度并且 具有极高的覆盖性， 系统通过 该模块将三类 湿度差所对应的信息发送给主控台。 5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下实时湿度监测报 警系统， 其特征在于： 所述的显 示模块采用LCD12864液晶显示屏提高了整个系统的可视化程度， 该模块体积小并且功率 低， 满足系统的需要。 6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下实时湿度监测报 警系统， 其特征在于： 所述的警 报器模块采用NHTBJ ‑150一体化语音声光报警器,该模块采用集 成芯片进行设计， 具有较强 的电磁抗干扰能力。 7.根据权利 要求3所述的精简指令集(RISC),其特征在于： 所述的精简指令集具有指令 码切割简单的特点， 系统通过 该特点加快了并行化进程并提高了执 行效率。 8.根据权利要求4所述的GPRS无线通信模块， 其特征在于： 所述的GPRS模块采用的是 SIM900A双频模块， 工作频段为EGSM900MHz和DCS1800MHz， 该模块可以更有效地利用无线网 络信道资源， 特别适用于间歇性、 非周期性的数据传输， 数据量小， 大容量数据传输不频繁 等应用场景。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114753888 A 2一种煤矿井下实时湿 度监测报警系统 技术领域 [0001]本发明涉及煤矿安全生产领域， 具体是一种煤矿井下实时湿度监测报警系统。 背景技术 [0002]在本发明之前已有不少关于煤矿井下湿度监测的发明， 但湿度引发的井下安全问 题一直是一个研究热点， 并且日益增多的控制设备也逐渐成为一个问题。 近年来， 物联网的 概念兴起， 本发明在物联网的基础上搭建了一个湿度监测的预警报警系统。 相比传统层面， 该系统将实时湿度差值分为了三个类别， 对于不同类别会做出不同的预警信息。 同时， 通过 无线传输实现信息与主控台之间的连接， 这将极大程度减少事故的发生率， 对于煤矿安全 生产有着非常重要的意 义。 [0003]从技术层面来看， 矿井内部的湿度的变化， 主要取决于地面气温， 尤其是进风系统 随季节性变化最明显。 夏季， 地面高温空气进入井下后其温度相对下降， 饱和能力逐渐变 小， 相对湿度则上升， 当相对湿度达到100％时， 则出现水珠， 内部较为潮湿； 冬季， 当冷空气 进入井下后， 其温度相对上升， 饱和能力逐渐变大， 故相对湿度下降， 进风巷 空气比较干燥。 针对湿度的变化， 一定要以矿井内部湿度安全阈值作为 最后一道防线。 [0004]本发明提出的一种煤矿井下实时湿度监测报警系统， 从民用角 度出发， 考虑到当 下矿井内部用电设备较多 未完全实现一体化并且存在风险警报不及时的问题， 本发明通过 各个模块之间的连接和GPRS内部组网的环境下， 将 湿度监测、 湿度判别、 监测警报集成在一 个系统内， 同时对于湿度差值进行了三种分类， 很好的规避了一些盲目操作导致的风险问 题， 考虑到其 实用性， 该系统大大提升了井下生产工作的安全程度， 同时也保证了数据与主 控台间的高速传输 。 发明内容 [0005]本发明的目的是提供一种煤矿井下实时湿度监测报警系统； 该系统会根据湿度与 安全阈值差值所属的不同区间从而向主控台发送相应的信息， 通过GPRS无线组网的信息管 理功能与语音声光报警器实现了系统的一体化， 在发生险情时主控台能够在第一时间得到 反馈， 这将大 大提升煤矿井下生产过程中的安全系数。 [0006]本发明实现发明目的采用如下技 术方案： [0007]一种煤矿井下实时湿度监测报警系统， 其特征在于： 此系统是一种专门用于监测 煤矿井下实时湿度的报警系统， 系统分为如下五个模块： 温度监测模块、 中央处理模块、 信 号收发模块、 显示模块、 警报器模块， 中央处理模块与其它四个模块相连， 先 由湿度监测模 块将实时湿度信息传输至中央处理模块， 中央处理模块根据湿度差值发送相应的信息至信 号收发模块， 最后的处 理结果会在显示模块和警报器模块上以不同的形式展现出来。 [0008]作为优选， 本发明提供的一种煤矿井下实时湿度监测报警系统， 所述的湿度监测 模块采用YWSD50 ‑100(A)湿度监测仪， 并在20mA的电流下工作， 湿度量程的分辨率为 0.01％， 所接收到的湿度信息将通过内部节点传输 至下一个模块。说　明　书 1/3 页 3 CN 114753888 A 3