本實用新型涉及礦井用燈具技術領域，尤其涉及一種多功能智能信息化LED照明設備

背景技術：

現階段礦工在井下作業時需要攜帶礦燈、定位卡、自救器以及其它手持儀器等多種設備，數量多重量大攜帶非常不便，極大的影響了礦工的工作效率；而且，當前人員定位系統對定位卡缺少統一管理；定位卡更是有更換電池和充電電池兩種形式，每隔一段時間需要充電或換電池，由于缺乏統一管理，經常會出現定位卡低電導致的人員離網，沒有出入井數據等問題，給礦山的管理帶來較大的負擔，也隱藏著安全隱患。隨著礦業的日益增加，礦下作業人員不斷的增加，降低礦難發生率的問題成為了必須解決的緊急問題。通常，一個礦下作業人員必須佩戴照明燈具、定位設備、氣體檢測設備、照明燈具充電設備、通話設備等各種礦下所需設備。這樣給礦下工作人員增加了很多的負擔。并且使用者對礦燈的正確使用也存在一定問題。

為了解決這些問題，市場上推出了幾款多功能信息化礦燈，但是不足之處在于這些信息化礦燈在功能的集成度上較低，往往只是添加了一兩個功能，不能提供一體化的解決方案，例如中國專利103281830A公開了一種智能無線通信礦燈，包括殼體、主燈和電源，還包括視頻跟蹤系統、語音通話系統、瓦斯檢測系統和WIFI網絡裝置，所述視頻跟蹤系統包括攝像機和存儲器，所述攝像機采集到的視頻信號保存到所述存儲器且通過所述WIFI網絡裝置上傳到指揮調度中心，實現視頻存儲和視頻跟蹤，所述語音通話系統包括分別與所述WIFI網絡裝置連接的拾音器和擴音器，所述瓦斯檢測系統包括瓦斯檢測電路、報警控制電路和聲音報警電路。該技術方案中集成了視頻跟蹤系統、語音通話系統、瓦斯檢測系統和WIFI網絡裝置，工人在下井的時候還是需要攜帶多余的設備，不具有便捷性。

再如中國專利CN105569734A公開了一種智能信息礦燈，其特征在于，包括： 環境參數檢測裝置(1)、無線上傳裝置(2)、照相攝像裝置(11)、數據存儲裝置(3)、廣播調度裝置(4)以及報警裝置(5)；該智能信息礦燈集語音通話、照明、環境檢測、人員定位、健康診斷等多項功能于一體，此類礦燈雖然較之傳統的礦燈功能得到較大的拓展，但尚未見到可以隨時隨地的充電的礦燈，若能研制一種能夠隨時隨地充電的智能礦燈，對改變目前礦業企業對井下人員的管理模式、提高礦井災害預防和事故救援效果、降低礦下的危險性、提升礦業企業信息化和智能化建設水平具有十分重大的意義。

技術實現要素：

為克服現有技術中存在的使用者無法自己判斷礦燈是否長時間未充電現象、礦燈在沒有市電的情況下也能充電的問題，本實用新型提供了一種多功能智能信息化LED照明設備。

本實用新型采用的技術方案為：一種多功能智能信息化LED照明設備，其創新點在于：包括充放電裝置、環境參數檢測裝置、無線數據上傳裝置、數據存儲裝置以及報警裝置；

所述充放電裝置用于正常礦燈照明的供電和充電；

所述環境參數檢測裝置用于檢測礦下作業人員身邊的各種氣體含量、溫度、濕度；并將檢測到的數據發送到無線數據上傳裝置、數據存儲裝置及報警裝置；

所述無線數據上傳裝置是將環境檢測參數數據通過井下無線網絡實時傳輸到井上控制平臺，并且顯示，便于井上監控人員分析、辨別；

所述數據存儲裝置用于實時存儲環境檢測參數信息，做儲備之用。

在一些實施方式中，所述充放電裝置耦接于LED照明設備的電池，該充放電裝置包括電池、充放電電路、溫度感測電路以及充放電速度、頻率控制電路，溫度感測電路件用以感測電池的溫度，使得溫度感測電路根據電池的溫度輸出第一模擬信號，充放電速度、頻率控制電路根據第一模擬信號輸出一控制信號至充放電電路，控制調整電池的充放電速度。

在一些實施方式中，所述充放電裝置還包括充放電保護裝置，所述充放電保護裝置中設有與LED照明設備電池串聯路數相等的檢測芯片，該電池的端電壓在突破上下限或過流/短路發生時，芯片實施保護條件，實現各路信號通過邏輯與的關系得到最終保護信號。

在一些實施方式中，所述環境參數檢測裝置包括甲烷檢測單元、一氧化碳檢測單元、二氧化碳檢測單元、氧氣檢測單元、溫度檢測單元和濕度檢測單元，所述甲烷檢測單元、一氧化碳檢測單元、二氧化碳檢測單元、氧氣檢測單元、溫度檢測單元和濕度檢測單元集成在同一檢測電路板上；

所述甲烷檢測單元，用于檢測井下環境中甲烷氣體的含量；

所述一氧化碳檢測單元，用于檢測井下環境中一氧化碳氣體的含量；

所述二氧化碳檢測單元，用于檢測井下環境中二氧化碳氣體的含量；

所述氧氣檢測單元，用于檢測井下環境中氧氣氣體的含量；

所述溫度檢測單元，用于檢測井下環境中的溫度；

所述濕度檢測單元，用于檢測井下環境中的濕度。

在一些實施方式中，還包括充電計時裝置，用于計算礦燈兩次充電的間隔時間，并將間隔時間數據發送到報警裝置、無線數據上傳裝置；所述充電計時裝置內設有計時機構，所述的計時機構連接充放電電路，計時機構連接有計時時長設定按鈕，所述的計時機構包括與設定按鈕電連接的時間設定裝置和計時自斷電裝置，時間設定裝置連接計時自斷電裝置，計時自斷電裝置與充放電電路相連接。

在一些實施方式中，還包括有手搖充電裝置，用于作業人員在緊急情況下進行給電池進行充電。

在一些實施方式中，所述手搖充電裝置包括動能轉化發電裝置、整流電路、直流穩壓電路和直流降壓整流電路，所述整流電路的輸出端與直流穩壓電路的輸入端相連接，直流穩壓電路的輸出端與直流降壓整流電路的輸入端相連接，直流降壓整流電路的輸出端與動能轉化發電裝置相連接。

在一些實施方式中，還包括防盜裝置，用于防止礦燈被盜。

在一些實施方式中，還包括人員定位裝置，用于實現井上服務器實時跟蹤井下作業人員的位置信息。

在一些實施方式中，還包括照相攝像裝置，用于實時記錄井下工作時照片、視頻，并通過無線網絡實時上傳到井上監控平臺，同時可以通過該裝置顯示井下作業人員的位置，并能進行實時語音通話。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

(1)本實用新型多功能智能信息化LED照明設備，總體來說，能夠做到同時具備環境參數檢測、充電計時、報警、無線數據上傳、防盜報警、手搖充電、照相攝像等功能集成在一起的LED礦用安全帽燈，便捷性高。

(2)本實用新型多功能智能信息化LED照明設備，可使井下作業人員對礦燈隨時隨地的充電，同時可將礦下環境參數、礦燈電量、礦下工作情況等內容實時的傳輸到地面控制平臺，讓其能夠實時的了解到礦下情況，共同分析礦下情況，從而降低礦下的危險性。

(3)本實用新型多功能智能信息化LED照明設備，充放電裝置耦接于LED照明設備的電池，充放電裝置包括電池、充放電電路、溫度感測電路以及充放電速度、頻率控制電路，能夠控制和調節充放電的速度和頻率，實時調節，智能化程度更高。

(4)本實用新型多功能智能信息化LED照明設備，充放電裝置還包括充放電保護裝置，能保證礦燈電流在突破上下限或過流/短路發生時，芯片實施保護條件，實現各路信號通過邏輯與的關系得到最終保護信號。

(5)本實用新型多功能智能信息化LED照明設備，環境參數檢測裝置增設有溫度、濕度的檢測裝置，可以將礦下環境參數檢測更加全面，更有利于地面控制平臺了解礦下情況，降低突發的危險性。

(6)本實用新型多功能智能信息化LED照明設備，充電計時裝置用于計算礦燈兩次充電的間隔時間，并將該數據發送到報警裝置、無線數據上傳裝置，充電間隔時間過短，說明照明設備的老舊情況嚴重，或者內部出現問題，由于在礦下，礦燈是否能正常工作關系到能否進行正常的礦下活動，是極其重要的關鍵，充電計時裝置有利于及時發現礦燈問題，能夠盡快解決，減少突發情況 的發生。

(7)本實用新型多功能智能信息化LED照明設備，手搖充電裝置包括動能轉化發電裝置、整流電路、直流穩壓電路和直流降壓整流電路，其中，動能轉化發電裝置起到很大的作用，它能夠將動能轉化為電能，在一定程度上說，集成有動能轉化發電裝置，可以去除傳統意義上的手搖發電機以及手搖柄的設置，減少部件裝配，即直接搖動礦燈本身即可充電，省時省力。

附圖說明

圖1是本實用新型多功能智能信息化LED照明設備一種實施方式中的結構示意圖；

圖2是本實用新型多功能智能信息化LED照明設備另一種實施方式中的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例1

本實用新型披露了一種多功能智能信息化LED照明設備，能夠做到同時具備環境參數檢測、充電計時、報警、無線數據上傳、防盜報警、手搖充電、照相攝像等功能集成在一起，便捷性高。優選的，LED照明設備為LED礦用安全帽燈，該礦用安全帽燈包含了燈頭、電池盒和電纜線三部分組成。如圖1所示，在電池盒的部分集成安裝有充放電裝置1、環境參數檢測裝置2、無線數據上傳裝置4、數據存儲裝置5以及報警裝置6；優選的，報警裝置6包括聲報警器和光報警器。甲烷、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、溫度、濕度六個參數中任意一個的顯示值高于上限值或低于下限值，報警裝置6進行聲光報警，其中，聲報警用揚聲器實現1米處響度大于75dBm，光報警用礦燈上的報警燈實現報警，報警值可通過觸屏修改。

如圖1所示，所述充放電裝置1用于正常礦燈照明的供電和充電；所述環境 參數檢測裝置2用于檢測礦下作業人員身邊的各種氣體含量、溫度、濕度；并將檢測到的數據發送到無線數據上傳裝置4、數據存儲裝置5及報警裝置6；所述無線數據上傳裝置4是將環境檢測參數數據通過井下無線網絡實時傳輸到井上控制平臺，并且顯示，便于井上監控人員分析、辨別；無線數據上傳裝置4可通過3G、4G網絡或wifi網絡將數據上傳。上傳方式有自動上傳裝置的上傳方式和手動上傳裝置的上傳方式，其中，自動上傳時間間隔可通過觸摸屏修改，手動上傳主要針對井下無信號時可將數據存儲在測定器內，在有網絡處上傳數據，操作方式為一鍵上傳、簡單、快捷。所述數據存儲裝置5用于實時存儲環境檢測參數信息，做儲備之用。本實施方式中，數據存儲裝置5是基于大容量的高速SD卡存儲技術，可實現長時間、大容量的數據存儲。數據可通過歷史數據表、歷史曲線、歷史圖像、歷史視頻方式進行查閱并可通過無線方式同步到地面服務器。最主要的關鍵點是，本實施方式設置了充放電裝置，能夠解決現有技術中的礦燈功能單一、技術指標無法滿足使用需求等問題。

作為進一步優選的，如圖1所示，本實施方式的充放電裝置1耦接于LED照明設備(可以是LED礦燈)的電池，該充放電裝置1包括電池、充放電電路、溫度感測電路以及充放電速度、頻率控制電路，溫度感測電路件用以感測電池的溫度，使得溫度感測電路根據電池的溫度輸出第一模擬信號，充放電速度、頻率控制電路根據第一模擬信號輸出一控制信號至充放電電路，控制調整電池的充放電速度。設置上述結構的充放電裝置，能夠控制和調節充放電的速度和頻率，實時調節，智能化程度更高。

進一步優選的，上述充放電裝置1還集成有充放電保護裝置，所述充放電保護裝置中設有與LED照明設備電池串聯路數相等的檢測芯片，當該電池的端電壓在突破上下限或過流/短路發生時，芯片實施保護條件，實現各路信號通過邏輯與的關系得到最終保護信號。

作為進一步優選的，如圖1所示，本實施方式中環境參數檢測裝置2包括甲烷檢測單元、一氧化碳檢測單元、二氧化碳檢測單元、氧氣檢測單元、溫度檢測單元和濕度檢測單元，所述甲烷檢測單元、一氧化碳檢測單元、二氧化碳檢測單元、氧氣檢測單元、溫度檢測單元和濕度檢測單元集成在同一檢測電路板 上；所述甲烷檢測單元，用于檢測井下環境中甲烷氣體的含量；所述一氧化碳檢測單元，用于檢測井下環境中一氧化碳氣體的含量；所述二氧化碳檢測單元，用于檢測井下環境中二氧化碳氣體的含量；所述氧氣檢測單元，用于檢測井下環境中氧氣氣體的含量；所述溫度檢測單元，用于檢測井下環境中的溫度；所述濕度檢測單元，用于檢測井下環境中的濕度。長期堅持在礦下工作的工作人員來說，溫度和濕度參數對于礦下工作也具有十分重要的意義，但是現有技術無法在一塊芯片上集成較多的檢測單元，較多的檢測單元有可能會使得檢測單元之間設置零散，相互干擾；而本實施方式中，環境參數檢測裝置增設有溫度、濕度的檢測單元，通過設計氣體檢測單元、溫度檢測單元和濕度檢測單元，而氣體檢測單元內再依次分隔成各種氣體檢測單元，可以將礦下環境參數檢測更加全面，更有利于地面控制平臺了解礦下情況，降低突發的危險性。

實施例2

在實施例1的基礎上，如圖1所示，本實施方式的LED礦燈還包括充電計時裝置3，用于計算礦燈兩次充電的間隔時間，并將間隔時間數據發送到報警裝置6、無線數據上傳裝置4；充電計時裝置3安裝在電池盒部分，所述充電計時裝置3內設有計時機構，所述的計時機構連接充放電電路，計時機構連接有計時時長設定按鈕，所述的計時機構包括與設定按鈕電連接的時間設定裝置和計時自斷電裝置，時間設定裝置連接計時自斷電裝置，計時自斷電裝置與充放電電路相連接。

當作業人員將該礦燈充電完成后充電計時裝置將開始記錄時間，直到下一次充電才能將計時數值重置為初始數值；具體的，先通過計時時長設定按鈕設定正常的充電間隔，當一次充電完成后，計時自斷電裝置開啟，停止充電，并將信息傳送至時間設定裝置，完成一次記錄。如果充電計時裝置3記錄的時間超出了之前設定的(也可以是廠商出廠時設定的)正常充電時長的間隔時間，則充電計時裝置會將信息傳送到報警裝置，使礦燈做出相應報警措施，同時也會將數據傳輸到地面控制平臺，使得總控制室知道改信息并采取充電措施。反過來，如果實現不設定正常的充電間隔，當充電間隔時間過短，計時自斷電裝置主動發揮作用，進行充電斷電，避免引起不必 要的事故。充電間隔時間過短說明照明設備的老舊情況嚴重，或者內部出現問題，由于在礦下，礦燈是否能正常工作關系到能否進行正常的礦下活動，是極其重要的關鍵，充電計時裝置有利于及時發現礦燈問題，能夠盡快解決，減少突發情況的發生。

另一方面，可以只利用充電計時裝置3中的時間設定裝置，進行單純的時間記錄，例如，礦燈充電完成前一次后充電計時裝置利用時間設定裝置開始記錄時間，一直記錄到下一次充電，直到下一次充電時時間設定裝置將計時數值重置為初始數值，解決使用者無法確定礦燈是否長時間未充電問題。

實施例3

在實施例1或2的基礎上，如圖1所示，本實施方式的LED礦燈還設置有手搖充電裝置11，用于作業人員在緊急情況下進行給電池進行充電。現有技術中的手搖充電裝置11，一般均需要同時具備手搖發電機和手搖柄，部件累贅，且攜帶不方便。

為了解決現有技術中使用者無法自己礦燈是否長時間未充電現象、礦燈在沒有市電的情況下也能充電的問題，且能夠去除復雜零部件精簡外帶設備，本實施方式中的手搖充電裝置11集成有動能轉化發電裝置、整流電路、直流穩壓電路和直流降壓整流電路，所述整流電路的輸出端與直流穩壓電路的輸入端相連接，直流穩壓電路的輸出端與直流降壓整流電路的輸入端相連接，直流降壓整流電路的輸出端與動能轉化發電裝置相連接。

上述手搖充電裝置11能夠將動能轉化為電能，在一定程度上說，集成有動能轉化發電裝置，可以去除傳統意義上的手搖發電機以及手搖柄的設置，減少部件裝配，即直接搖動礦燈本身即可充電，省時省力。傳統來說，通過機械能、太陽能或磁感應線圈產生電流的原理來說，本實施方式采用動能轉化為電流的原理，例如，晃動或運動礦燈本身，通過動能轉化發電裝置感應到動能，動能轉化發電裝置將動能轉化為電能，電能依次通過直流降壓整流電路、直流穩壓電路、整流電路轉化為電流，對電池進行緊急充電。本實施方式只需要晃動或運動礦燈本身，另外，手搖充電裝置11還可以內置有放大裝置，將運動能放大后進行電流轉化，因此，不需要很強大的外力晃動或運動，就可以達成充電的 目的，適合普遍大眾的需求。

實施例4

在實施例1～3的基礎上，如圖1所示，本實施方式中的礦燈還包括防盜裝置12，用于防止礦燈被盜。如圖2所示，還包括人員定位裝置8、校準裝置9、通話裝置10等，人員定位裝置8用于實現井上服務器實時跟蹤井下作業人員的位置信息，人員定位裝置8內嵌可拆卸/更換人員定位卡，能夠在井上服務器實時跟蹤井下作業人員位置信息。校準裝置9用于調零標校，探頭在使用一段時候后會出現零點漂移現象，通過校準裝置9可定期對探頭進行調零校準。通話裝置10，能夠實現與地面直接語音對講，提高礦井災害預防和事故救援效果、提升礦業企業信息化和智能化建設水平。

實施例5

在實施例1～4的基礎上，如圖1所示，本實施方式中的礦燈還包括照相攝像裝置7，安裝在在燈頭部分，照相攝像裝置7包括安裝有360度攝像頭，燈頭兩側分別裝有麥克風和揚聲器。用于實時記錄井下工作時照片、視頻，并通過無線網絡實時上傳到井上監控平臺，同時可以通過該裝置顯示井下作業人員的位置，并能進行實時語音通話。

礦下作業人員可以利用360度攝像頭對礦下情況進行照像和拍攝，并通過無線數據上傳裝置4將拍攝的照片和視頻時時的傳輸到地面控制平臺，使得地面人員能實時了解到礦下的情況，同時通過麥克風和揚聲器對礦下作業人員做出準確的指揮命令，從而可以降低礦下作業的危險系數。本實施例中提供的智能信息礦燈可以通過觸摸屏進行各項功能的操作，也可以通過工業級實體按鍵進行操作；照明燈頭的主燈工作時間≥20h、輔燈工作時間≥60h；該智能信息礦燈可檢測氧氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷氣體，溫度、濕度等參數，并可就地報警，同時可記錄關鍵地點氣體濃度，并可通過無線方式上傳監測數據到地面服務器，解決了現有的礦燈功能單一、技術指標無法滿足使用需求等問題，集語音通話、照明、環境檢測、人員定位、調零校準、攝像記錄、手搖充電、充電計時、防盜報警等多項功能于一體，集成度高、使用功能多、使用非常方便。

本實施例的智能信息礦燈使用時，通過環境參數檢測裝置檢測井下環境中各種氣體的含量及溫濕度參數，并將檢測到的數據實時發送至無線上傳裝置；無線上傳裝置將環境參數檢測裝置發送的數據通過井下無線網絡上傳至地面執行平臺，以進行顯示；通過煤礦人員定位裝置自動對煤礦人員實時跟蹤井下作業人員的位置信息，并將檢測到的數據通過井下無線網絡上傳至地面執行平臺；通過通話裝置利用井下無線網絡進行通話；通過照相攝像裝置對井下環境進行拍照和/或攝像；通過數據存儲裝置將檢測到的數據進行存儲；當井下氣體超過或低于預設值時，通過報警裝置為井下作業人員進行報警提示；使用一段時間后，通過調零標校裝置定期對探頭進行調零校準。另外，可以利用充放電計時裝置進行定期礦燈內部性能安全監測；當礦業環境較為惡劣時，可以采用手搖充電裝置進行快速充電，本實施例的智能信息礦燈集語音通話、照明、環境檢測、人員定位等多項功能于一體，集成度高、使用功能多、使用非常方便，提高了井下作業人員的安全系數。

上述說明示出并描述了本實用新型的優選實施例，如前所述，應當理解本實用新型并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環境，并能夠在本文所述實用新型構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本實用新型的精神和范圍，則都應在本實用新型所附權利要求的保護范圍內。