环境监测管理智能装置，系统与方法
【专利摘要】一种环境监测系统，用于接收第一数据和第二数据并向用户和环境设备发送响应和控制命令，该环境监测系统包括服务器，用于处理该第一数据和该第二数据，产生该响应和该控制命令.服务器传输接口，用于连接到该服务器并向该服务器发送该环境监测数据.移动终端，产生并发送该第一数据给该服务器传输接口，通过该服务器传输接口接收该服务器产生的该响应和该控制命令.环境监测器，产生并发送该第二数据给该服务器传输接口，通过该服务器传输接口接收该服务器产生的该响应和该控制命令，其中该响应和该控制命令是根据该第一数据和第二数据产生。
【专利说明】环境监测管理智能装置，系统与方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环境监测领域，特别是一种使用无线网络进行环境监测的智能装置。
【背景技术】
[0002] 随着人们生活水平的提高和生产技术的进步，越来越多的环境监测，数据采集和 整理开始由人工记录转向了由计算机或者一些监测器进行记录。在现有的系统中，比较常 见的是通过环境监测器采集例如湿度，温度，水位，气体浓度等数据后储存在存储器中，并 由人工进行读取，这种方式必然造成工人劳动强度加重，而且人为的误差会影响监控设备 和环境数据的实时性和准确性。
[0003] 也有一些环境数据是通过网络进行读取，这种方法往往是针对例如矿山，生产车 间等地的环境数据，没有和工人的工作状况例如人员总数，班次等相结合，造成了环境监测 器获得数据后，还需要额外的工人对这些数据进行管理和分析。或者是环境监测器获得的 数据只能对生产起到辅助左右，没有和工人的生产实施的结合起来。这种系统虽然通过网 络将监测数据汇总在远端的服务器或者工作机上由单独的人员分析处理，但是这种方法的 缺点在于，工作于一线的工人往往不能实时的通过环境数得知环境变化和状况，而不能做 出有效的判断，例如某个危险品生产车间的温度升高或者矿井的瓦斯含量升高，有时由于 远端服务器的工作故障，或者负责人员的疏漏而没有及时的通知一线工人，而造成重大的 生产事故。
[0004] 另外，在现有的监测系统中，对于某些环境，工人的工作状况并不能及时的获悉， 例如在矿井中，每位工人的采矿量以及出勤时间。或者在生产车间等场所工人是否按时到 达工作地点。目前的监控系统往往只能搜集环境数据而无法对人员的情况进行处理，使得 工人的出勤时间和工作状态可能存在疏漏和作假的可能。
[0005] 因此，需要一种新的监测系统可以克服上述环境数据采集处理方式效率低，以及 不能对人员进行管理等缺点。
【发明内容】
[0006] 本发明的实施例提出一种环境监测系统，用于接收第一数据和第二数据并向用户 和环境设备发送响应和控制命令，该环境监测系统包括服务器，服务器传输接口，移动终端 和环境监测器。服务器，用于处理该第一数据和该第二数据，产生该响应和该控制命令。月艮 务器传输接口，用于连接到该服务器并向该服务器发送该环境监测数据。移动终端，产生并 发送该第一数据给该服务器传输接口，通过该服务器传输接口接收该服务器产生的该响应 和该控制命令。环境监测器，产生并发送该第二数据给该服务器传输接口，通过该服务器传 输接口接收该服务器产生的该响应和该控制命令，其中该响应和该控制命令是根据该第一 数据和第二数据产生。
[0007] 本发明的实施例另提出一种环境监测方法，用于接收来自移动终端第一数据和来 自环境监测器的第二数据，向该移动终端和该环境监测器发送响应和控制命令，该环境监 测方法包括由该移动终端产生并发送该第一数据，通过该服务器传输接口，该移动终端接 收该服务器产生的该响应和该控制命令。由该环境监测器产生并发送该第二数据，通过该 服务器传输接口，该移动终端接收该服务器产生的该响应和该控制命令。以及处理该第一 数据和该第二数据，产生该响应和该控制命令，其中该响应和该控制命令是根据该第一数 据和第二数据产生。
[0008] 因此，本发明提出的系统装置和方法可以通过无线网络对环境数据进行检测同时 进行智能管理的系统和装置。通过本发明，可以有效的解决上述环境数据采集费时费力以 及反馈不及时的缺点，还可以对工人的生产状况结合上述环境数据进行管理。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是依据本发明实施例的智能监测系统的应用框图。
[0010] 图2是依据本发明实施例的数据采集示意图。
[0011] 图3是依据本发明实施例的基于不同的管理权限的智能监测系统示意图。
【具体实施方式】
[0012] 本发明所述的智能监测系统可以应用于矿山，油田，水利设施，工厂以及多种需要 实时获取环境数据的系统。本发明以应用于矿山为例，本领域的技术人员可以了解，任何类 似应用均属于本发明的范畴。
[0013] 图1是依据本发明实施例的智能监测系统的应用框图。其中应用于矿山的智能监 测系统100包括服务器传输接口 110,移动终端120a，120b，环境监测器130a，130b，以及服 务器140。移动终端120a，120b可以包括手机，个人电脑，平板电脑，PDA等可以和用户进行 人机对话的通信装置。环境监测器130a，130b为可完成环境数据提取的装置，例如摄像头， 感温元件，压力探测器，气体含量探测器，如氧气含量检测器，有毒气体监测器，液体流速监 测器等。服务器传输接口 110可以和移动终端120a，120b通过无线传输协议a进行连接， 同时，服务器传输接口 110可以和环境监测器130a，130b通过有线或无线传输协议b连接。 在一个实施例中，环境监测器130b可以和移动终端120b安装于同一个设备中，例如具有摄 像头的手机等。当环境监测器130b和移动终端120b安装于同一个设备123时，服务器传 输接口可以在无线传输协议a或者有线或者无线传输协议b中择一与环境监测器130b和 移动终端120b进行连接。服务器140连接到服务器传输接口 130,用于处理服务器传输接 口收到的数据并进行整理。
[0014] 在本发明的一个实施例中，智能监测系统100中的服务器140需要处理3种类型 的数据，即来自可自行完成数据采集无需人工下达指令的环境监测器130a的数据，来自具 有人机界面的移动终端120a的数据，以及同时包含环境监测器130b和移动终端120b的设 备123的数据。以下根据图2对上述数据的处理进行分别阐述。
[0015] 图2为根据本发明的一个实施例的数据采集示意图。图1中的环境监测器130a 与服务器传输接口 110通过有线或者无线传输协议b连接，向服务器140即图2中的巡检 管理服务器210提供环境采集数据220。由于环境监测器具有数量多，体积小，安装难度较 高等特点，在大多数应用中采用无线方式与服务器传输接口连接，其中，无线传输协议可以 是 802. 11，802. 16，CDMA2000 lx，GPRS，EDGE，HSDPA或LTE。当然，在某些场合，由于设备对 电源供电和传输可靠性的要求，也可以采取有线方式和服务器传输接口连接。环境采集数 据220包括环境监测器130a，130b的位置，身份ID和工作状态信息，传感器采集的对象数 据信息以及采集数据的系统时间信息等。其中，传感器采集的数据信息通过模数转换器，调 制解调器以及信源编码和信道编码转换成适合无线传输协议或者有线传输协议的格式。身 份ID和工作状态信息用于向巡检管理服务器210报告数据的来源，数据产生的位置以及传 感器的工作状态，采集数据的系统时间信息用于说明数据产生以及纪录的时间。在一个实 施例中，环境监测器130a为分布于矿井巷道内瓦斯含量检测器，根据位置被编号为1，2.。。 n，当每个瓦斯含量检测器向服务器发送瓦斯含量数据时，需要同时提供来自于第几号检测 器以及数据的记录时间。
[0016] 具有人机界面的移动终端120a的与巡检管理服务器210通过无线传输协议与巡 检管理服务器210连接并提供数据230。移动终端120a可以向服务器发器呼叫或发送SMS， 与服务器建立通信。例如在一个实施例中，当携带移动终端120a的矿工发现采煤设备发生 故障或者环境监测器的电量发生不足时，即可通过向服务器210发送sms告知系统。或者 当矿井内发生险情，环境监测器没有及时报警时，移动终端可以发起呼叫通知快速通知抢 修和搜救人员。同时移动终端还可以将其所在的定位信息例如GPS定位信息同时发送给服 务器210,使得服务器可以准确迅速的对移动终端进行定位。在一个实施例中，巡检管理服 务器210可以向移动终端120a发送根据不同的移动终端安排的工作任务并向移动终端提 供工作计划查询。
[0017] 巡检管理服务器210还可以向同时安装有环境监测器130b和移动终端120b的同 一设备123提供数据240。在本发明的一个实施例中，环境监测器为摄像头，移动终端120b 可以通过摄像头拍摄的数据发送至服务器，从而实现智能打卡功能。传统的矿山管理系统 中，矿工的出勤时间只能通过人工的方式记录，管理者只能在矿工到达矿井签到并将人工 记录的出勤状况汇总后，才能够了解整个矿井的人员分布情况。在本发明所述方案中，每位 矿工对应与一部移动终端120b，当矿工到达矿井后，通过环境监测器130b拍摄该矿工今天 所需要进行作业的工作地点，或者需要维修和操作的工作设备。其中工作地点或者工作设 备可以具有一个二维码信息，使得矿工在拍摄该二维码并上传至服务器时，服务器可以对 这一二维码进行解码，从而获得矿工是否到达该预定工作地点或者预定工作设备的信息。 在本发明的另一个实施例中，移动终端120b上传的信息除了摄像头拍摄的二维码之外，还 可以连同手机的GPS定位信息一同上传，从而增加信息的准确率和可靠性，减少了信息人 为作假的机会。
[0018] 在本发明的另一个实施例中，环境监测器为语音输入装置，移动终端120b可以将 语音数据发送至服务器。在本发明的一个实施例中，移动终端120b可以接受语音输入装置 接受的语音信息，例如通话信息。在矿井中，由于地形的影响，矿井中很难收到外部通信基 站的数据。在这种情况下，服务器可以接受矿井中移动终端的语音信息，并将该语音信息发 送至核心网或其他移动终端。对于在矿井中发生紧急情况时，语音信息可以转发给服务器， 这样可以避免如果无人应答呼叫可能错过呼叫的可能。同时，将语音信息转发给其他移动 终端可以使用最快的速度通知周围移动终端，获得更多的避险时间。
[0019] 图3是依据本发明实施例的基于不同的管理权限的智能监测系统示意图。服务器 140可以根据上述不同的优先级向移动终端发送相应的数据。当存在两层管理权限例如对 应于矿井管理人员的第一优先级，以及对应于矿工的第二优先级。在本发明其他实施例中 还可以增加对应不同工种的优先级，以下仅以两级为例进行说明。在步骤301，当用户登陆 智能监测系统时，步骤302,服务器根据记录判断该用户是否为第一优先级，例如矿井管理 人员。在本发明的实施例中，步骤303,第一优先级可以调取对应第一优先级权限的数据， 例如，收发图2中的现场采样数据，矿工交接班数据，同时可以整理并回传给服务器工作任 务信息和工作计划，并根据矿工交接班数据和工作任务的完成情况进行考评。在步骤304， 判断该用户是否为第二优先级，第二优先级可以为在矿井一线的工作人员，此时在步骤305 中，用户可以获得现场采样数据，例如采煤设备的工作情况，温度/气体/水流探测器。因 此矿井工作人员可以实时获得与生产和维护有关的数据，利于根据环境进行相应的调整。
[0020] 在本发明的一个实施例中，还可以依据不同的工作任务确定不同的优先级权限， 例如当多个移动终端均由矿工使用者多个移动终端中部分是由矿井管理者使用，另一部分 是由矿工使用时。多个移动终端的使用者均在进行重要设备检修作业，服务器可以将这部 分移动终端的优先级设定为第一优先级，而将另一部分即将进行交接班的移动终端设定为 第二优先级。
[0021] 例如，在本发明所述的智能监测系统中，系统会优先处理由环境检测器发出的环 境监测数据。即环境监测数据为第一优先级。当环境监测数据处于安全范围或者环境监测 数据未触发警报时，智能监测系统可以处理矿井生产人员传送的例如交接班数据，以及出 勤状况数据。其实交接班数据和出勤状况数据可以包括矿井生产人员使用二维码以及GPS 定位的数据。即系统将交接班数据和出勤状况数据设定为第二优先级。
[0022] 用户可将出勤记录通过移动终端上传至服务器，当用户A和用户B均完成同一任 务并在不同班次时，如用户A上传的出勤记录与系统记录的工作计划不同，或与用户B上传 的出勤记录无交叠时间且用户B准时出勤，即可认为用户A未正常交接班。
[0023] 在本发明的一个实施例中，还可以依据不同的设备确定不同的优先级权限。例如 将监测瓦斯浓度的探测器上传到服务器的数据设定为第一优先级，监测煤炭传送带运转状 况的监测器的数据设定为第二优先级，矿工到达指定工作地点上传的考勤数据设定为第三 优先级。
[0024] 本发明所述的基于用户，任务和设备设定不同的优先级的方案可以结合使用，本 领域技术人员可以理解到本发明的范畴并不局限于上述实施例。在一个实施例中，例如当 没有险情发生时，即环境检测器例如瓦斯浓度监测器获得的数值在正常范围内，此时环境 检测器的优先级较低，第一优先级的矿井管理人员和第二优先级的矿井工作人员可以在需 要时调用环境检测器的数据。当环境检测器获得的数值超过警戒值时，例如瓦斯浓度达到 危险等级，此时服务器受到环境检测器发出的数值后，将该环境检测器的优先等级调为最 高，此时中断第一优先级和第二优先级的一切操作，将该环境检测器所处的位置，该环境监 测器所监测到的数值和该数值的产生时间发送给所有用户，同时开启自动救护措施，例如 开启通风装置，启动警报等。
[0025] 虽然本发明使用以上实施例进行说明，但需要注意的是，这些描述并非用以限缩 本发明。相反地，此发明涵盖了熟习此技艺人士显而易见的修改与相似设置。所以，申请权 利要求范围须以最宽广的方式解释来包括所有显而易见的修改与相似设置。
【权利要求】
1. 一种环境监测系统，用于接收第一数据和第二数据并向用户和环境设备发送响应和 控制命令，该环境监测系统包括： 服务器，用于处理该第一数据和该第二数据，产生该响应和该控制命令； 服务器传输接口，用于连接到该服务器并向该服务器发送该环境监测数据； 移动终端，产生并发送该第一数据给该服务器传输接口，通过该服务器传输接口接收 该服务器产生的该响应和该控制命令；以及 环境监测器，产生并发送该第二数据给该服务器传输接口，通过该服务器传输接口接 收该服务器产生的该响应和该控制命令， 其中该响应和该控制命令是根据该第一数据和第二数据产生。
2. 如权利要求1所述的环境监测系统，其特征在于： 该环境监测器与该服务器传输接口通过第一协议相连，该移动终端与该服务器传输接 口通过第二协议相连。
3. 如权利要求1所述的环境监测系统，其特征在于： 该环境监测器位于该移动终端内并与该移动终端通过第一协议或第二协议相连。
4. 如权利要求1所述的环境监测系统，其特征在于：该环境监测器包括以下设备或其 结合： 气体浓度监测器； 温度监测器； 震动感应器； 红外线感应器；以及 图像捕捉器。
5. 如权利要求1所述的环境监测系统，其特征在于：该服务器根据一优先级处理该移 动终端发送的该第一数据以及该环境监测器发送的该第二数据，并向移动终端以及环境监 测器发送响应。
6. 如权利要求5所述的环境监测系统，其特征在于：该优先级根据以下条件或其结合 确定： 该移动终端的用户权限； 该环境监测器的等级；以及 该环境监测系统处理的工作任务的等级 一种环境监测方法，用于接收来自移动终端第一数据和来自环境监测器的第二数据， 向该移动终端和该环境监测器发送响应和控制命令，该环境监测方法包括： 由该移动终端产生并发送该第一数据，通过该服务器传输接口，该移动终端接收该服 务器产生的该响应和该控制命令； 由该环境监测器产生并发送该第二数据，通过该服务器传输接口，该移动终端接收该 服务器产生的该响应和该控制命令；以及 处理该第一数据和该第二数据，产生该响应和该控制命令， 其中该响应和该控制命令是根据该第一数据和第二数据产生。
7. 如权利要求7所述的环境监测系统，其特征在于： 该第一数据通过第一协议发送，该第二数据通过第二协议发送。
8. 如权利要求7所述的环境监测系统，其特征在于： 该第一数据与该第二数据结合通过第一协议或第二协议发送。
9. 如权利要求7所述的环境监测系统，其特征在于：该第二数据包括以下设备或其结 合： 气体浓度监测器； 温度监测器； 震动感应器； 红外线感应器；以及 图像捕捉器。
10. 如权利要求7所述的环境监测系统，其特征在于：根据一优先级处理该第一数据以 及该第二数据，并向移动终端以及环境监测器发送响应。
11. 如权利要求10所述的环境监测系统，其特征在于：该优先级根据以下条件或其结 合确定： 该移动终端的用户权限； 该环境监测器的等级；以及 该环境监测系统处理的工作任务的等级。
【文档编号】G05B19/418GK104062950SQ201410159615
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】范永, 马健 申请人:济南永博信息科技有限公司