一种井下环境监测预警系统及其智能传感器

1.一种井下环境监测预警系统，包括监测单元、通讯单元和布置于井下各个位置的警示单元；
所述监测单元布置于井下各个位置，用于检测井下环境，并根据检测结果判断井下是否安全，若否，则发出报警信号；
所述通讯单元用于传递所述报警信号；
所述警示单元布置于井下各个位置，用于接收所述报警信号，并根据该报警信号发出人体可感知的信号进行报警；
其特征在于，若一处监测单元发出报警信号，则该报警信号被所述通讯单元传送到井下各个位置，触发远程警示单元报警；
该系统包括若干布置于井下各个位置的智能传感器，所述监测单元由智能传感器的传感器本体、存储子单元、控制子单元组成；各个智能传感器的无线收发子单元和组网子单元组成所述通讯单元的一部分或者全部；
所述传感器本体用于检测现场的环境信息并形成环境监测信息电信号；所述环境监测信息包括甲烷检测信息、CO检测信息和/或温度检测信息；
所述控制子单元，用于接收所述传感器本体获得的环境监测信息电信号，并据此生成环境监测检测信息，根据该环境监测检测信息判断环境参数是否超过规定的阈值，和/或，根据所记录的一段时间内的环境监测检测信息判断标志性有害气体浓度是否突然增加，和/或，根据所记录的一段时间内的环境监测检测信息判断环境温度是否骤然升高，若是，则判断井下不安全；
所述存储子单元用于存储相关参数和/或不断获取的各个时间点的环境监测检测信息；
所述无线收发子单元接收所述控制子单元输出的环境监测检测信息，并将该信息以无线形式发送，该无线收发子单元还用于接收和路由其它智能传感器上的无线收发子单元发出的无线信号，该无线收发单元还用于接收所述控制子单元生成的报警信号，并将该报警信号以无线信号形式向外发送；
所述组网子单元，用于与其他智能传感器进行无线组网；
上述布置于井下各个位置的智能传感器通过相互之间的无线联系和路由，在井下组成自组织网络；
该系统包括位于井上的控制单元，该控制单元通过有线网络或者无线网络与井下的通讯单元相连；该控制单元接收所述井下各个智能传感器生成的环境监测检测信息，并根据预存的包含各个智能传感器的分布位置信息的井下地图，生成有害气体分布图，并将该有害气体分布图通过所述自组织网络发送；该系统还包括至少一个显示单元，用于接收通过所述自组织网络发送的有害气体分布图，并以人可识别的方式显示。
2.根据权利要求1所述的井下环境监测预警系统，其特征在于，所述控制子单元将所接收的环境监测信息电信号转换为系统可识别含义的环境信息，将该环境信息与该智能传感器的身份标识信号结合，形成所述环境监测检测信息。
3.根据权利要求1所述的井下环境监测预警系统，其特征在于，所述控制子单元接收由所述自组织网络传送的来自其它智能传感器的环境监测检测信息，并根据预存的各个智能传感器的分布位置信息，综合分布位置相关的多个智能传感器的环境监测信息判断井下是否安全。
4.根据权利要求1所述的井下环境监测预警系统，其特征在于，所述位于井上的控制单元根据各个智能传感器检测到有害气体浓度的变化情况，判断气体扩散的方向和速度。
5.根据权利要求1所述的井下环境监测预警系统，其特征在于，包括若干位于井下的基站，这些基站用于接收智能传感器发送的无线信号并对其进行路由和中继。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的井下环境监测预警系统，其特征在于，当井下某一智能传感器检测到标志性有害气体浓度或者环境温度突然增加，则生成的报警信号立刻通过所述自组织网络发送到所有井下的警示单元。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的井下环境监测预警系统，其特征在于，所述自组织网络为无线MESH网络。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的井下环境监测预警系统，其特征在于，包括：便携式定位器，该便携式定位器能够发送无线呼救信息；所述通讯单元能够接收来自便携式定位器的呼救信息，根据该呼救信息确定井下人员位置，并向该便携式定位器发出救援信息。
9.根据权利要求1-5任意一项所述的井下环境监测预警系统，其特征在于，包括救援传感器，该救援传感器能够与井下各个智能传感器之间组成自组织网络，对环境信息进行检测，以及接收环境信息；该救援传感器具有显示子单元，能够随时显示其自身检测获得的环境监测检测信息以及从自组织网络获得的环境监测检测信息。

一种井下环境监测预警系统及其智能传感器\n技术领域\n[0001] 本发明涉及通讯技术领域，尤其是涉及一种井下环境监测预警系统，及应用于该井下环境监测预警系统的智能传感器。\n背景技术\n[0002] 煤炭是我国主要的能源支柱，但是由于受到煤炭资源环境的影响，地下矿井的安全问题成为民众广泛关注的社会问题。\n[0003] 煤矿的安全事故有很多种，CO中毒和瓦斯爆炸是很常见的一种，通常也是死亡人数最多的事故。瓦斯爆炸是一种连锁反应，是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应，是煤矿生产中的严重灾害。\n[0004] 例如：瓦斯在一定浓度下和一定的温度下才会发生爆炸，但是由于井下没有对环境进行实时监测的系统而导致不能及时觉察瓦斯浓度的变化，导致瓦斯爆炸事故的发生；\n另外，发生瓦斯爆炸后，爆炸现场以外的井下工作人员往往无法判断是发生了瓦斯爆炸还是正常的井下作业，不能采取及时的避险措施，导致吸入爆炸后产生的一氧化碳，发生一氧化碳中毒，导致伤亡。在许多事故中，瓦斯爆炸后的一氧化碳中毒是导致伤亡的主要原因。\n但实际上，发生瓦斯爆炸后，产生的一氧化碳在井下扩散需要一定时间，只要在瓦斯爆炸后及时通知井下工作人员撤离，完全可以减少伤亡。\n[0005] 同样，火灾也会产生CO，也需要及时通知远在火灾区外的井下人员及时避险自救。\n[0006] 现有技术的井下通讯系统，在井下发生事故时，通常采用监测监控系统实现报警，而该种报警仅限于本地报警，即，事故地点发出报警，该地点的报警信号不能被全井获知；\n无法实现远程报警，导致井下其他暂时处于安全位置的人员无法获知事故的发生，不能及时逃离。另外，现有的井下监测监控系统需要将井下检测传感器的信息传送到井上的救援中心，通过井上向井下发送报警信息，这显然会造成报警滞后，甚至井上没有及时处理报警信息造成严重的报警滞后。\n[0007] 由于井下通讯系统以及井下应急广播系统的信息传递路径过长、传输路径单一，依赖通信线缆传递信息，在井下发生爆炸等事故后，传输线路极有可能出现中断，使井下环境监测信息上传和报警信息下达均不能正常实现，甚至导致全矿通信系统失灵，因此，会使事故判定、事故报警和井下救援均受到阻碍，甚至会由于对井下环境的不了解，盲目下井搜救而导致二次事故。上述问题，严重降低了整个矿井的安全水平。\n[0008] 为此，需要提供一种井下环境监测预警系统，该预警系统有助于对井下环境进行全面监测，并能够迅速进行事故判断，及时在井下实现全井报警；该系统还应当具有很强的鲁棒特性，能够在发生瓦斯爆炸等严重事故时继续可靠的传送环境监测信息以及传递报警和救援等信息，使救援工作更具针对性，提高救援工作效率与成功率，避免二次事故的发生。\n发明内容\n[0009] 本发明提供一种井下环境监测预警系统，该系统能够对井下环境进行全面的监测，并能够根据环境监测信息进行相关判断，及时生成报警信号，实现全井报警，提高井下避险和救援的及时性、全面性、可靠性。该系统还具有更强的鲁棒特性，能够在发生瓦斯爆炸等严重事故时，尽最大可能保证环境监测信息仍然能够可靠传送，为救援和避险提供有力的信息支持。\n[0010] 本发明提供一种井下环境监测预警系统，包括监测单元、通讯单元和布置于井下各个位置的警示单元；所述监测单元布置于井下各个位置，用于检测井下环境，并根据检测结果判断井下是否安全，若否，则发出报警信号；所述通讯单元用于传递所述报警信号；所述警示单元布置于井下各个位置，用于接收所述报警信号，并根据该报警信号发出人体可感知的信号进行报警；若一处监测单元发出报警信号，则该报警信号被所述通讯单元传送到井下各个位置，触发远程警示单元报警。\n[0011] 可选的，该系统包括若干布置于井下各个位置的智能传感器，所述监测单元由智能传感器的传感器本体、存储子单元、控制子单元组成；各个智能传感器的无线收发子单元和组网子单元组成所述通讯单元的一部分或者全部；所述传感器本体用于检测现场的环境信息并形成环境监测信息电信号；所述环境监测信息包括甲烷检测信息、CO检测信息和/或温度检测信息；所述控制子单元，用于接收所述传感器本体获得的环境监测信息电信号，并据此生成环境监测检测信息，根据该环境监测检测信息判断环境参数是否超过规定的阈值，和/或，根据所记录的一段时间内的环境监测检测信息判断标志性有害气体浓度是否突然增加，和/或，根据所记录的一段时间内的环境监测检测信息判断环境温度是否骤然升高，若是，则判断井下不安全；所述存储子单元用于存储相关参数和/或不断获取的各个时间点的环境监测检测信息；所述无线收发子单元接收所述控制子单元输出的环境监测检测信息，并将该信息以无线形式发送，该无线收发子单元还用于接收和路由其它智能传感器上的无线收发子单元发出的无线信号，该无线收发单元还用于接收所述控制子单元生成的报警信号，并将该报警信号以无线信号形式向外发送；所述组网子单元，用于与其他智能传感器进行无线组网；上述位于井下的各个智能传感器通过相互之间的无线联系和路由，在井下组成自组织网络。\n[0012] 可选的，所述控制子单元将所接收的环境监测信息电信号转换为系统可识别含义的环境信息，将该环境信息与该智能传感器的身份标识信号结合，形成所述环境监测检测信息。\n[0013] 可选的，所述控制子单元接收由所述自组织网络传送的来自其它智能传感器的环境监测检测信息，并根据预存的各个智能传感器的分布位置信息，综合分布位置相关的多个智能传感器的环境监测信息判断井下是否安全。\n[0014] 可选的，该系统包括位于井上的控制单元，该控制单元通过有线网络或者无线网络与井下的通讯单元相连；该控制单元接收所述井下各个智能传感器生成的环境监测检测信息，并根据预存的包含各个智能传感器的分布位置信息的井下地图，生成有害气体分布图，并将该有害气体分布图通过所述自组织网络发送；该系统还包括至少一个显示单元，用于接收通过所述自组织网络发送的有害气体分布图，并以人可识别的方式显示。\n[0015] 可选的，包括若干位于井下的基站，这些基站用于接收智能传感器发送的无线信号并对其进行路由和中继。\n[0016] 可选的，当井下某一智能传感器检测到标志性有害气体浓度或者环境温度突然增加，则生成的报警信号立刻通过所述自组织网络发送到所有井下的警示单元。\n[0017] 可选的，所述位于井上的控制单元根据各个智能传感器检测到有害气体浓度的变化情况，判断气体扩散的方向和速度。\n[0018] 可选的，所述自组织网络为无线MESH网络。\n[0019] 可选的，包括：便携式定位器，该便携式定位器能够发送无线呼救信息；所述无线收发子单元能够接收来自便携式定位器的呼救信息，根据该呼救信息确定井下人员位置，并向该便携式定位器发出救援信息。\n[0020] 可选的，包括救援传感器，该救援传感器能够与井下各个智能传感器之间组成自组织网络，对环境信息进行检测，以及接收环境信息；该救援传感器具有显示子单元，能够随时显示其自身检测获得的环境监测检测信息以及从自组织网络获得的环境监测检测信息。\n[0021] 本发明还提供一种应用于井下环境监测预警系统的智能传感器，包括：传感器本体、存储子单元、控制子单元、无线收发子单元和组网子单元；所述传感器本体用于检测现场的环境监测信息并形成环境监测信息电信号；所述控制子单元，用于接收所述传感器本体获得的环境监测信息电信号，并据此生成环境监测检测信息，根据该环境监测检测信息判断环境参数是否超过规定的阈值，和/或，根据所记录的一段时间内的有害气体检测信息判断标志性有害气体浓度是否突然增加，和/或，根据所记录的一段时间内的环境监测检测信息判断环境温度是否骤然升高，若是，则判断井下不安全，并发出报警信号；所述存储子单元用于存储相关阈值参数以及不断获取的各个时间点的环境监测检测信息；所述无线收发子单元接收所述控制子单元输出的环境监测检测信息，并将该信息以无线形式发送，该无线收发单元还用于接收和路由其它传感器上的无线收发单元发出的无线信号，该无线收发单元还用于接收所述控制子单元生成的报警信号，并将该报警信号以无线信号形式向外发送；所述组网子单元，用于与其他智能传感器进行无线组网。\n[0022] 可选的，所述传感器本体包括CO检测单元、甲烷检测单元和/或温度检测单元。\n[0023] 可选的，该智能传感器带有电池作为本地电源。\n[0024] 与现有技术相比，本发明提供一种井下环境监测预警系统及其智能传感器，通过监测单元对井下环境监测进行实时检测，并根据检测结果判断井下某一位置的当前环境状况是否处于安全，如果不安全则发出报警信号，该报警信号通过通讯单元传递至井下各个位置，触发远程警示单元报警，使报警信息能够在瓦斯爆炸等事故发生时即时传递到井下各个角落，提高井下避险的及时性、全面性和可靠性；并保证后续救援行动在信息支持充分的环境下展开，从而避免盲目救援，减少二次事故的发生，最终达到最佳的事故处置效果。\n[0025] 本发明的优选实施方式中，所述监视单元包括：布置于井下各个位置的智能传感器，该智能传感器中的控制子单元一方面能够根据检测到的当前环境监测的信息与预先存储在智能传感器存储子单元中的相关阈值参数和/或各个时间点的环境监测检测信息，进行比较，根据比较结果发出报警信号；另一方面，将智能传感器检测到的环境监测信息发送至智能传感器的无线收发子单元，该无线收发子单元将该环境监测信息以无线的形式发送，并且还可以接收和路由其他智能传感器上的无线收发子单元发出的无线信号，实现自组织网络，并且该无线收发子单元还可以接收控制子单元生成的报警信号，通过自组织网络发送，实现全井报警。\n[0026] 该环境监测预警系统的优选实施方式基于具有自组织功能的智能传感器实现，信息传送通过无线方式实现，并且路径可以根据情况随时建立，使整个信息传输系统非常强健，在瓦斯爆炸等严重事故发生时，能够以最大的可能保障井下信息不中断，因此，通过采用本优选实施方式中所提供的井下环境监测预警系统，由于依赖智能传感器彼此之间的无线通讯和自组网功能建立信息传递网络，使该系统不需要搭设各个节点之间的连接线，进而使该系统的建立、维护均非常方便。\n附图说明\n[0027] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。\n[0028] 图1为本发明提供的一种井下环境监测预警系统的井下布置平面图；\n[0029] 图2为本发明提供的一种井下环境监测预警系统的结构示意图。\n具体实施方式\n[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。\n[0031] 请参阅图1和图2所示，图1为本发明提供的一种井下环境监测预警系统的井下布置平面图；图2为本发明提供的一种井下环境监测预警系统的结构示意图。在本实施例中，该井下环境监测预警系统100包括：布置于井下1各个位置用于检测井下环境的监测单元\n10，并能够根据检测结果判断井下是否处于安全状态，若当前井下环境处于危险，则发出报警信号。并且该报警信号可以通过通讯单元12传递至井下各个位置设置的警示单元13中，该报警信号能够以人体可以感知的信号进行报警。\n[0032] 具体地，监测单元10由智能传感器101的传感器本体1010、存储子单元1011、控制子单元103组成；所述智能传感器101的无线收发子单元122和组网子单元121组成所述通讯单元12的一部分或者全部。\n[0033] 所述传感器本体1010用于检测现场的环境信息并形成环境监测信息电信号；所述环境监测信息包括甲烷检测信息、CO检测信息和/或温度检测信息等环境信息参数。该传感器本体1010可以根据要求检测的不同环境信息参数，配置不同的传感器。\n[0034] 所述控制子单元1030，用于接收所述传感器本体1010获得的环境监测信息电信号，并据此生成环境监测检测信息，根据该检测信息判断环境监测是否超过规定的阈值，和/或，根据所记录的一段时间内的环境监测检测信息判断标志性环境监测浓度是否突然增加，和/或，根据所记录的一段时间内的环境监测检测信息判断温度是否骤然升高，若是，则判断井下不安全。控制子单元1030将所接收的环境监测信息电信号转换为系统可识别含义的环境信息，将环境信息与该智能传感器的身份标识信号结合形成的，形成环境监测监测信息。每个智能传感器均具有一个唯一的标识信号，用于将其发出的信息和其它智能传感器发出的信息相互区别；并且，每个智能传感器的井下布置位置和对应的身份标识信号均作为重要参数被该环境监测预警系统记录，这样，根据智能传感器的身份标识信号就可以确定某个环境监测信息提供的数据来自井下的哪一个位置。各个智能传感器在井下布置位置可以形成一个智能传感器井下布置图，以便使用。\n[0035] 所述存储子单元1011用于存储相关参数和/或不断获取的各个时间点的环境监测检测信息。所述参数包括该井下环境检测系统需要使用的各种数据，例如，后续提到的各种阈值，以及上述智能传感器在井下布置位置图等。\n[0036] 所述无线收发子单元122接收所述控制子单元1030输出的环境监测检测信息，并将该信息以无线形式发送，该无线收发单元还用于接收和路由其它智能传感器101上的无线收发单元发出的无线信号，该无线收发单元还用于接收所述控制子单元1030生成的报警信号，并将该报警信号以无线信号形式由通讯单元12向外发送。\n[0037] 所述组网子单元121，用于与其他智能传感器101进行无线组网；该组网子单元121一方面受所述控制子单元1030的控制，另一方面和所述无线收发子单元122进行信号交互，控制所述无线收发子单元122的路由过程，实现与其它智能传感器之间的自组网。所述自组网是一个动态的过程，当某个智能传感器损坏，或者发生事故造成多个智能传感器损坏时，组网子单元121都会根据变化的网路情况，重新选择连接路径，通过井下所有智能传感器自动进行的上述自适应过程，就能够在井下环境不太变化的情况下建立动态网络，使通讯系统不会因为某个或者某些智能传感器的损坏而中断。\n[0038] 上述位于井下1的各个智能传感器101通过相互之间的无线联系和路由，在井下1组成自组织网络。\n[0039] 所述警示单元13是能够接收报警信号，并以人可感知的方式报警的装置。该警示单元13可以是一个单独设置的装置，例如，采用随身佩戴的报警器的形式；采用这种形式时，该装置需要能够接收通过上述自组织网络以无线方式传送的报警信号，并能够根据报警信号发光发声和/或振动等方式报警，当然，也可以选择其它的报警形式。当然，该警示单元13也可以是设置在井下一些关键部位的大型报警装置，能够发出很大的声音或者很强的闪烁光，以达到报警效果。但是，在本井下环境预警系统中，最可能的一种实现方案是，该警示单元13直接和所述智能传感器20一体设置，这样，在布置井下布置智能传感器的同时，就实现了警示单元13的布置。这种和智能传感器101直接结合的警示单元13不必具备无线接收功能，只要直接接收来自控制子单元1030的报警信号即可。这种警示单元13还可以和上述采用随身佩戴的报警器形式的警示单元相结合，构成强健的报警警示系统。所述警示单元13可以布置于井下各个位置，以便报警信号能够迅速被全井下的作业人员所感知，进而赢取更多的逃生时间。\n[0040] 上述井下环境监测预警系统的工作过程如下。当井下1某一处或者多处的智能传感器101的传感器本体1010检测到甲烷、CO和/或温度，将该些检测到的内容作为环境监测信息电信号发送至控制子单元103，并将该环境监测信息电信号与智能传感器101的身份标识信号结合，形成环境监测检测信息。另外，所述控制子单元103能够接收由所述自组织网络传送的来自其他智能传感器的环境监测检测信息，并根据预存的各个智能传感器的分布位置信息，综合分布位置相关的多个智能传感器的环境监测信息判断井下是否安全。\n[0041] 当环境监测检测信息中甲烷和/或CO或者其它有害气体的浓度值超过存储子单元\n1011中预先设定的规定阈值时，则向无线收发单元发出报警信号，该报警信号经通讯单元\n12以无线信号的形式向外发送。另外，智能传感器101可以对存储子单元1011中存储的各个时点的环境监测检测信息进行比较，当发现检测到有害气体浓度在一段较短的时间内突然增加，增加速率超过预先存储的比较值，则表明很可能出现了大量有害气体泄露的情况，也应当生成报警信号。另外一种生成报警信号的条件是，从环境监测检测信息中发现温度骤然升高的情况，这种情况很可能是发生了爆炸，此时也可以产生报警信号。上述几种报警信号产生方式一般应当相互结合使用，当然，也不排除在某些情况下只使用其中某一种报警信号产生方式。生成的报警信号根据不同情况可以设置不同的级别，并采取不同的报警策略。例如，当某一或者某地点附近的多个智能传感器检测到有害气体浓度逐渐超过规定的阈值，则说明可能此处有有害气体逐渐泄露，可以通过自组织网路发送报警信号，位于该地点附近的警示单元报警；当井下某一智能传感器检测到标志性有害气体浓度或者环境温度突然增加，则说明该处可能出现爆炸，生成的报警信号立刻通过所述自组织网络发送到井下的各个位置，并触发远程警示单元13报警。\n[0042] 报警信号以无线信号的形式经通讯单元12中的自组织网络向外发送，具体可以采用可感知的方式发出报警信号，比如：警示单元13的发亮、发声和/或振动。\n[0043] 由于本发明中智能传感器101具有组网子单元121，因此在布置于井下1的各个智能传感器101之间可以实现无线组网功能；换句话说，本发明通过在井下1布设大量的智能传感器101，所有智能传感器101能够检测不同位置的物理或环境状况，比如：温度、浓度、压力、声音、振动等，每一个智能传感器101都能够与其他位置的智能传感器101进行无线组网，通过各个智能传感器101通过相互之间的无线联系和路由，在井下1组成自组织网络，在无基础设施或基础设施被损坏的情况下进行通信，进而完成各种应用的任务。该自组织网络可以为无线MESH网络，该无线MESH网络能够在独立的环境运行，也可以通过网关连接到Internet，使用户可以远程访问，即井上与井下1之间的通信，进而构成能够根据环境自主完成指定任务的分布式智能化网络系统。\n[0044] 所述MESH网络为一种多跳形的网络，由于无线Mesh网络中各智能传感器101节点之间实现的是全连接模式，当某个智能传感器101节点链接另一智能传感器101节点，由于被链接的该智能传感器101节点出现故障不能链接时，可以跳转至其他智能传感器101节点实现数据的传送，有效避免单点故障，所以MESH网络具有高可靠性和稳定性。\n[0045] 当自组织网络传送的来自其它智能传感器101的环境监测检测信息，并根据环境监测检测信息中的智能传感器101身份标识信号以及预存的包含各个智能传感器101的分布位置信息的井下地图，生成有害气体分布图，并通过安置在各处或者井下操作人员随身携带的可以接收自组织网络传送的无线信息的显示单元14，将该有害气体分布图以人可识别的方式显示，供井下1工作人员逃生和井上工作人员的救援。更进一步的，还可以生成有害气体扩散路径图帮助井下人员的撤离路线供井下避险使用。具体地，将某一智能传感器\n101检测到的环境监测浓度与其他智能传感器101检测到的环境监测浓度进行比较，根据环境监测检测信息中智能传感器101身份标识信号和各个智能传感器101的分布位置信息的井下地图，按照浓度由高到底的排列原则，并结合不同时间的有害气体浓度变化，生成有害气体扩散路径图。根据该有害气体扩散路径图还可以进一步生成逃生路线图，该逃生路线图可以依据检测获得环境监测浓度高低，以及井下1巷道的布置情况生成；该逃生路线图根据有害气体扩散路径图中标识的有害气体扩散路径，以避开有害气体扩散路径为原则结合井下巷道的具体不知情况生成；所述的有害气体扩散路径图和逃生路线图可以通过所述自组织网络发送，并以人可识别的方式显示在显示单元14上。\n[0046] 上述生成有害气体分布图、有害气体扩散路径图以及逃生路线图等数据的过程，需要大量运算，这些运算可以由各个智能传感器通过合理的运算分配，通过分布式计算的方式完成。但在智能传感器的计算能力不足的情况下，也可以通过设置在位于井上的控制单元15或者具有运算能力的基站（图未视）等方式实现。以下分别详细说明。\n[0047] 上述井下环境监测预警系统100还可以包括独立设置于井上的控制单元15。该控制单元15通过有线网络或者无线网络与井下的通讯单元12相连；该控制单元15接收所述井下各个智能传感器生成的环境监测检测信息，并根据预存的包含各个智能传感器101的分布位置信息的井下地图，生成有害气体分布图，并将该有害气体分布图通过所述自组织网络发送；该系统还包括至少一个显示单元14，用于接收通过所述自组织网络发送的有害气体分布图，并以人可识别的方式显示。\n[0048] 具体地，井下1分布的各个智能传感器101所处的位置不同，当存在智能传感器101无法通过自组织网络传送该智能传感器101所检测到的环境监测信息，而导致部分环境监测位置的信息不可被其它智能传感器获知时，可以通过该中央控制单元15，接收被分割为几个区域的自组织网络所传送的各个智能传感器101的环境监测检测信息，实现对井下情况的完整监控。包括生成所述有害气体分布图、有害气体扩散路径图以及逃生路线图。由于该中央控制单元15可以具有更强大的计算能力，因此，通过在系统中增加中央控制单元15还可以有效提升整个系统的计算能力，避免智能传感器101的计算负担过重。\n[0049] 本发明所提供的井下1环境监测预警系统100，还可以包括若干个位于井下的基站(图未视)，该些基站用于接收智能传感器发送的无线信号并对该无线信号进行路由和中继。所述基站包括控制子单元、无线收发子单元和组网子单元；所述控制子单元，用于接收所述智能传感器10发出的环境监测检测信息，根据该检测信息判断有害气体是否超过规定的阈值或者标志性有害气体浓度是否突然增加，若是，则生成报警信号；所述无线收发子单元接收所述控制子单元输出的环境监测检测信息，并将该信息以无线形式发送，该无线收发单元还用于接收和路由其它智能传感器10上的无线收发单元发出的无线信号，该无线收发单元还用于接收所述控制子单元生成的报警信号，并将该报警信号以无线信号形式向外发送；所述组网子单元，用于与其他智能传感器101和/或基站进行无线组网。当所述基站收到某一智能传感器所发出的无线报警信号时，能够向井下各个基站发出报警信号，或者其他智能传感器发出关联报警。所述基站的无线收发子单元比所述智能传感器101的无线收发子单元具有更大的无线覆盖范围，以弥补智能传感器101无线覆盖范围过小的缺陷，避免井下的各个智能传感器101形成的自组网络成为多个孤立的网络。上述基站也可以配备更强大的计算能力，弥补自组网络计算能力的缺陷。\n[0050] 请参考图2所示，在图2中本发明还提供了一种应用于井下1环境监测预警系统100中的智能传感器101。该智能传感器101包括：传感器本体1010、存储子单元1011、控制子单元103、无线收发子单元122和组网子单元121。\n[0051] 所述传感器本体1010用于检测现场的环境监测信息并形成环境监测信息电信号；\n所述环境监测为CO和/或甲烷，该传感器本体包括CO检测单元、甲烷检测单元和/或温度检测单元，分别用来实时检测井下1环境状况。\n[0052] 所述控制子单元103，用于接收所述传感器本体1010获得的环境监测信息电信号，并据此生成环境监测检测信息，根据该信息判断有害气体是否超过规定的阈值，和/或，根据所记录的一段时间内的环境监测检测信息判断标志性有害气体浓度是否突然增加，和/或，根据所记录的一段时间内的环境监测检测信息判断温度是否骤然升高，若是，则生成报警信号；\n[0053] 所述存储子单元1011用于存储相关阈值参数以及不断获取的各个时间点的环境监测检测信息；\n[0054] 所述无线收发子单元122接收所述控制子单元103输出的环境监测检测信息，并将该信息以无线形式发送，该无线收发单元还用于接收和路由其它传感器上的无线收发单元发出的无线信号，该无线收发单元还用于接收所述控制子单元1030生成的报警信号，并将该报警信号以无线信号形式向外发送；\n[0055] 所述组网子单元121，用于与其他智能传感器101进行无线组网。\n[0056] 该智能传感器101可以通过有电池作为本地电源，当由于事故导致有线电路出现故障而中断时，可以转换为本地电源供电的方式，保证智能传感器101始终处于正常工作的状态。\n[0057] 为了便于开展救援工作，与该井下环境监测预警系统配套，还可以设置一些能够与自组织网络相连通的设备。\n[0058] 例如，可以使用便携式定位器，该便携式定位器便于随身佩戴，随时可以向外发送位置信息，在获得报警信号后，还可以自动或者在佩戴者控制下发送呼救信息。该便携式定位器的关键在于能够和智能传感器的自组织网络连通，从该自组织网络获得信息和通过该自组织网络传送信息。\n[0059] 另外一个可以使用的设备是救援传感器，该救援传感器同样具有智能传感器的各项功能，便于移动，并可以在移动中随时和周围的智能传感器形成网络，该救援传感器同时对环境信息进行接收，以及接收从自组织网络传送的其它智能传感器检测获得的环境信息。该救援传感器具有显示子单元，能够随时显示其自身检测获得的环境监测检测信息以及从自组织网络获得的环境监测检测信息。该救援传感器可以在进行井下救援时携带，随时获得井下环境信息数据。\n[0060] 以上对本发明所提供的一种井下环境监测预警系统及其智能传感器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。