具有准确定位功能的矿井人员定位系统技术方案

本发明专利技术涉及具有准确定位功能矿井人员定位系统，由巷道相邻安装的免维护射频地点标签自动发送地点信息.地点设备ＩＤ信息，作业人员携带的射频转发器自动接收地点信息.地点设备ＩＤ信息后并将人员ＩＤ信息.携带设备ＩＤ信息一同转发到远距离的有线网络通讯器，由其传送至地面的管理计算机，既实现实时而准确的人员定位，又不增加系统的设备成本和系统维护成本，解决了现有矿井人员定位系统要提高人员定位的准确性，必须大幅度增加系统设备成本投入和伴随的系统维护成本升高的难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及人员定位，特指一种具有准确定位功能的矿井人员定位系统。
技术介绍
当前，在煤矿安全生产中广泛使用井下人员定位系统产品，其原理是在井 下各检查地点安置具有有线网络通讯功能的网络通讯器，由井下作业人员携带 能够自动重复发射包含身份(ID)信息的射频身份标签，当作业人员走到网络 通讯器附近对，两络通讯器接收到1D信息后并将之传送到地面管理计^机，其 管理软件的图形界面便实时显示该作业人员所在矿井的位置。作业人员携带的射频身份标签设计一般采用一次性龟池供龟，为延长龟池 的使用寿命(通常使用两年)，射频身份标签采用微功率输出，为此，与网络通 讯器的通讯距离均在十米左右。而煤矿井下的巷道各部份加在一起总长有的超 十千米以上，大多数也有几千米，要实现精确定位，就需要安装大量的网络通 讯器，例如， 一个十千米的总长巷道，如果需要做到十米左右的定位精度，就霱要安装500套以上的网络通讯器设备，其as^有电源适配器和停电状态继续 保持正常工作的后备储电池，这将是一笔巨太的设备成本投入，而且，还霱要 进行大量的布线和安装工程。基于，原函，现有的矿井人员定位系统一般只 在进入各作业工作面的出入口，或者，在巷道的分岔路口处设置两络通讯器， 或者，在一条长巷道中按几百米一段分段设置网络通讯器，以求降低系统成本 投入，但为此带来人员定位精度误差过大的问题， 一般出现上百或几百米的误 差，以致在巷道的大部份区域内无法准确判定作业人员具体位置的情况，不利 于安全生产。为了解决无法准确判定作业人员准确位置的问题，有的矿井人员定位系统 采用加大射频身份标签的输出功率，使之能传送更远的《>信号，树如，使网络通讯器能够识别200米范围内的射频身份标签的ffi)信息，并试图由网络通讯器 根据接收到的ID信号强度判断双方之间的距离，希望以此确定作业人员的准确 位置》但是，由于井下巷道的射频通讯条件复杂，影响无线电波传输的因素很 多，比如，巷道的大小、弯曲度、空气湿度、巷道是否有水，坡的斜度、通讯 频率和环境设备的干扰因素等，都会对射频通讯距离(信号遝度)产生影响， 此外，人体的身体本身还会对无线电波产生吸收作用，对于射频身份标签而言， 即使在相同的地点位置，射频身份标签在人体身上的安置位置不同，或者，人 体身体面向通讯对象的方向不一样，两络通讯器收到的ID信息信号强度也会大 不一样，因此，通过检測射频身份标签的信号强度来判断作业人员位置的方式4存在很大的不确定性，换言之，此方法无法做到井下环境状态的人员准确定位。
技术实现思路
因此，本专利技术根据上述要求，目的在于提供一种矿井人员定位系统，其具 有准确反映作业人员所处位置信息的功能，从而能够真正做到井下环境状态的 人员准确定位，并可根据需要设定人员定位精度，在无需增加系统设备成本和系统维护成本的情况下，能够显著提高矿井人员定&m,定位精度。本专利技术是一种具有准确定位功能的矿井人员定位系统，其具有自动将作业 人员所经过地点接收到的地点信息，或者，具有代表地点信息功能的信息发送设备的ID信息(简称地点设备ID信息，下同)，通过其随身携带的转发设备无线通讯传送到远距离的有线网络通讯终端的功能，而且，在转发过程中，加载有所述转发设备的iD信息(简称携带设备ID信息，下同)，或者，加载作业人 员的ID信息，形成包含有地点信息*地点设备11>信息和人员 信息*携带设 备ED信息的复合定位信息，并由有线网络通讯^^端将该复合定位信息传送至地 面的管理计算机，实现井下人员准确定位。此外，通过转发方式将复合定位信 息发送到远距离的有线网络通讯终端，既提高了作业人员的定位精度，又能减 少设置有线网络通讯终端的数量，降低系统的设备#和使用维护威本《本专利技术的矿井人员定位系统在矿井的巷道上简隔距离安置多个射m点标 签，其具有周期性重复发送所属地点信息'地点设备ID信息的功能，为经过的 作业人员提供准确的跟踪定位地点信息。而且，通过调节射频地点标签的信号 覆盖范围(信号发射功率)和射频地点标签相邻的安置距离便可方便实现人员 定位精度的调节，例如，ItM地点标签发送的地点信息信号覆盖范围为10米， 相邻射频地点标签的安置距离为20米，就能实现小于10米的定位精度。本专利技术的矿井人员定位系统具有准确定位的功能并无需增加系统设备成本 和的维护工作量，其射频地点标签所发送的地点信息*地点设备11>信息具有极 小的占空比，从而大幅度延长供电电池的使用寿命而无需额外的维护工作，例 如，假设射频地点标签工作在2.4G的工# 率，另采用lOOOmAH的长效电池 供电，如发射信号时的工作流为1QmA，按每五秒发送一次地点信息信号，其发 送信号过程需要占甩的时间为lms，则该电池可,续工作5年以上，期间无需 更换电池等维护工作。此外，本专利技术中的射频地点标签由于无需布线供电工作， 方便随意安装和使用。本专利技术的矿井人员定位系统具有由作业人员随身携带射频转发器将接收到 的地点信息哋点设备ID信息无线通讯转发至远距离的有线两络通讯器的功能，具有将接收到的地点信息 地点设备id信息加载射频转发器的id信息，m#，加载作业人员的ID信息后形成的复合定位信息转发送到远距离的网络通讯器的 功能。为此，本专利技术中的射频转发器具有一只近程射频通讯模块和一只远程射 频通讯模块，其近程射频通讯模块为微功率通讯模块，具有近距离范围内(如m 20米范围)自动接收所经过地点的射频地点杏安签发送的地点信息*地点设备ID信息的功能。而远程射频通讯模块负责将加载有携带设备ID信息，或者，作 业人员的ID信息后形成的复合定位信息发送到远距离的网络通讯器。Jifc^，还 可通过加大远程射频通讯模块的输出功率和选择适合的通讯频率实现更远距离 的通讯(如500米或以上)，从而最大限度地减少网络通讯器的数量，降低系统 设备的成本。另外，在本专利技术的射频转发器工作过程中，为便于使用者了解其 转发信号的工作状态，设置有工作状态显示器，该显示器即可使用LED指示灯 进行简单的工作状态指示，例如，发生数据通邻对LED指示灯闪烁。另外，也 可以使用具有更多侑息显示功能的液晶显示器(LCD),例如，将接收到地点信 息直接显示出来。本专利技术的矿井人员定位系统具有将准确的人员定位信息传输到地面管理计 算机的功能，具有射频通讯和有线网络通讯双重通讯功能的两络通讯器，其具 有接收射频转发器发送的复合定位信号的射频通讯模块，并通过安置在井下的 有ife通讯网络将复合定位信号传送至地面的管理计算机。另外，为通用接入井 下各种常用的有线网络中使用，本专利技术中的阿络通讯器可通过选择相应的接口 器件(适配器)，便能与RS-485总线网络，或CAN总线网络，或光纤网络进行 通讯。此外，为便于检查网络通讯器的工作状态，其设置有LED指示灯。 附图说明图1是本专利技术实施树1中的射频地点皿内部各部位功能的方框图； 图2是本专利技术实施树1中的射,发器内各个功能部位的方框图； 图3是本专利技术实施例1中的网络通讯器内部各部位功能的方框图。 以下，参考附图对本专利技术的实施例进行说明。在图1中，本实施树的射频地点标签由装载电子器件和电池的载体l、处理 器2、存储器3、射频通讯模块4和电池5共同组成，其中，存本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有准确定位功能的矿井人员定位系统，其特征在于，具有：　井下巷道相邻安置并具有射频发送所属地点的地点信息.地点设备ＩＤ信息信号的射频地点标签；　射频转发器，其由作业人员携带使用，负责接收地点信息.地点设备ＩＤ信息并加载人员ＩＤ信 息.携带设备ＩＤ信息形成包含地点信息和人员ＩＤ信息.设备ＩＤ信息内容的复合定位信息，并将该信息执行远距离射频传输；　网络通讯器，其在矿井下分区域安置，负责接收射频转发器发送的复合定位信息，并将该信息通过有线通讯网络传输到地面管理计算机 。

【技术特征摘要】
1、具有准确定位功能的矿井人员定位系统，其特征在于，具有井下巷道相邻安置并具有射频发送所属地点的地点信息·地点设备ID信息信号的射频地点标签；射频转发器，其由作业人员携带使用，负责接收地点信息·地点设备ID信息并加载人员ID信息·携带设备ID信息形成包含地点信息和人员ID信息·设备ID信息内容的复合定位信息，并将该信息执行远距离射频传输；网络通讯器，其在矿井下分区域安置，负责接收射频转发器发送的复合定位信息，并将该信息通过有线通讯网络传输到地面管理计算机。2、 根据权利要求1所述的矿井人员定位系统，期特征在于，具有根据射频 地点标签的信号输出功率和相邻的安装距离调节定位精度的功能。3、 根据权利要求1所述的矿井人员定位系统，其特征在于，所述的地点标 签具有自动周期性循环发射地点信息 地点设备ID信息信号的功能。4、 根据权利要求3所述的射频地点标签，其特征在于，所述的地点信息*地 点设备ID信息信号的占空比小于0.01。5、 根据权利要求1所述的矿井人员定位系统，其特征在于，所述的射频转 发器具有一只接收地点信息 地点设备ID信息信号的近程射频通讯模块。6、 根据权利要求l所述的矿井人员定位系统，其特征在于，所述的射频转 发器具有一只...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾超宁，
申请(专利权)人：曾超宁，
类型：发明
国别省市：45[]