本发明专利技术涉及一种矿井设备的无线定位方法和液压支架喷雾控制方法，采用基于无线数据信号强度值来实现定位，液压支架上的无线模块与采煤机上的无线模块分布在两条平行的直线上，构成一个基于Zigbee无线定位技术的通讯网络，成功组网后，经过简单的握手应答后采煤机上的B节点开始每隔几百ms不停的发射广播数据，离它较近的液压支架上A类节点收到该数据并获取B节点地址后，对接收数据的信号强度值进行处理，然后分组点对点的将信号强度值返回给B节点，由其来计算行进位置。另外，利用无线ZigBee通信在对采煤机精准定位的同时，可以实现采煤机定位之处液压支架的自动喷雾降尘控制，避免了采用红外收发技术容易受粉尘、设备、人体等遮挡而丧失功能的缺陷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
煤矿行业是我国经济体系中极为重要的支柱性能源产业，但我国煤炭资源开采条件与一些拥有先进技术的采煤大国相比，却属于中等偏下水平，而可供露天开采的矿资源极少，大部分煤田属于井下开采作业，其条件较为复杂，由于煤矿安全措施设备的陈旧老化及安全设施的不足，在出现矿井事故的时候，往往造成大量的人员及财产损失，煤矿的安全问题亟待解决。目前，矿井设备的定位大多采用红外的方式，这种方法的弊端是红外收发受角度局限，偏离一定角度将接收不到信号；另外，红外光线无法穿透，中间不能有障碍物，也就是不能穿墙而过，容易受粉尘、设备、人体等遮挡而丧失功能，几乎无法控制信息传输的进度， 传输距离通常只有3-10m。另外，近几年开始出现针对矿井人员的定位，这种定位采用了 RFID射频识别技术。RFID即无线射频识别，又称电子标签，这种定位方法是在井下一些关键或人经常出入的位置放上若干个读写器用于接收，在矿工身上装上射频卡(电子标签)用于发射，当人经过某个放置读写器的位置时，读写器会收到射频卡发出的无线信号，从而判定出人在某一区域。但是这种无线射频卡来实现人员定位的其中一个局限是定位精度很低，只能达到十几米或几十米，实际应用当中，会在几十米或上百米装一个读写器；其次，成本也是RFID推广应用的“瓶颈”之一，对于不同功率以及不同性能的RFID系统，其读写距离不同，电子标签产品的价位也大不相同，在巷道密集的井下，投资成本比较大；另外，RFID标签的准确识别率目前只有80%左右，在情况复杂的矿井环境下，准确识别离大规模实际应用所要求的成熟程度尚有一定差距。Zigbee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向通信技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案，相对现有的各种通信技术， Zigbee技术将是最低功耗和成本的技术之一，以2. 4GHz为主要频段，采用扩频技术。通过检索可知基于无线ZigBee技术来实现无线数据通信的应用很多，技术也比较成熟。而利用这种无线接收信号强度来实现定位的应用极少，而且定位效果较差，具有如下缺点第一， 这种无线ZigBee定位需要建立一种无线网络，如图1所示，参考节点与定位节点要形成一个网状包围结构，受网络拓扑结构的局限；第二，基于无线ZigBee网络定位，其精度仍然受无线接收数据强度值本身具有的波动性限制而存在较大的误差，目前市场上存在的效果最好的定位精度也只能达到3米左右，而且还是在地面情况比较好的条件下，矿井设备采用这种方式实现精确定位的还没有。另外，现在的矿井液压支架都具备喷雾降尘功能，设置有喷头、喷嘴，每组液压支架设置红外信号接收器和控制系统，在移动工作的采煤机上设置红外信号发射器，当采煤机移动至某一位置时，工控机控制相应位置处的电动阀打开，并在行进中打开下一组电动阀，且通过相应的控制主机自动关闭正在工作的前一组电动阀，但是由于红外收发技术容易受粉尘、设备、人体等遮挡而丧失功能，因此，这种喷雾控制方式有一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种矿井设备的无线定位方法，以解决现有定位系统容易受干扰、定位精度低的问题，同时提供一种液压支架喷雾降尘控制方法。为实现上述目的，本专利技术提供的矿井设备的无线定位系统的技术方案如下一种矿井设备的无线定位方法，包括如下步骤(1)在沿矿井设备移动方向上间隔设定距离设置的液压支架上安装固定Zigbee无线模块，这些无线模块间隔设置在一条直线上，并与矿井设备移动方向的直线平行，位置固定，称为A类节点；在矿井设备上安装一个移动Zigbee无线模块，该无线模块随矿井设备移动，称为B节点；各固定Zigbee无线模块和移动Zigbee无线模块构成一个基于Zigbee无线定位的通讯网络；(2)当B节点随矿井设备前进的同时，不停的广播发送数据包，数据包的数据信息以扇形方式向A类节点发送；(3)当离B节点移动位置较近的扇形区域内的一部分A类节点收到数据包后，这部分A 类节点将收到的B节点的数据的信号强度值返回给B节点；(4)B节点通过返回的A类节点的信号强度值来判断离哪个A类节点最近，从而判断矿井设备的行进位置。所述各固定Zigbee无线模块和移动Zigbee无线模块均设有一个屏蔽外壳，所述屏蔽外壳包括周向封闭设置的金属侧壁，屏蔽外壳的一端设有非金属盖板；无线模块上设有一个用于接收、发射信号的天线，所述天线的发射端朝向非金属盖板方向；所述各固定 Zigbee无线模块的非金属盖板朝向采煤机方向，移动Zigbee无线模块的非金属盖板正对各固定Zigbee无线模块。两相邻固定Zigbee无线模块之间的间隔距离为2_5m，所述采煤机与液压支架的最短距离为Um。本专利技术提供的液压支架喷雾降尘控制方法的技术方案如下一种液压支架喷雾降尘控制方法，包括如下步骤(1)在沿采煤机移动方向上间隔设定距离设置的液压支架上安装固定Zigbee无线模块，这些无线模块间隔设置在一条直线上，并与采煤机移动方向的直线平行，位置固定，称为A类节点；在采煤机上安装移动Zigbee无线模块，该无线模块随采煤机移动，称为B节点；液压支架上的固定Zigbee无线模块与采煤机上的移动Zigbee无线模块分布在两条直线上，各固定Zigbee无线模块和移动Zigbee无线模块构成一个基于Zigbee无线定位的通讯网络，且各固定Zigbee无线模块与其相应的液压支架上的喷雾降尘装置控制连接；(2)当B节点随采煤机前进的同时，不停的广播发送数据包，数据包的数据信息以扇形方式向A类节点发送；(3)当离B节点移动位置较近的扇形区域内的一部分A类节点收到数据包后，这部分A 类节点将收到的B节点的数据的信号强度值返回给B节点；(4)B节点通过返回的A类节点的数据信号强度值来判断离哪个A类节点最近，从而判断采煤机的行进位置；(5)B节点通知已确定的最近的A类节点；(6)该A类节点的无线模块控制两侧相临近的液压支架上的喷雾降尘装置进行喷雾降/K土。所述各固定Zigbee无线模块和移动Zigbee无线模块均设有一个屏蔽外壳，所述屏蔽外壳包括周向封闭设置的金属侧壁，屏蔽外壳的一端设有非金属盖板；无线模块上设有一个用于接收、发射信号的天线，所述天线的发射端朝向非金属盖板方向；所述各固定 Zigbee无线模块的非金属盖板朝向采煤机方向，移动Zigbee无线模块的非金属盖板正对各固定Zigbee无线模块。两相邻固定Zigbee无线模块之间的间隔距离为2_5m，所述采煤机与液压支架的最短距离为Um。本专利技术的矿井设备的无线定位方法采用基于无线数据强度值来实现定位，液压支架上的无线模块与采煤机上的无线模块分布在两条直线上，构成一个基于Zigbee无线定位技术的通讯网络，成功组网后，经过简单的握手应答后采煤机上的B节点开始每隔几百 ms不停的发射广播数据，离它较近的液压支架上A类节点收到该数据并获取B节点地址后， 对接收信号的数据强度值进行处理，然后分组将数据强度值返回给B节点，由其来计算采煤机行进位置。本专利技术不需要像其它ZigBee网络那样需要参考节点与定位节点要形成一个网状拓扑包围结构来定位，不受网络拓扑结构的局限。另外，利用无线ZigBee通信在对采煤机无线精准定位的同时，可以实现采煤机定位之处本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种矿井设备的无线定位方法，其特征在于，步骤如下：（１）在沿矿井设备移动方向上间隔设定距离设置的液压支架上安装固定Ｚｉｇｂｅｅ无线模块，这些无线模块间隔设置在一条直线上，并与矿井设备移动方向的直线平行，位置固定，称为Ａ类节点；在矿井设备上安装一个移动Ｚｉｇｂｅｅ无线模块，该无线模块随矿井设备移动，称为Ｂ节点；各固定Ｚｉｇｂｅｅ无线模块和移动Ｚｉｇｂｅｅ无线模块构成一个基于Ｚｉｇｂｅｅ无线定位的通讯网络；（２）当Ｂ节点随矿井设备前进的同时，不停的广播发送数据包，数据包的数据信息以扇形方式向Ａ类节点发送；（３）当离Ｂ节点移动位置较近的扇形区域内的一部分Ａ类节点收到数据包后，这部分Ａ类节点将收到的Ｂ节点的数据的信号强度值返回给Ｂ节点；（４）Ｂ节点通过返回的Ａ类节点的数据信号强度值来判断离哪个Ａ类节点最近，从而判断矿井设备的行进位置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵彤宇，易宇航，葛玉丽，张杰，张光辉，李传峰，
申请(专利权)人：郑州光力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：41
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