[發明專利]一種井下/巷道移動對象定位及跟蹤系統

無效

• 申請號: 201010164822.5
• 申請日: 2010-05-06
• 公開（公告）號: CN101848419A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 盧建軍;趙安新;王曉路;衛晨;孫旭東
• 申請（專利權）人: 西安郵電學院
• 主分類號: H04W4/04
• 分類號: H04W4/04
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明涉及一種移動對象定位及跟蹤系統，尤其是涉及一種井下/巷道移動對象定位及跟蹤系統。

背景技術

近年來，礦井事故頻繁發生，由于礦井下情況的復雜性，礦工們的救援工作十分困難。如果平時能及時了解工人們在礦井下具體的精確位置，在發生事故時將會大幅度減少事故的傷亡率。因此，礦井下人員的定位一直都是煤炭開采中一個緊迫的任務，現如今研究人員們提出了許多方案，主要包括基于RFID的井下人員定位方法和基于小靈通系統的井下人員定位方法等，但成效甚微。

其中，基于RFID的井下人員定位方法的工作原理是利用射頻識別技術(RFID，Radio?Frequency?Identifi-cation)進行非接觸雙向通信，以達到識別目的并交換數據。與其它接觸式識別技術不同，RFID系統的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可實現對人員或物體在不同狀態(移動、靜止)下的自動識別和定位。典型的射頻識別系統主要包括射頻卡和讀寫器兩部分。射頻卡是將幾個主要模塊集成到一塊芯片中，芯片上有EEPROM用來儲存識別碼或其它數據。芯片外圍僅需連接天線(和電池)，完成與讀寫器的通信。射頻卡可以作為人員的身份或貨物的標識卡。

采用射頻識別技術對井下人員進行定位的工作原理是：首先，在井下的各個巷道和所有人員可能經過的通道中安放若干個射頻讀寫器，具體數量和位置根據現場實際工況和要實現的功能要求而定，并且將它們通過網絡布線和地面的監控計算機聯網。同時，在每個下井人員佩帶的礦燈帽上安裝一個識別卡，當下井人員進入井下以后，只要通過或接近放置在巷道內的任何一個射頻讀寫器，射頻讀寫器即會馬上感應到信號同時立即上傳到地面的監控計算機上，計算機馬上就可判斷出具體信息，同時把它顯示在顯示屏上，管理人員也可以根據顯示屏上的分布示意圖點擊井下某一位置，計算機即會把這一區域的人員情況統計并顯示出來。另外，一旦井下發生事故，可根據計算機中的人員分布信息馬上查出事故地點的人員情況，然后再用特殊的探測器在事故處進一步確定人員位置，以便幫助營救人員準確快速的營救被困人員。

實際使用過程中，上述基于RFID的井下人員定位方法具有以下優點：①數據量大，根據需要可傳輸除識別信息外的目標的身份信息、所處位置等；②信息處理速度快，在某些應用場合可以達到幾十個微秒；③保密性高，未經允許幾乎不能復制與修改數據；④具有很強的環境適應性，抗干擾能力強，可在全天候下使用，幾乎不受污染與潮濕的影響，同時還避免了機械上的磨損；⑤一種系統可以滿足多用途的要求，可以實現多目標識別、運動目標識別。但是，基于RFID的井下人員定位方法仍存在以下方面的缺點：①由于發射距離的限制，這些定位系統在井下的覆蓋區域很有限，得到的定位信息只能表明該員工最后一次來過這個地方，而現在該員工到底在哪里就無法得知，因而無法實現人員實時定位跟蹤；②由于RFID定位卡只是在激活區域內主動的向接收器發送自身的ID編號，而無其他任何功能，所以當發生緊急情況時，井下員工和地面監控臺之間無法進行聯系；③定位達不到所要求的精度范圍，RFID射頻技術最根本的缺陷在于缺少解決提高定位精度的技術手段；④現有系統的軟件定位界面一般都以井下示意圖的形式或表格形式顯示定位信息，監控人員很難對井下情況進行較精確的了解。