[發明專利]一種基于差分GPS技術的工業料場實時定位監控系統及方法

無效

• 申請號: 201010554828.3
• 申請日: 2010-11-22
• 公開（公告）號: CN102033533A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 胡凱林;李平
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G01S19/42
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

技術領域

本發明涉及工業料場監控領域，尤其涉及一種工業料場實時定位監控系統與方法。

背景技術

在工業企業中，對原料進行有效管理，是保證生產平穩運行，提高產品質量的基礎。但針對原料，特別是工業料場的監控和管理，一直是冶金，火電等行業生產中的薄弱環節。

工業料場屬于露天場地，用于堆積存放焦炭，礦石等工業散裝原料。原料的堆/取操作通過斗輪式堆取料機完成。由于料場的露天特性，難于對場地使用進行精確規劃，加之散裝原料有數量巨大，品種繁多，堆積位置、形狀不規則，易變化的特點，給提高原料堆取作業的規范化，精細化造成了難題。特別是由于無法準確監控堆取料機實時位置，在原料堆積密集，夜晚照明條件不佳的情況下，取錯原料的事故時有發生，造成生產上的損失。

可以看出，要實現工業料場的優化管理，除了需要將場地上的原料的種類，數量，堆積分布圖等數據實行電子化管理之外，最亟需解決的問題是如何實時，準確地獲得堆取料機所在的位置以及姿態。目前，針對此問題，已有一些積極的嘗試。比較常見的有兩種方法是，1.在場地上安裝激光測距儀對堆取料機進行定位；2.在堆取料機懸臂俯仰機構，旋轉機構以及走行機構上安裝編碼器測量角度和距離，并據此進行定位，該技術見公開號為CN?101104480A的中國發明專利申請公開說明書。但這兩種方法都有其固有缺陷：第一種方法成本高，且受天氣條件影響大，在雨霧天氣使用效果不佳，壽命短；第二種方法雖然成本較低，但其測量裝置安裝在移動部件上，有較大的累積誤差，且易受機械振動，粉塵的因素干擾，需要定期校準，故障率高。

發明內容

本發明首先所要解決的技術問題是提供一種基于差分GPS技術的工業料場實時定位監控系統，以解決工業料場優化管理的難題。為此，本發明采用以下技術方案：

一種基于差分GPS技術的工業料場實時定位監控系統，其特征在于，包括一個監控中心，一個基站終端，和多個堆取料機移動站終端；

所述監控中心包括：

堆取料機定位及運行狀態數據庫，存儲有每一臺堆取料機的定位數據以及運行狀態數據，

料場原料信息數據庫，存儲有當前料場的原料種類數據以及原料堆積的每一個料堆在料場上的地理分布位置數據；

堆取料規則數據庫，存儲有當前生產周期內堆料及取料操作規則；

數據通訊模塊，用于接收來自基站終端的堆取料機實時定位數據以及來自外部數據源的堆取料機運行狀態數據，并更新堆取料機定位及運行狀態數據庫；

實時監控顯示模塊，用于根據料堆的地理分布位置數據及原料種類數據圖形化顯示當前料場各料堆地理分布位置和原料種類，以及根據堆取料機的定位數據和工作狀態數據計算、顯示當前時刻堆取料機的運行狀態；

原料信息及料堆分布圖維護模塊，用于創建、編輯、刪除原料種類數據和料堆在料場上的地理分布位置數據，以及輸入、編輯料場上的料堆地理分布位置數據和堆料及取料操作規則，并存入料場原料信息數據庫和堆取料規則數據庫；

分析報警模塊，用于將當前堆取料機運行狀態，與堆取料規則數據庫中的堆料以及取料操作規則進行比對，發現當前堆取料機操作錯誤時，發出報警；

所述基站終端包括：

基站GPS接收器以及配套天線，用于獲取自身所在位置的經緯度和海拔高度數據，并與堆取料機移動站終端配合進行差分運算，得出移動站G?PS天線的定位數據，并傳輸給監控中心的數據通訊模塊；

基站電臺及配套天線：用于和堆取料機移動站終端進行數據通訊；

所述堆取料機移動站終端包括：

移動站GPS接收器及配套天線：用于獲取自身所在位置的經緯度和海拔高度數據；

移動站電臺及配套天線：用于和基站終端進行數據通訊。

本發明另一個所要解決的技術問題是提供一種利用上述實時定位監控系統進行工業料場實時定位監控的方法。為此，本發明采用以下技術方案：

實時定位監控系統進行工業料場實時定位監控的方法，其特征在于，它依次包含以下步驟：

(1)、選擇料場中的一個點作為料場本地相對三維坐標原點，將堆取料機移動站終端GPS天線置于該點，使用移動站GPS接收器和天線，標定料場本地相對三維坐標原點的經緯度和海拔高度；

(2)、使用監控中心的原料信息及料堆分布圖維護模塊，通過圖形化編輯或從外部數據源導入的形式，將料場原料種類數據，及料堆地理分布位置數據導入料場原料信息數據庫，其中，料堆地理分布位置數據的坐標原點為步驟(1)中的料場本地相對三維坐標原點；