[實用新型]非接觸式礦山井下機車追蹤系統

無效

• 申請號: 201120149729.7
• 申請日: 2011-05-12
• 公開（公告）號: CN202026470U
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 黃劉生;張銀東;趙賀楠;徐宏力
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學蘇州研究院
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術領域

本發明涉及一種礦山井下機車追蹤及車廂數量統計方法，尤其涉及一種無線傳感器網絡(Wireless?Sensor?Networks)基于接收信號強度(ReceivedSignal?Strength?Indicator，RSSI)的礦山井下機車追蹤和車廂數量統計方法，屬于電通信技術領域。

背景技術

在已有的礦山井下機車追蹤管理中，采用的是基于GPS全球定位技術的機車遠程定位方法。雖然該方法定位精度較高，然而，該發放需要GPS定位模塊，成本較高；另一方面由于礦山井下GPS信號強度等原因，該方法具有較大的局限性和不穩定性。而針對車廂數量統計，傳統的方法是使用軌道計軸器等接觸式傳感器等手段，其缺點是穩定性較差，容易損壞。

現在，無線傳感器網絡已逐步應用于礦山井下人員定位與安全管理中，以實現對井下人員的日常生產管理，也有利于礦難后的應急救援。那么，相應地，無線傳感器網絡也可以應用于對礦山井下機車追蹤和管理中。在這類應用中，為了實現對機車的追蹤，每輛機車都攜帶有傳感器節點(由于節點隨著機車移動，亦稱之為移動節點)，而礦井的巷道內布置了固定的信標節點，這些信標節點的現實位置已知。本發明利用信標節點的位置及其他信息來獲取移動節點的位置，以此實現對礦上井下機車的追蹤，并能夠據此獲得機車上所帶車廂的數目。本專利重點考慮移動節點的實時可靠追蹤方法，忽略其他的技術細節。通過本專利，可以在對機車進行追蹤的同時實現對車廂數量的統計。

由于無線傳輸的不穩定性，探測信息可能會丟失，影響追蹤的精度。信標節點的配置關系著追蹤的性能。如果信標節點間距過大，會造成追蹤誤差過大，追蹤結果不可靠；如果信標節點間距過小，需要較多的信標節點才能覆蓋整個巷道，增加了追蹤成本。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于無線傳感器網絡的礦山井下追蹤及車廂數量統計方法，通過信標節點的RSSI信息以及信標節點的位置，確定移動節點的位置，為礦山井下機車安全管理提供了一種有效的方法。

為了解決現有技術中的這些問題，本發明提供的技術方案是：

一種非接觸式礦山井下機車追蹤系統，包括分別固定安裝在機車上隨機車移動的傳感器節點作為移動節點、沿礦山井下的巷道布置的傳感器節點作為信標節點，其特征在于所述系統還包括服務器，所述移動節點、信標節點和服務器構成通信網絡，所述信標節點周期地發送探測信息數據，并接收由移動節點生成的定位信息，將定位信息組裝成路由數據包通過無線路由或者有線網絡傳遞給服務器。

優選的，所述移動節點分別設置在機車頭部和機車尾部。

本發明還提供了一種利用非接觸式礦山井下機車追蹤系統進行車廂數量統計的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：

(1)根據機車的長度、巷道長度以及傳感器節點的傳輸半徑，確定信標節點的間距，分別在巷道中布置信標節點和在機車頭尾部上設置移動節點，使移動節點、信標節點和服務器構成非接觸式礦山井下機車追蹤系統；

(2)信標節點周期性地發送包含信標節點ID的探測消息包；移動節點接收信標節點的探測消息包，并根據接收到的探測消息包，來計算相應的信標節點RSSI信息；

(3)機尾部位的移動節點將兩個最大的RSSI信息及其相應的信標節點ID封裝起來發送給機頭部位的移動節點；機頭部位的移動節點將其自身的信息與接收到的機尾信息封裝在一起進行廣播；

(4)機尾部位的移動節點接收到機頭部位的移動節點廣播的消息后直接丟棄該消息；信標節點接收到機頭部位的移動節點廣播的消息后通過路由傳輸給服務器；

(5)服務器分析處理收集到的所有RSSI信息及信標節點ID，根據RSSI信息以及信標節點的位置對每個移動節點的進行定位追蹤或獲取機車所帶車廂數量。

為了降低本方法的成本，減少信標節點的數目，在不影響追蹤性能的前提下合理估算每個信標節點的間距。同時，為了計算機車攜帶的車廂數量，提高機車追蹤的精度，增加RSSI信息的冗余度，每個機車上將配置兩個移動節點，分別在車頭和車尾。