[發明專利]一種基于漏泄電纜的新型煤礦井下定位系統

有效

• 申請號: 201210401295.4
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102880847A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 薛濟萍;趙瑞靜;藍燕銳;徐宗銘;王平安
• 申請（專利權）人: 中天日立射頻電纜有限公司
• 主分類號: G06K7/00
• 分類號: G06K7/00
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

技術領域

本發明涉及煤礦井下定位系統，具體涉及一種基于漏泄電纜的新型煤礦井下定位系統。?

背景技術

近幾年以來，煤礦爆炸、塌方事件屢屢發生，如何保障礦井以及在煤礦中工作的礦工們的安全越來越體現其重要性，對煤礦瓦斯災害，井下監測系統進行基礎研究變得非常必要，我國在這方面也加大了科技投入，力求能有所突破。?

煤礦井下定位系統是集隧道施工人員考勤、區域定位、安全預警、災后急救、日常管理等功能于一體的隧道施工現場監測系統。可以使管理人員能夠隨時掌握施工現場人員、設備的分布狀況和每個人員和設備的運動軌跡，便于進行更加合理的調度管理以及安全監控管理。當事故發生時，救援人員可根據該系統所提供的數據、圖形，迅速了解有關人員的位置情況，及時采取相應的救援措施，提高應急救援工作的效率。?

射頻識別技術是目前煤礦井下定位系統常用的技術，常規的射頻識別定位系統如圖一所示，在每個坑道的交叉口安裝讀卡器，對于較長的巷道，一般適當分段安裝讀卡器，井下的工作人員每人隨身攜帶一個RFID標識卡，每個RFID標識卡由唯一的ID對應相應的人員，在井下各巷道口及巷道中安裝讀卡器，讀卡器有不同的地址，適當數量的讀卡器組成一個井下基站，基站的各個站點組成CAN總線網絡連接到地面的上位機。當井下工作人員經過讀卡器的讀寫區域時，他們隨身的RFID標識卡會向讀卡器發送ID，讀卡器將收集到的人員ID?信息發送給基站，上位機發送命令來獲取基站中的人員位置信息。上位機通過處理信息來判斷人員的位置情況。井下人員RFID標識卡和讀卡器構成了井下硬件網絡，上位機軟件則是由操作界面和數據庫系統組成。?

我國煤礦井下地質非常復雜，礦井巷道長可達幾十千米，工作環境惡劣，作業點分散，隨采掘工作面的推進，煤礦機電設備和人員流動性大。受環境影響，讀卡器的安裝位置和安裝方式均比較困難。?

另外，射頻識別系統中的讀卡器一般分固定式和便攜式，固定式讀卡器需要專門的供電設施，布網復雜，而便攜式讀卡器主要用電池供電，隨著使用時間的延長，電池的電量下降，使得自動識別系統的作用距離下降，在使用者不清楚電池的用電量時，讀卡機系統可能得不到標簽卡的信息而造成對標簽系統的識別和記錄的遺漏。?

發明內容

本發明的目的是為了克服以上的不足，提供一種能夠處理較大數據量信息，定位精確的基于漏泄電纜的新型煤礦井下定位系統。?

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種基于漏泄電纜的新型煤礦井下定位系統，所述定位系統包括地面控制中心、通信接口、耦合器、漏泄電纜和多個RFID標識卡，每個RFID標識卡均包括耦合元件和芯片，芯片中存儲有用于對目標進行識別的信息，漏泄電纜通過多個普通卡具和多個集成卡具固定在巷道壁上，每個集成卡具均為具有集成芯片模塊的卡具，集成芯片模塊包括定位器裝置和電磁波充電電路裝置，定位器裝置用于與RFID標識卡進行通信，為RFID標識卡提供位置信息，定位器裝置采用可充電的電池進行充電，電磁波充電電路裝置用于對定位器裝置進行充電，漏泄電纜是在同軸電纜上開設有多個漏泄槽孔，漏泄槽孔用于接收RFID標識卡中的無線電波信號、發射地面控制中心對RFID標識卡發出操作指令的無線電波信號以及發送用于為定位器裝置進行充電的強電磁波，所述漏泄電纜通過通信接口與地面控制中心之間進行數據通信，地面控制中心用于處理RFID標識卡發送過來的定位信息，對目標進行定位，同時可對RFID標識卡發送操作指令。?

本發明的進一步改進在于：所述地面控制中心包括控制工作站、數據庫服務器和終端，控制工作站用于將接收到的定位信息存儲到數據庫服務器中，同時通過終端計算出目標的位置。?

本發明的進一步改進在于：所述漏泄電纜沿井道壁敷設，在敷設時從井口開始，在坑道交叉口通過耦合器向各巷道深處敷設，漏泄電纜的終端接負載。?

本發明的進一步改進在于：所述定位器裝置包括TX/RX模塊、射頻信號處理模塊、單片機和可充電電池。?

本發明的進一步改進在于：所述電磁波充電電路裝置包括用于反饋定位器裝置中可充電電池電量的電量反饋電路、天線、用于防止充電電壓過高而對電路產生破壞的過壓保護電路、變壓器、整流電路和濾波電路。?

本發明的進一步改進在于：每個所述RFID標識卡中均設有用于進行無線通信的內置天線。?

本發明與現有技術相比具有以下優點：?