[發明專利]一種井下多功能人員定位呼救系統

無效

• 申請號: 201210464279.X
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN102979578A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 孫繼平;劉毅
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;H04W64/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種井下多功能人員定位呼救系統，包括：定位服務器、監控終端、有線通信子系統、無線通信基站和呼救裝置；有線通信子系統包括光纖、分光器和無線交換機；無線通信基站包括防爆箱、電源，備用電池、無線接入設備、天線隔離器和天線；呼救裝置包括：處理器、無線通信部件、按鍵、存儲、LCD顯示屏、LED指示燈、發聲元件、溫度傳感器、運動檢測電路和電源電路；呼救裝置的無線通信部件包括無線通信模塊和天線；呼救裝置的運動檢測電路采用三軸加速度傳感器；在井下間隔一定距離安裝無線通信基站，無線通信基站通過光纖連接井上的無線交換機和定位服務器；呼救裝置與無線通信基站通過無線方式通信，實現與定位服務器的雙向通信；呼救裝置基于場強定位結合計步測距實現準確定位；呼救裝置通過三軸加速度傳感器檢測記錄使用人員行走步數和監測其生命活動特征，當一定時間內檢測不到人體活動則自動報警；呼救裝置通過Ad?hoc網絡自動連接專用搜救裝置，通過與搜救裝置雙向通信使搜救人員能夠獲得被困人員的位置、身份及活動狀態。

2.根據權利要求1所述的呼救系統，其特征在于：呼救裝置基于場強定位結合計步測距實現準確定位，定位過程包括以下步驟：呼救裝置通過無線通信部件實時檢測附近無線通信基站的信號場強，在呼救裝置靠近無線通信基站時，場強到達峰值，將此無線通信基站位置作為呼救裝置的當前位置可靠定位，并將此位置作為呼救裝置的當前定位基準點；通過三軸加速度傳感器計步，實時記錄佩戴呼救裝置人員在可靠定位后所行走的步數；步數乘以計算所得的佩戴呼救裝置的人員的個人步長得到呼救裝置與當前定位基準點的距離；根據呼救裝置檢測到的當前和下一個定位基準點所在無線通信基站的場強計算距離；取距離交集公共部分中心的值作為呼救裝置與當前定位基準點的距離，將此距離代入兩無線通信基站所在的隧道的曲線方程得到呼救裝置的當前坐標，實現對使用呼救裝置人員的定位。

3.根據權利要求1所述的呼救系統，其特征在于：呼救裝置處理器控制無線通信部件自動連接搜救裝置，當呼救裝置一段時間未能連接入固有無線網絡時，進入求救搜索狀態，自動連接由搜救系統裝置組織的Ad?hoc網絡，并向搜救裝置發送信號場強、身份號及最近一次活動時間等信息，使搜救系統獲得被困人員的位置、身份及活動狀態。

4.根據權利要求1所述的呼救系統，其特征在于：呼救裝置通過低通濾波算法處理由三軸加速度傳感器所采集的三個方向上的加速度數據以去掉高頻噪聲，分析信號特征，取速度變化量最大的軸向進行計步，以0.5-5Hz的信號作為計步的信號，再參考其它軸上數據經過特征匹配實現準確計步。

5.根據權利要求1所述的呼救系統，其特征在于：呼救裝置使用自動或手動方式與搜救系統裝置雙向通信，當呼救裝置與搜救裝置建立連接后，使用人員可操作呼救裝置向搜救系統裝置發送內置的信息，接收搜救裝置發送的信息。

6.根據權利要求1所述的呼救系統，其特征在于：呼救裝置通過低通濾波算法處理由三軸加速度傳感器所采集的三個方向上的加速度數據以去掉高頻噪聲，實時監測使用人員的生命活動狀態，記錄最近一次人體活動時間，在呼救裝置無線通信時，隨信息包發送此時間記錄。

7.根據權利要求1所述的呼救系統，其特征在于：呼救裝置的處理器實時檢測按鍵操作，記錄最近一次按鍵操作時間，在呼救裝置無線通信時，隨信息包發送此時間記錄。

8.根據權利要求1所述的呼救系統，其特征在于：呼救裝置的處理器實時檢測人體活動，當處理器一定時間未檢測到任何人體活動或按鍵操作則自動觸發報警，通過無線通信和聲光方式向外傳送報警，進入呼救狀態。

9.根據權利要求3或8所述的呼救系統，其特征在于：當呼救裝置進入求救搜索狀態或呼救狀態時，由處理器控制發聲元件發送國際標準三短三長三短SOS呼救信號。

10.根據權利要求3或8所述的呼救系統，其特征在于：當呼救裝置進入求救搜索狀態或呼救狀態時，由處理器控制LED指示燈發送國際標準三短三長三短SOS呼救信號。

11.根據權利要求1所述的呼救系統，其特征在于：呼救裝置通過熱敏元件或控制器內置的溫度檢測單元檢測呼救裝置所在環境溫度，并將溫度信息連同定位信息通過無線通信上傳到井上的服務器。