[發明專利]基于無線數據傳輸網絡的井下定位系統

在審

• 申請號: 201310059200.X
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN103161508A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 劉瀚澤
• 申請（專利權）人: 漢創企業(中國)有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G01S13/74;G01S13/88
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及礦山安全監控技術領域，特別是涉及一種基于Zigbee的TOF技術的無線數據傳輸網絡的井下定位系統。

技術背景

采掘業是國家的基礎產業，一直以來，由于礦井的井下工作存在地質環境復雜，且有各種有害氣體和不明水體逸出的情況發生，隨著科學技術的進步，雖然設置了多種探測系統和監控系統，但礦井的惡性事故仍然不斷發生，嚴重威脅著井下作業人員的安全。而井下作業人員的流動性大，工作環境復雜,一旦意外事故發生，每個人所處的具體位置都很難確定，常常會延誤營救的最佳時機，造成嚴重后果，按照國家安監總局的要求，井下作業人員同時達到30人以上的礦山企業必須建設井下定位系統、監測監控系統、通信聯絡系統、壓風自救系統、供水施救系統和緊急避險系統這六大系統，井下定位系統是六大系統當中優先要建設的系統之一，井下定位系統是解決目前礦井下方作業人員具體位置，為礦井事前預警和事后自救提供精確人員位置數據，為事故發生后贏得搶救時間，也是物聯網感知礦山當中的重要一環，目前市場應用于井下的人員定位系統主要采用Zigbee技術的RSSI(接收信號強度指示)原理來進行井下人員的定位，此定位技術誤差范圍大，對于煤礦和非煤礦山井下作業面不同，其誤差范圍在20-100米，在定位上只能達到區域定位的功能，這樣井下一旦出現事故，只能確定井下遇險人員在某一區域，延誤了搶險時間。而Zigbee的TOF（信號飛行時間）技術原理應用到了井下人員定位中實現了井下作業人員的精確定位。根據井下作業面的不同，定位誤差范圍在1-3米。增強了井下定位的精確度，節省了救援時間，從而能夠及時挽救遇難者的生命。

發明內容

???本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種基于Zigbee的TOF技術的無線數據傳輸網絡的井下定位系統，其特點是能夠準確的定位井下工作人員的位置坐標，并實時傳輸有效可靠的定位信息到井上的管理中心。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

????一種基于無線數據傳輸網絡的井下定位系統，包括人員定位卡、定位系統模塊、網絡輸模塊、中央處理模塊和R485通信線，所述的定位系統模塊接收人員定位卡信號源信息，并通過R485通信線連接網絡傳輸模塊，所述網絡傳輸模塊通過光纖環網把信息傳輸給中央處理模塊，其特征在于：所述的網絡傳輸模塊為Zigbee的TOF通信模塊，所述的人員定位卡包括人機接口模塊、通信模塊、主控制模塊和生命體征監測模塊，定位系統模塊由定位分系統模塊和定位主系統模塊組成，所述的生命體征監測模塊包含體溫監測模塊和振動監測模塊，其目的是用于測量井下人員的生命特征，實時通過定位傳輸設備向監測人員提供井下工作人員的體征信息；所述的人機接口模塊設有人體感應器；所述的定位系統模塊置于礦井內部，將定位系統模塊放入礦井內部，有效的布置信號覆蓋區域，讓井下工作人員隨時處于信號偵測范圍；中央處理模塊由計算機、服務器、網絡設備及運行與計算機服務器的軟件組成，利用PC機的信息定位管理軟件實時的將井下人員的具體位置坐標顯示出來，并方便井上管理人員隨時監控井下的情況。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：

1.人員定位精度高；

2.提高管理水平和工作效率。

附圖說明

圖1無線數據傳輸網絡的井下定位系統原理圖；

圖2帶生命體征監測傳輸功能的人員定位卡原理圖。

圖中：人員定位卡1、定位分系統模塊2、R485通信線3，定位主系統模塊4、網絡傳輸模塊5、中央處理模塊6、通信模塊8、主控制模塊9，生命體征監測模塊10，人體感應器11，電源12，臂帶13。

?

?具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發明的內容作進一步的的詳細描述。

如圖1所示的無線數據傳輸網絡的井下定位系統，包括人員定位卡1、定位系統模塊、、網絡傳輸模塊5、中央處理模塊6和R485通信線3，所述的網絡傳輸模塊為Zigbee的TOF通信模塊，所述的人員定位卡設包括人機接口模塊、通信模塊、主控制模塊和生命體征監測模塊，定位系統模塊由定位分系統模塊2和定位主系統模塊4組成，所述的定位系統模塊接收人員定位卡信號源信息，并通過R485通信線3連接網絡傳輸模塊，所述網絡傳輸模塊通過光纖環網把信息傳輸給中央處理模塊6。

為了真正意上達到上述的智能調整，還需要有相應的方法進行配合，以及相應的計算公式與之相適應。