[實用新型]基于無線傳感器網絡的井下人員跟蹤系統

有效

• 申請號: 201320337125.4
• 申請日: 2013-06-13
• 公開（公告）號: CN203289654U
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 肖碩;辛喆;徐妍;閆震
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18;E21F17/18
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術領域

本實用新型涉及無線傳感器人員監測領域，具體涉及基于無線傳感器網絡的井下人員跟蹤系統。

背景技術

我國煤炭資源豐富，但煤層分布條件復雜，自然災害類型多。適宜露天開采的煤礦占的比例少，絕大多數為地下開采。據統計，我國地下開采煤礦的煤炭產量約占95%，而露天煤礦產量僅占5%左右。煤礦生產條件惡劣，煤礦井下環境復雜，事故頻有發生，自然災害危害大。因此，我國是世界上煤炭開采難度最大和安全生產難度最大的國家之一。事故發生時，由于缺少準確的信息，很難做出正確的決策，以致會造成搶險救援不及時，耽誤對井下遇險人員的搶救。目前我國大部分煤礦只有簡單的井下人員考勤系統，主要用于實現人員出入井時的信息記錄和考勤管理，由于技術等原因的限制，僅能記錄出入井時間和當前的大概區域位置，而能夠實現目標定位和跟蹤的GPS系統無法應用于井下環境，因此不能準確及時地記錄人員的運動軌跡及當前位置，導致井上人員對于井下人員的分布情況不能及時和準確地掌握。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了彌補現有方法的不足，設計的一種基于無線傳感器網絡的井下人員跟蹤系統，可以實時的反映人員位置情況，并且利用礦燈電源供電，不需要增加額外的電源設備；可以根據巷道掘進情況靈活的布置，實現無盲點全方位實時跟蹤；在GPS無法工作的煤礦井下，為人員跟蹤提供了可靠的手段，同時大大降低了跟蹤設備的成本。

本實用新型采用以下的技術方案：基于無線傳感器網絡的井下人員跟蹤系統，包括移動傳感器節點、固定傳感器節點、網關和上位機；在煤礦巷道的墻壁上每隔一段距離安裝一個固定傳感器節點，相鄰兩個固定感器節點之間的距離不大于40米；每個井下工作人員身上攜帶一個能夠與固定傳感器節點實現通信連接的移動傳感器節點，所述移動傳感器節點安裝于安全帽的礦燈上，利用礦燈的電源供電；所述固定傳感器節點均攜帶無線通信模塊，自組構成鏈式傳感器網絡；所述傳感器網絡由網關與上位機連接進行數據交換，通過接力的形式把監測數據上報到上位機，通過上位機軟件界面實時顯示井下各個位置的人員信息，實現了井下人員跟蹤。

本實用新型具有以下有益效果：該基于無線傳感器網絡的井下人員跟蹤系統的移動傳感器節點安裝于礦燈上，可以實時的反映人員位置情況，并且利用礦燈電源供電，不需要增加額外的電源設備；固定傳感器節點安裝在巷道墻壁上，安裝間隔小于等于40米，可以根據巷道掘進情況靈活的布置，實現無盲點全方位實時跟蹤；在GPS無法工作的煤礦井下，為人員跟蹤提供了可靠的手段，同時大大降低了跟蹤設備的成本。

附圖說明

下面結合附圖及實例對本實用新型作進一步說明。

附圖1為基于無線傳感器網絡的井下人員跟蹤系統的結構示意圖。

圖中，1.巷道，2.移動傳感器節點，3.固定傳感器節點，4.傳感器網絡，5.網關，6.上位機。

具體實施方式

在附圖中，一種基于無線傳感器網絡的井下人員跟蹤系統，包括移動傳感器節點2、固定傳感器節點3、網關5和上位機6，在煤礦巷道1的墻壁上每隔一段距離安裝一個固定傳感器節點3，由于各個傳感器節點的檢測范圍有限，因此需要在跟蹤區域的巷道1墻壁上安裝足夠多的固定傳感器節點3，相鄰兩個固定感器節點3之間的距離不大于40米，每個固定傳感器節點3都有自己唯一的ID號，在安裝的時候，每個ID號和所安裝的位置一一對應；每個井下工作人員身上攜帶一個能夠與固定傳感器節點3實現通信連接的移動傳感器節點2，所述移動傳感器節點2安裝于安全帽的礦燈上，利用礦燈的電源供電，移動傳感器節點2與固定傳感器節點3的無線通信距離不大于20m，移動傳感器節點2能夠自動選擇與距離最近的固定傳感器節點3建立通信關系，因此只要發現該移動傳感器節點2當前和某個固定傳感器節點3建立了通信關系，就能確定人員所處的區段，實現人員跟蹤；所述固定傳感器節點3均攜帶無線通信模塊，自組構成鏈式傳感器網絡4；所述傳感器網絡4由網關5與上位機6連接進行數據交換，通過接力的形式把監測數據上報到上位機6，通過上位機6軟件界面實時顯示井下各個位置的人員信息，實現了井下人員跟蹤。

本實用新型不僅為災后救援提供可靠的依據，同時能夠實現人員考勤，有效的監督了井下工作人員的行為。