[發(fā)明專利]基于可見(jiàn)光逆向調(diào)制技術(shù)的隧道人員定位系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810574736.8
• 申請(qǐng)日: 2018-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109143212A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙太飛;趙詩(shī)雪;屈瑤;張穎;袁慧錚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S11/12
• 分類號(hào): G01S11/12
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 涂秀清

本發(fā)明公開(kāi)的基于可見(jiàn)光逆向調(diào)制技術(shù)的隧道人員定位系統(tǒng)，包括主動(dòng)光源模塊，主動(dòng)光源模塊均勻分布在隧道頂部，主動(dòng)光源模塊發(fā)送下行光信號(hào)給逆向光源模塊，逆向光源模塊設(shè)置在施工人員的安全帽上，逆向光源模塊發(fā)送上行光信號(hào)給所述主動(dòng)光源模塊，主動(dòng)光源模塊還連接數(shù)據(jù)處理中心模塊。本發(fā)明還公開(kāi)了使用該定位系統(tǒng)定位隧道人員的定位方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法對(duì)隧道人員的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)定位的問(wèn)題，本發(fā)明的定位方法簡(jiǎn)單直接且十分高效，這對(duì)地下工程作業(yè)中人員考勤、跟蹤定位、災(zāi)后急救有重大意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光通信技術(shù)用于隧道安全技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于可見(jiàn)光逆向調(diào)制技術(shù)的隧道人員定位系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著近年來(lái)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的綜合國(guó)力和科技技術(shù)不斷增強(qiáng)，隧道作業(yè)等地下工程也開(kāi)始迅速發(fā)展?，F(xiàn)在我國(guó)已是世界上地下工程規(guī)模最大、數(shù)量最多的國(guó)家。近幾年，因?yàn)楦鞔蟪鞘袑?duì)地鐵設(shè)施的需求，我國(guó)地下工程的數(shù)量也隨之迅速增加。因此，隧道作業(yè)的安全問(wèn)題也越發(fā)不容忽視。隧道作業(yè)的施工環(huán)境十分艱苦，工作危險(xiǎn)系數(shù)較高，且人員數(shù)量多，因此實(shí)現(xiàn)對(duì)施工人員的實(shí)時(shí)定位可對(duì)工程作業(yè)中人員考勤、跟蹤定位、災(zāi)后急救有重大意義。目前常見(jiàn)的隧道人員定位裝置主要運(yùn)用Zigbee信號(hào)飛行時(shí)間技術(shù)、第二代無(wú)線射頻(RFID)識(shí)別技術(shù)，這類方法精確度還需提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于可見(jiàn)光逆向調(diào)制技術(shù)的隧道人員定位系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法對(duì)隧道人員的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)定位的問(wèn)題。

本發(fā)明的另一目的是提供一種隧道人員的定位方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，基于可見(jiàn)光逆向調(diào)制技術(shù)的隧道人員定位系統(tǒng)，包括主動(dòng)光源模塊，主動(dòng)光源模塊均勻分布在隧道頂部，主動(dòng)光源模塊發(fā)送下行光信號(hào)給逆向光源模塊，逆向光源模塊設(shè)置在施工人員的安全帽上，逆向光源模塊發(fā)送上行光信號(hào)給主動(dòng)光源模塊，主動(dòng)光源模塊還連接數(shù)據(jù)處理中心模塊。

本發(fā)明的其他特點(diǎn)還在于，

主動(dòng)光源模塊包括通信接口，通信接口的輸入端連接所述數(shù)據(jù)處理中心模塊，通信接口的輸出端連接MCU模塊，MCU模塊將下行信號(hào)處理形成固定頻率的數(shù)字信號(hào)傳送給數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC輸出端連接LED驅(qū)動(dòng)電路，LED驅(qū)動(dòng)電路連接LED燈并驅(qū)動(dòng)LED燈工作，LED燈內(nèi)部設(shè)置有特定頻率光發(fā)射器，MCU模塊還與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADC的輸出端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADC的輸入端與光電接收和信號(hào)處理模塊的輸出端連接，光電接收和信號(hào)處理模塊的輸入端用于接收逆向光源模塊發(fā)送的上行光信號(hào)。

逆向光源模塊包括包括光電探測(cè)器，光電探測(cè)器內(nèi)部包括光電接收電路，光電接收電路接收LED燈產(chǎn)生的下行光信號(hào)，光電接收電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADC/數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADC/數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC連接主控模塊MCU，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC連接逆向驅(qū)動(dòng)電路，逆向驅(qū)動(dòng)電路控制逆向調(diào)制器，逆向調(diào)制器將下行光信號(hào)進(jìn)行調(diào)試并反射給主動(dòng)光源模塊。

主動(dòng)光源模塊兼具照明和通信功能。

數(shù)據(jù)處理中心模塊設(shè)置在隧道外部監(jiān)控室，包括與主動(dòng)光源模塊信號(hào)連接的無(wú)線操作平臺(tái)。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案是，基于可見(jiàn)光逆向調(diào)制技術(shù)的隧道人員定位方法，采用了上述的基于可見(jiàn)光逆向調(diào)制技術(shù)的隧道人員定位系統(tǒng)，具體操作過(guò)程包括如下步驟：

步驟1.將施工人員佩戴的安全帽進(jìn)行個(gè)人身份信息記錄，確保每個(gè)安全帽有獨(dú)特的編號(hào)與每位進(jìn)入隧道的施工人員對(duì)應(yīng)，并且將安全帽標(biāo)記為U₁，U₂，…..，Un；

步驟2.從隧道口開(kāi)始，依次在隧道的頂部均勻安裝主動(dòng)光源模塊，并標(biāo)記為L(zhǎng)₁，L₂，…..，Ln；