一種金屬礦山井下機車定位裝置的制造方法
【專利摘要】一種金屬礦山井下機車定位裝置，屬于車輛定位設備技術領域，用于對金屬礦山井下機車進行定位。其技術方案是：本實用新型的讀寫器模塊通過收發(fā)天線與軌旁信標進行通信，當讀寫器模塊正確讀到軌旁信標時，讀寫器模塊將信息發(fā)送到控制器模塊，控制器模塊輸送到上位機，上位機為車載控制系統(tǒng)提供機車的準確運行位置信息。本實用新型采用超高頻RFID技術，定位準確可靠，信息傳遞不受干擾，適用于金屬井下機車運輸作業(yè)環(huán)境，可以幫助地面調(diào)度中心及車載控制系統(tǒng)實時掌握運行及?？课恢?，有效避免井下電機車在運行過程中出現(xiàn)追尾、彎道道岔處撞車等事故，從而進一步提高車輛運行的準確性和安全性，為金屬礦山井下有軌運輸無人駕駛創(chuàng)造有利條件。
【專利說明】
一種金屬礦山井下機車定位裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種對金屬礦山井下機車進行定位的裝置，屬于車輛定位設備技術領域。
[0002]在金屬礦山井下，對井下機車定位相較于地面定位存在諸多困難。首先，GPS定位無法使用；其次，無線WIFI基站定位由于巷道狹窄彎曲存在定位精度不高等問題;再有，由于存在機車在運行過程中車輪打滑時會空轉，使用車輪軸編碼器定位也有誤差。目前，井下機車定位的幾種方式都不能很好地實現(xiàn)井下有軌運輸精準定位要求，為了防止井下電機車在運行過程中出現(xiàn)追尾、彎道道岔處撞車等事故，十分有必要對現(xiàn)有的井下機車定位裝置加以改進。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種金屬礦山井下機車定位裝置，這種定位裝置可以幫助地面調(diào)度中心及車載控制系統(tǒng)實時掌握運行及?？课恢茫瑥亩M一步提高車輛運行的準確性和安全性，為金屬礦山井下有軌運輸無人駕駛創(chuàng)造有利條件。
[0004]解決上述技術問題的技術方案是:
[0005]—種金屬礦山井下機車定位裝置，它由控制器模塊、讀寫器模塊、收發(fā)天線、軌旁信標、上位機組成，控制器模塊、讀寫器模塊、收發(fā)天線、上位機安裝在電機車車體上，上位機與控制器模塊相連接，控制器模塊與讀寫器模塊相連接，讀寫器模塊與收發(fā)天線相連接，收發(fā)天線為板狀，固定在機車上，方向與軌旁信標相對，多個軌旁信標固定排列在軌道一側。
[0006]上述金屬礦山井下機車定位裝置，所述上位機是具有485接口的可編程序控制器(PLC)0
[0007]上述金屬礦山井下機車定位裝置，所述控制器模塊包括主芯片，圍繞主芯片連接有時鐘電路、復位電路、電源電路和串口轉485電路，控制器模塊的串口轉485電路與上位機進行通信連接，控制器模塊的另一個串口與讀寫器模塊進行通信連接。
[0008]上述金屬礦山井下機車定位裝置，所述讀寫器模塊具有兩個接口，一個接口是串口，串口與控制器模塊進行連接，另一個接口是同軸電纜接口，同軸電纜接口與收發(fā)天線通過同軸電纜進行連接。
[0009]上述金屬礦山井下機車定位裝置，所述軌旁信標是一個無源的RFID卡，其本身具有收發(fā)天線，多個軌旁信標沿著運輸巷道長度分布，等高地固定在軌道沿線巷道壁上，高度為可被收發(fā)天線檢測到的位置，每個軌旁信標具有獨一無二的編碼。
[0010]本實用新型的有益效果是:
[0011]本實用新型的讀寫器模塊通過收發(fā)天線收發(fā)電磁波與軌旁信標進行通信，控制器模塊控制讀寫器模塊執(zhí)行查詢命令、接收讀寫器模塊返回的響應或通知信息，同時與上位機進行通信，接收并執(zhí)行上位機命令。當讀寫器模塊正確讀到軌旁信標時，讀寫器模塊將信息發(fā)送到控制器模塊，控制器模塊輸送到上位機，上位機為車載控制系統(tǒng)提供機車的準確運行位置信息。
[0012]本實用新型采用超高頻RFID技術，定位準確可靠，信息傳遞不受干擾，安裝使用方便，具有良好的防水效果好，適用于金屬井下機車運輸作業(yè)環(huán)境，可以幫助地面調(diào)度中心及車載控制系統(tǒng)實時掌握運行及?？课恢?，有效避免井下電機車在運行過程中出現(xiàn)追尾、彎道道岔處撞車等事故，從而進一步提高車輛運行的準確性和安全性，為金屬礦山井下有軌運輸無人駕駛創(chuàng)造有力條件。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構方框圖；
[0014]圖2是控制器模塊的主芯片的電路原理圖；
[0015]圖3是控制器模塊的復位電路、電源電路和串口轉485電路的電路原理圖。
[0016]圖中標記如下:控制器模塊1、讀寫器模塊2、收發(fā)天線3、軌旁信標4、上位機5、復位電路6、電源電路7、串口轉485電路8。
【具體實施方式】
[0017]本實用新型由控制器模塊1、讀寫器模塊2、收發(fā)天線3、軌旁信標4、上位機5組成。控制器模塊1、讀寫器模塊2、收發(fā)天線3、上位機5安裝在電機車車體上，上位機5與控制器模塊I相連接，控制器模塊I與讀寫器模塊2相連接，讀寫器模塊2與收發(fā)天線3相連接，收發(fā)天線3為板狀，固定在機車上，方向與軌旁信標4相對，多個軌旁信標4固定排列在軌道一側。
[0018]圖1、2顯示，控制器模塊I包括主芯片和復位電路、電源電路和串口轉485電路。主芯片是atmegal28芯片，主芯片有附屬14.7456MHz時鐘電路;復位電路以MAX705ESA(UP)芯片為核心；電源電路以L7805AB芯片為核心；串口轉485電路以RSM485S_CTM8251T芯片為核心。這些芯片的外圍電路和連接方式均為通用的成熟技術，不再贅述。
[0019]圖1、2顯示，控制器模塊I的串口轉485電路與上位機5進行通信連接，接收并執(zhí)行上位機5的命令?？刂破髂KI的另一個串口與讀寫器模塊2進行通信連接，包括控制讀寫器模塊2執(zhí)行查詢命令、接收讀寫器模塊2返回的響應或通知信息。
[0020]本實用新型的讀寫器模塊2是JRM20X0系列模塊。讀寫器模塊2具有兩個接口，一個接口是串口，串口與控制器模塊I進行連接，另一個接口是同軸電纜接口，同軸電纜接口與收發(fā)天線3通過同軸電纜進行連接。
[0021]本實用新型的收發(fā)天線3是與JRM20X0系列模塊匹配的通信天線。收發(fā)天線3本身可以發(fā)射和接收無線電波。
[0022]本實用新型的軌旁信標4是與JRM20X0系列模塊匹配的RFID卡。多個軌旁信標4沿著運輸巷道長度分布，軌旁信標4數(shù)量可根據(jù)運輸巷道長度決定。多個軌旁信標4等高地固定在軌道沿線巷道壁上，高度為可被收發(fā)天線3檢測到的位置，每個軌旁信標4具有獨一無二的編碼。
[0023]本實用新型的上位機是具有485接口的可編程序控制器(PLC)，也可以使用電腦串口加RS232轉RS485模塊來實現(xiàn)。本實用新型的一個實施例使用的是西門子200系列必須帶有R485接口。
[0024]本實用新型的具體工作過程:
[0025]控制器模塊I一旦上電運行，通過串口 I發(fā)出輪詢命令給讀寫器模塊2，并且每間隔一定時間重發(fā)輪詢命令給讀寫器模塊2。讀寫器模塊2接收到輪詢命令后，開始以一定的時間間隔發(fā)送查詢信號，當沒有軌旁信標4反饋信息及反饋回來的信息CRC校驗錯誤時，讀寫器模塊2發(fā)送相應信息給控制器模塊I。當軌旁信標4反饋回信息無誤時，讀寫器模塊2向控制器模塊I發(fā)送包含軌旁信標4的ID的通知信息?？刂破髂KI接收讀寫器模塊2發(fā)送的信息，并將接收到軌旁信標4的ID信息轉換成新的簡單的編碼并存儲。上位機5通過串口 O查詢軌旁信標4的信息，控制器模塊I將存儲的編碼發(fā)送給上位機5后將存儲的編碼進行清零。由此循環(huán)不停讀取軌旁信標4信息，發(fā)送重新編碼后的軌旁信標4信息給上位機5，此過程實現(xiàn)了電機車的定位。
【主權項】
1.一種金屬礦山井下機車定位裝置，其特征在于:它由控制器模塊(I)、讀寫器模塊(2)、收發(fā)天線(3)、軌旁信標(4)、上位機(5)組成，控制器模塊(1)、讀寫器模塊(2)、收發(fā)天線(3)、上位機(5)安裝在電機車車體上，上位機(5 )與控制器模塊(I)相連接，控制器模塊(I)與讀寫器模塊(2)相連接，讀寫器模塊(2)與收發(fā)天線(3)相連接，收發(fā)天線(3)為板狀，固定在機車上，方向與軌旁信標(4)相對，多個軌旁信標(4)固定排列在軌道一側。2.根據(jù)權利要求1所述的金屬礦山井下機車定位裝置，其特征在于:所述上位機(5)是具有485接口的可編程序控制器(PLC)。3.根據(jù)權利要求2所述的金屬礦山井下機車定位裝置，其特征在于:所述控制器模塊(I)包括主芯片，圍繞主芯片連接有時鐘電路、復位電路(6 )、電源電路(7 )和串口轉485電路(8)，控制器模塊(I)的串口轉485電路(8)與上位機(5)進行通信連接，控制器模塊(I)的另一個串口與讀寫器模塊(2)進行通信連接。4.根據(jù)權利要求3所述的金屬礦山井下機車定位裝置，其特征在于:所述讀寫器模塊(2 )具有兩個接口，一個接口是串口，串口與控制器模塊(I)進行連接，另一個接口是同軸電纜接口，同軸電纜接口與收發(fā)天線(3)通過同軸電纜進行連接。5.根據(jù)權利要求4所述的金屬礦山井下機車定位裝置，其特征在于:所述軌旁信標(4)是一個無源的RFID卡，其本身具有收發(fā)天線，多個軌旁信標(4)沿著運輸巷道長度分布，等高地固定在軌道沿線巷道壁上，高度為可被收發(fā)天線(3)檢測到的位置，每個軌旁信標(4)具有獨一無二的編碼。
【文檔編號】G01S1/02GK205427177SQ201620222865
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】王亞東, 南世卿
【申請人】河北鋼鐵集團礦業(yè)有限公司