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井下定位系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:6389743閱讀:438來源:國知局
專利名稱:井下定位系統(tǒng)的制作方法
技術領域
本實用新型屬于井下定位技術領域,特別是一種井下定位系統(tǒng)。
背景技術
礦井下工作環(huán)境惡劣,地質情況復雜,隨時可能充斥各種有害氣體,透水及冒頂?shù)任kU事故也可能隨時發(fā)生,然而礦井下復雜的環(huán)境決定了不是所有的情況都能夠采用設備檢測或者預計到。所以當?shù)V井出現(xiàn)危險事故時,需要通過井下定位系統(tǒng)準確、快速地掌握井下工作人員的準確位置、環(huán)境情況,及時與被困人員溝通信息,以利于高效的搶救被困人員,保證井下工作人員的生命安全?,F(xiàn)有的井下定位系統(tǒng)通常包括定位卡、位置信息采集裝置和監(jiān)控設備,定位卡與 位置信息采集裝置進行通信,定位卡發(fā)送信號給位置信息采集裝置,位置信息采集裝置再將該信號轉發(fā)給井上的監(jiān)控設備,井上監(jiān)控設備中的管理軟件依次輪詢位置信息采集器,將定位卡的編號、時間、位置信息采集器編號等數(shù)據存儲在監(jiān)控設備中,查詢某一編號的井下人員的行走路徑時,跟蹤與該編號相對應的定位卡所經過的所有位置信息采集器,即可實現(xiàn)對該編號井下人員定位跟蹤。但是監(jiān)控設備輪詢位置信息采集器,各位置信息采集器攜帶的信息數(shù)據幀之間存在時延等待,輪詢耗時較大,井下定位系統(tǒng)實現(xiàn)的跟蹤定位實時性較差,反應速度慢。

實用新型內容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術存在的井下定位系統(tǒng)實時性較差的問題,提供一種井下定位系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型采用的技術方案為井下定位系統(tǒng),包括多個RFID射頻識別卡、位置信息采集器和監(jiān)控設備,所述監(jiān)控設備設置于井上,所述RFID射頻識別卡安裝于井下人員身上,其特征在于,該井下定位系統(tǒng)還包括數(shù)據傳輸裝置,所述數(shù)據傳輸裝置設置有CANBUS通信接口,數(shù)據傳輸裝置通過CAN總線與位置信息采集器連接,監(jiān)控設備通過有線方式連接至少一個數(shù)據傳輸裝置,每個數(shù)據傳輸裝置連接至少一個位置信息采集器,位置信息采集器安裝于井下不同位置,位置信息采集器通過無線方式與RFID射頻識別卡連接。采用CAN總線進行信息交互,采用數(shù)據總線幀聽方法,數(shù)據傳輸量大的位置信息采集器優(yōu)先存儲,數(shù)據幀之間無需延時等待,數(shù)據傳輸無沖突、無遺漏,數(shù)據傳輸速度快,實時性強。此外,采用總線進行信息交互一臺數(shù)據傳輸裝置可連接多個(包括兩個)位置信息采集器,各個位置信息采集器采用不同的地址。一臺數(shù)據傳輸裝置可連接多個位置信息采集器,節(jié)省設備成本。優(yōu)選地,所述RFID射頻識別卡包括內嵌有ZIGBEE協(xié)議棧的無線發(fā)送器,位置信息采集器安裝于井下不同位置,位置信息采集器采集通過ZIGBEE網絡與RFID射頻識別卡連接。RFID射頻識別卡與位置信息采集器之間通過ZIGBEE技術進行通信,覆蓋率高,可實現(xiàn)低功耗、高可靠性、高穩(wěn)定性的數(shù)據傳輸。[0008]進一步的,所述位置信息采集器包括嵌有RTOS實時操作系統(tǒng)的ARM單片機和RFID射頻識別無線接收器,所述RFID射頻識別無線接收器與嵌有RTOS實時操作系統(tǒng)的ARM單片機連接。位置信息采集器采用RTOS實時操作系統(tǒng),實時接收并進行處理RFID射頻識別卡發(fā)來的信息,使得井下定位系統(tǒng)穩(wěn)定性提高。進一步的,所述數(shù)據傳輸裝置包括嵌有RTOS實時操作系統(tǒng)的ARM單片機。優(yōu)選地,所述RFID射頻識別卡上設有欠壓檢測器和報警按鈕。RFID射頻識別卡上設置有欠壓檢測器,當RFID射頻識別卡電源電壓較低時,欠壓檢測器檢測到電池電壓不足時,RFID射頻識別卡向井上監(jiān)控設備發(fā)送欠壓信息,以便于井上人員對RFID射頻識別卡進行電池更換。RFID射頻識別卡上還設置有報警按鈕,當井下人員在突遇危險情況下可向井上人員發(fā)送報警信息,進行呼救。綜上所述,由于采用了上述技術方案,本實用新型的有益效果是I、本實用新型井下定位系統(tǒng)中,設置有數(shù)據傳輸裝置,數(shù)據傳輸裝置通過CANBUS總線與位置信息采集器連接,提高了系統(tǒng)數(shù)據傳輸速率,增強了系統(tǒng)時效性,為井下作業(yè)安全性提供了保障。2,RFID射頻識別卡中無線發(fā)送器嵌有ZIGBEE協(xié)議棧,通過ZIGBEE技術實現(xiàn)RFID射頻識別卡與位置信息采集器之間的通信,覆蓋率高,可靠性強,避免了因井下復雜環(huán)境而造成的井下定位系統(tǒng)覆蓋不足的問題。

圖I是本實用新型的結構原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖,對本實用新型作詳細的說明。為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白,
以下結合附圖及實施例,對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。如圖I所示,井下定位系統(tǒng),包括多個RFID射頻識別卡、多個位置信息采集器、多個數(shù)據傳輸裝置和監(jiān)控設備,所述RFID射頻識別卡包括以CC2530為核心的無線發(fā)送器,所述無線發(fā)送器內嵌有ZIGBEE協(xié)議棧,所述RFID射頻識別卡上設有欠壓檢測器和報警按鈕,一個RFID射頻識別卡安裝在一個井下工作人員(或移動物體)身上;所述位置信息采集器包括嵌有RTOS實時操作系統(tǒng)的ARM單片機和RFID射頻識別無線接收器,多個位置信息采集器安裝在井下不同位置,即在一條井下巷道每隔一定距離(如40米)安裝位置信息采集器,每兩條或兩條以上巷道的交接處安裝位置信息采集器,位置信息采集器采用RTOS實時操作系統(tǒng),實時接收并處理RFID射頻識別卡發(fā)來的信息。所述數(shù)據傳輸裝置由嵌有RTOS實時操作系統(tǒng)的ARM單片機和CANBUS通信接口組成,位置信息采集器通過CAN通信接口與數(shù)據傳輸裝置連接,采用CAN總線進行信息交互,采用數(shù)據總線幀聽方法,數(shù)據傳輸量大的位置信息采集器優(yōu)先存儲,數(shù)據幀之間無需延時等待,數(shù)據傳輸無沖突、無遺漏,數(shù)據傳輸速度快,實時性強。本實施例中,一個數(shù)據傳輸裝置連接位置信息采集器I和位置信息采集器II。所述監(jiān)控設備包括監(jiān)控服務器、顯示器和短信收發(fā)器,顯示器和短信收發(fā)器分別與監(jiān)控服務器連接,監(jiān)控設備內安裝有管理軟件,所述管理軟件實現(xiàn)數(shù)據、圖像的處理功能,所述短信收發(fā)器用于接收來自RFID射頻識別卡發(fā)出的信息,或者向RFID射頻識別卡發(fā)送撤離信息,監(jiān)控設備安裝于井上。監(jiān)控設備中,監(jiān)控服務器通過繪圖工具繪制出井下隧道圖,并根據各位置信息采集器的位置,在井下隧道圖中標示出各位置信息采集器的位置,存儲在監(jiān)控服務器,并在顯示器中顯示。RFID射頻識別卡發(fā)出的信息以無線電波信號的形式傳輸,由于介質損耗,RFID射頻識別卡距離監(jiān)控設備越遠,無線電波信號強度越小,故根據無線電波信號強度可計算出該RFID射頻識別卡與位置信息采集設備的距離,結合井下隧道圖,可跟蹤探測發(fā)出信息的RFID射頻識別卡所經過的所有位置信息采集器,從而跟蹤安裝RFID射頻識別卡的井下人員的行走路徑和位置。使用本實用新型井下定位系統(tǒng),RFID射頻識別卡安裝在井下人員(或移動物體)身上,各RFID射頻識別卡通過ZIGBEE網絡,每隔I秒向其附近的位置信息采集器發(fā)送一次該RFID射頻識別卡的編號、該RFID射頻識別卡的電池電壓信息數(shù)據;各位置信息采集器接收 其附近的各RFID射頻識別卡發(fā)來的數(shù)據后,將數(shù)據轉發(fā)至數(shù)據傳輸裝置;數(shù)據傳輸裝置再將數(shù)據轉發(fā)至井上監(jiān)控設備,監(jiān)控設備中的管理軟件輪詢位置信息采集器,將RFID射頻識別卡的編號、時間、位置信息采集器編號等數(shù)據存儲在監(jiān)控服務器中。通過觀測所有接收到同一編號的RFID射頻識別卡發(fā)來的信息的位置信息采集器,在井下隧道圖中找出相應的位置信息采集器圖標,即可定位跟蹤攜帶該RFID射頻識別卡的井下人員的行走路徑,實現(xiàn)定位跟蹤功能。RFID射頻識別卡上設置有欠壓檢測器,當RFID射頻識別卡電源電壓較低時,欠壓檢測器檢測到電池電壓不足時,RFID射頻識別卡向井上監(jiān)控設備發(fā)送欠壓信息,RFID射頻識別卡向井上監(jiān)控設備發(fā)送欠壓信息,以便于井上人員準備好電源電池待用。RFID射頻識別卡上還設置有報警按鈕,當井下人員在突遇危險情況下可向井上人員發(fā)送報警信息,進行呼救。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.井下定位系統(tǒng),包括多個RFID射頻識別卡、位置信息采集器和監(jiān)控設備,所述監(jiān)控設備設置于井上,所述RFID射頻識別卡安裝于井下人員身上,其特征在于,該井下定位系統(tǒng)還包括數(shù)據傳輸裝置,所述數(shù)據傳輸裝置設置有CANBUS通信接口,數(shù)據傳輸裝置通過CAN總線與位置信息采集器連接,監(jiān)控設備通過有線方式連接至少一個數(shù)據傳輸裝置,每個數(shù)據傳輸裝置連接至少一個位置信息采集器,位置信息采集器安裝于井下不同位置,位置信息采集器通過無線方式與RFID射頻識別卡連接。
2.根據權利要求I所述的井下定位系統(tǒng),其特征在于,所述RFID射頻識別卡包括內嵌有ZIGBEE協(xié)議棧的無線發(fā)送器,位置信息采集器采集通過ZIGBEE網絡與RFID射頻識別卡連接。
3.根據權利要求2所述的井下定位系統(tǒng),其特征在于,所述位置信息采集器包括嵌有RTOS實時操作系統(tǒng)的ARM單片機和RFID射頻識別無線接收器。
4.根據權利要求3所述的井下定位系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)據傳輸裝置還包括嵌有RTOS實時操作系統(tǒng)的ARM單片機。
5.根據權利要求2所述的井下定位系統(tǒng),其特征在于,所述RFID射頻識別卡上還設有欠壓檢測器和報警按鈕。
專利摘要本實用新型涉及井下定位技術領域,具體涉及一種井下定位系統(tǒng),該井下定位系統(tǒng)包括多個RFID射頻識別卡、位置信息采集器、監(jiān)控設備、數(shù)據傳輸裝置,監(jiān)控設備設置于井上,RFID射頻識別卡安裝于井下人員身上,所述數(shù)據傳輸裝置設置有CANBUS通信接口,數(shù)據傳輸裝置通過CANBUS總線與位置信息采集器連接,監(jiān)控設備通過無線方式連接至少一個數(shù)據傳輸裝置,每個數(shù)據傳輸裝置連接至少一個位置信息采集器,位置信息采集器安裝于井下不同位置。本實用新型井下定位系統(tǒng)中,設置有數(shù)據傳輸裝置,數(shù)據傳輸裝置通過CANBUS總線與位置信息采集器連接,提高了系統(tǒng)數(shù)據傳輸速率,增強了系統(tǒng)時效性,為井下作業(yè)安全性提供了保障。
文檔編號G06K17/00GK202523089SQ20122019934
公開日2012年11月7日 申請日期2012年5月7日 優(yōu)先權日2012年5月7日
發(fā)明者周步祥, 宋凱, 楊安勇, 羅毅, 趙連興 申請人:成都常道科技有限責任公司
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