專利名稱：基于ZigBee技術(shù)的煤礦人員定位與管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的目的在于提出一種基于ZigBee技術(shù)的煤礦人員定位與管理系統(tǒng)，提高煤礦管理人員以及上層監(jiān)管部門對(duì)煤礦運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)管能力，并在事故發(fā)生后為救援人員提供強(qiáng)有力的信息保障和支持。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，國(guó)家對(duì)煤炭的需求日益高速增長(zhǎng)，煤炭工業(yè)也隨之得到很大發(fā)展，但是煤礦重大、特大事故時(shí)有發(fā)生，仍未實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)害事故的有效控制。由于煤礦工業(yè)的特殊性，目前普遍存在下井人員管理困難，井上人員難以及時(shí)掌握井下人員的動(dòng)態(tài)分布及作業(yè)情況， 一旦事故發(fā)生，井上人員缺乏可靠的井下信息，搶險(xiǎn)救災(zāi)、安全救護(hù)的效率低下，效果不理想，為此，一套先進(jìn)可靠的人員定位系統(tǒng)是非常重要的。當(dāng)事故發(fā)生后，能夠準(zhǔn)確判定井下生產(chǎn)作業(yè)人員的受困位置、遇險(xiǎn)人員撤退路線、井下的環(huán)境監(jiān)測(cè)情況等，為救援人員制定救援方案提供有力的信息保障。目前市面上存在著一些人員定位系統(tǒng)，不足主要如下
(1)井下人員的跟蹤，標(biāo)示卡基本上采用的是RFID。這種方法是在礦井井口處，或其它一些井下關(guān)鍵通道口，使用射頻卡(RFID)讀取的方法對(duì)下井人員進(jìn)行記錄跟蹤的方法。這種標(biāo)識(shí)卡存在以下問(wèn)題有效工作時(shí)間短；高速條件下定位人員漏檢率較高，射頻卡讀卡速度十分有限，不能處理多人同時(shí)快速通過(guò)讀卡系統(tǒng)的情況(例如乘車下井等)，會(huì)出現(xiàn)漏讀的現(xiàn)象；通信方式要求較高的信噪比，抗干擾能力差，而井下環(huán)境條件十分復(fù)雜，干擾因素?zé)o處不在，特別是最關(guān)鍵的采掘工作面；讀寫(xiě)距離有限，標(biāo)示卡的方向位置和讀寫(xiě)器天線的方向的匹配有一定的要求，系統(tǒng)的靈活性大受限制。(2)單向信息傳輸，信息傳輸速率低。早期的人員定位系統(tǒng)信息傳輸?shù)姆较蚨际怯蓸?biāo)識(shí)卡到主站方向的，作為保證礦工安全的系統(tǒng)確沒(méi)有辦法向井下發(fā)送信息，使該類系統(tǒng)所能發(fā)揮的作用大打折扣。人員定位系統(tǒng)信息傳輸數(shù)據(jù)較低影響了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。(3)井下控制網(wǎng)或總線傳輸速率低、傳輸距離短、通信不可靠、誤碼率高，常常出現(xiàn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)損壞導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種煤礦人員定位與管理系統(tǒng)，提高煤礦管理人員以及上層監(jiān)管部門對(duì)煤礦運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)管能力，并在事故發(fā)生后為救援人員提供強(qiáng)有力的信息保障和支持。實(shí)現(xiàn)目的的技術(shù)解決方案具體如下一種基于ZigBee技術(shù)的煤礦人員定位與管理系統(tǒng)，利用ZigBee定位技術(shù)對(duì)煤礦工作人員進(jìn)行定位跟蹤并管理，包括井下人員定位網(wǎng)絡(luò)、地面控制中心網(wǎng)絡(luò)、與企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)之間的接口、與煤礦安全監(jiān)管部門網(wǎng)絡(luò)之間的接口、數(shù)據(jù)采集處理模塊、查詢管理模塊、無(wú)線標(biāo)識(shí)卡和無(wú)線定位基站；地面控制中心網(wǎng)絡(luò)與井下人員定位網(wǎng)絡(luò)之間采用光纖以太網(wǎng)連接；地面控制中心網(wǎng)絡(luò)使用防火墻將網(wǎng)絡(luò)分隔，對(duì)內(nèi)提供以太網(wǎng)服務(wù)，對(duì)外提供與企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)之間的接口以及與煤礦安全監(jiān)管部門網(wǎng)絡(luò)之間的接口 ；網(wǎng)絡(luò)控制器與無(wú)線定位基站之間采用LonWorks控制總線進(jìn)行連接構(gòu)成井下人員定位網(wǎng)絡(luò)；以太網(wǎng)和LonWorks控制總線的信息交換由網(wǎng)絡(luò)控制器中的i. LON服務(wù)器實(shí)現(xiàn)；當(dāng)攜帶有標(biāo)識(shí)卡的人員通過(guò)無(wú)線定位基站的工作范圍時(shí)，標(biāo)識(shí)卡主動(dòng)向無(wú)線定位基站發(fā)送人員編碼信息，無(wú)線定位基站在收到標(biāo)識(shí)卡發(fā)送的信息后將信息通過(guò)LonWorks控制總線傳送給網(wǎng)絡(luò)控制器，網(wǎng)絡(luò)控制器再通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送給地面控制中心網(wǎng)絡(luò)，地面控制中心網(wǎng)絡(luò)收集處理信息后實(shí)時(shí)顯示給管理人員。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)(1)采用無(wú)線標(biāo)識(shí)卡有效工作時(shí)間長(zhǎng)，能處理多人同時(shí)快速通過(guò)讀卡系統(tǒng)的情況；(2)雙向信息傳輸，信息傳輸速率較高。提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。(3)提高了井下控制網(wǎng)和總線的傳輸速率。


圖1是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。圖2是網(wǎng)絡(luò)控制器原理框圖。圖3是基站組成原理框圖。圖4是標(biāo)識(shí)卡組成原理框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明系統(tǒng)主要用于井下人員和機(jī)車定位跟蹤。在使用中，在井下的主入井通道、 各采區(qū)入口等人員可能經(jīng)過(guò)的通道中安裝無(wú)線定位基站，并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)布線與地面控制中心的計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)攜帶定位標(biāo)識(shí)卡的人員或機(jī)車經(jīng)過(guò)井下巷道內(nèi)安裝的基站時(shí)，基站獲取人員或機(jī)車攜帶的標(biāo)簽信息，并自動(dòng)采集該人員經(jīng)過(guò)的時(shí)間、地點(diǎn)信息，并傳送到地面的管理數(shù)據(jù)庫(kù)。地面中心站處理來(lái)自井下定位基站上的編碼信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下人員和機(jī)車跟蹤定位信息的采集、分析處理、實(shí)時(shí)顯示、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)報(bào)表、查詢打印等功能，并同時(shí)顯示在控制中心的監(jiān)視器上，使管理人員能及時(shí)準(zhǔn)確地查詢、觀察各種信息，方便管理人員對(duì)井下人員進(jìn)行管理和設(shè)備的調(diào)度。同時(shí)，一旦井下發(fā)生事故，可根據(jù)電腦中的人員分布信息馬上得出事故地點(diǎn)的人員分布情況，以便幫助營(yíng)救人員快速準(zhǔn)確地實(shí)施營(yíng)救。本發(fā)明利用ZigBee定位技術(shù)對(duì)煤礦工作人員進(jìn)行定位跟蹤并管理，其包括三大功能模塊系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊1，地面監(jiān)測(cè)模塊2，井下定位設(shè)備模塊3。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊1包括井下人員定位網(wǎng)絡(luò)11、地面控制中心網(wǎng)絡(luò)12、與企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)之間的接口 13以及與煤礦安全監(jiān)管部門網(wǎng)絡(luò)之間的接口 14 ；地面監(jiān)測(cè)模塊2包括數(shù)據(jù)采集處理模塊21、查詢管理模塊 22 ；井下定位設(shè)備模塊3包括無(wú)線標(biāo)識(shí)卡31、無(wú)線定位基站32 ；地面監(jiān)控模塊2與井下人員定位網(wǎng)絡(luò)11之間采用IOOM光纖以太網(wǎng)連接；井下人員定位網(wǎng)絡(luò)11中使用網(wǎng)絡(luò)控制器與無(wú)線定位基站32之間采用LonWorks控制總線進(jìn)行連接；以太網(wǎng)和LonWorks控制總線的信息交換任務(wù)由井下人員定位網(wǎng)絡(luò)11中網(wǎng)絡(luò)控制器中的i. LON服務(wù)器實(shí)現(xiàn)；當(dāng)攜帶有標(biāo)識(shí)卡的人員通過(guò)無(wú)線定位基站的工作范圍時(shí)，標(biāo)識(shí)卡主動(dòng)向基站發(fā)送人員編碼信息，基站在收到標(biāo)識(shí)卡發(fā)送的信息后將信息通過(guò)LonWorks控制總線傳送給網(wǎng)絡(luò)控制器，網(wǎng)絡(luò)控制器再通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送給地面監(jiān)測(cè)模塊2，地面監(jiān)測(cè)模塊2收集處理信息后實(shí)時(shí)顯示給管理人員，管理人員通過(guò)地面監(jiān)測(cè)模塊2 了解和管理煤礦的運(yùn)行狀態(tài)和情況。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊1包括井下人員定位網(wǎng)絡(luò)11、地面控制中心網(wǎng)絡(luò)12、與企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)之間的接口 13以及與煤礦安全監(jiān)管部門網(wǎng)絡(luò)之間的接口 14四個(gè)子模塊，特征如下
1)井下人員定位網(wǎng)絡(luò)11由環(huán)形網(wǎng)形式連接的若干網(wǎng)絡(luò)控制器組成，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制器連接若干個(gè)無(wú)線定位基站32，井下網(wǎng)絡(luò)控制器與網(wǎng)絡(luò)控制器之間采用100M光纖以太網(wǎng)連接，無(wú)線定位基站32之間采用LonWorks控制總線進(jìn)行連接；網(wǎng)絡(luò)控制器用于與井下無(wú)線定位基站的雙向通信、與地面控制中心網(wǎng)絡(luò)的通信；
2)地面控制中心網(wǎng)絡(luò)12由監(jiān)控主機(jī)、備用主機(jī)、服務(wù)器(包括防火墻、Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器)、電涌保護(hù)器等組成，用以太網(wǎng)的方式將各監(jiān)控主機(jī)、主機(jī)與服務(wù)器、主機(jī)與顯示屏等連接；同時(shí)，對(duì)外提供企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)的訪問(wèn)接口以及煤礦安全監(jiān)管部門網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)接口 ；
3)與企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)之間的接口13 通過(guò)防火墻和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器組成訪問(wèn)服務(wù)接口，向企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)提供訪問(wèn)服務(wù)，企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)通過(guò)此服務(wù)接口收集相關(guān)所需信息，用于企業(yè)安全生產(chǎn)職能部門及主管領(lǐng)導(dǎo)對(duì)各礦井生產(chǎn)情況進(jìn)行了解和掌控；
4)與煤礦安全監(jiān)管部門網(wǎng)絡(luò)之間的接口14 通過(guò)防火墻和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器組成訪問(wèn)服務(wù)接口，向煤礦安全監(jiān)管部門提供訪問(wèn)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心與煤礦安全監(jiān)管部門之間的聯(lián)網(wǎng)， 能使監(jiān)管部門通過(guò)訪問(wèn)服務(wù)接口直接從地面監(jiān)控中心獲取煤礦信息，了解掌握煤礦安全生產(chǎn)情況。地面監(jiān)測(cè)模塊2包括數(shù)據(jù)采集處理模塊21、查詢管理模塊22 ；數(shù)據(jù)采集處理模塊 21由一臺(tái)服務(wù)器構(gòu)成，通過(guò)以太網(wǎng)與井下人員定位網(wǎng)絡(luò)11相連，搭載數(shù)據(jù)采集處理軟件， 實(shí)時(shí)采集人員定位數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理、存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)查詢管理模塊22由Web服務(wù)器構(gòu)成，通過(guò)以太網(wǎng)與數(shù)據(jù)服務(wù)器、多臺(tái)監(jiān)控主機(jī)相連接，運(yùn)行相關(guān)軟件系統(tǒng)，實(shí)時(shí)處理監(jiān)控主機(jī)發(fā)送的查詢請(qǐng)求和管理指令，根據(jù)相應(yīng)查詢向數(shù)據(jù)服務(wù)器提出查詢請(qǐng)求，同時(shí)，按照監(jiān)控主機(jī)端管理員發(fā)出的指令向井下發(fā)出指令。井下定位設(shè)備模塊3采用了 ZigBee無(wú)線技術(shù)，包括了無(wú)線標(biāo)識(shí)卡31和無(wú)線定位基站32 ；無(wú)線定位基站32與無(wú)線標(biāo)識(shí)卡31之間采用2. 4G ISM頻段無(wú)線通信，通信速率采用2501ApS ；無(wú)線標(biāo)識(shí)卡31平時(shí)處于休眠狀態(tài)，當(dāng)在某一基站的識(shí)別范圍內(nèi)且被激活時(shí)， 主動(dòng)向基站發(fā)送人員編碼信息，發(fā)送完畢轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)，等待基站的下一次激活；無(wú)線定位基站32由穩(wěn)壓電源、無(wú)線收發(fā)器、微處理器、存儲(chǔ)器、天線等其他輔助模塊組成，不斷地通過(guò)天線發(fā)出載波信號(hào)，當(dāng)帶有無(wú)線標(biāo)識(shí)卡通過(guò)基站附近時(shí)，標(biāo)識(shí)卡芯片即被喚醒，原本處于 “休眠狀態(tài)”的芯片被激活并將含有自身的編碼信息調(diào)制到載波上經(jīng)卡內(nèi)天線發(fā)射出去，基站通過(guò)無(wú)線收發(fā)器接收標(biāo)識(shí)卡發(fā)出的信息。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為兩大部分地面監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、井下控制網(wǎng)絡(luò)。地面監(jiān)控中心主要由監(jiān)控主機(jī)及監(jiān)控軟件、備用主機(jī)、UPS、打印機(jī)、大屏、服務(wù)器(包括防火墻、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器)、電涌保護(hù)器等組成。地面監(jiān)控中心局域網(wǎng)內(nèi)部采用C/S結(jié)構(gòu)。監(jiān)控主機(jī)就是數(shù)據(jù)采集主機(jī)，主要功能是利用以太網(wǎng)與井下設(shè)備進(jìn)行通信，來(lái)采集人員定位信息。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的主要功能是存儲(chǔ)由監(jiān)控主機(jī)采集的數(shù)據(jù)。Web服務(wù)器主要接收網(wǎng)絡(luò)客戶端的請(qǐng)求， 并與地面中心站監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行socket通信，獲取實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，利用網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)和曲線顯示在客戶端上。Web客戶端請(qǐng)求確定的服務(wù)器網(wǎng)址，選擇想要查看的實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)及曲線，通過(guò)UDP協(xié)議與Web服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，服務(wù)器接受請(qǐng)求后，建立與采集主機(jī)的通信，獲取數(shù)據(jù)并傳輸顯示。井下控制網(wǎng)絡(luò)主要有環(huán)形網(wǎng)組成，環(huán)形網(wǎng)上連接若干網(wǎng)絡(luò)控制器。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制器可連接32個(gè)定位基站。網(wǎng)絡(luò)控制器主要功能是與井下定位基站的雙向通信、與地面監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的通信。定位基站的主要功能是通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)井下人員進(jìn)行跟蹤識(shí)別，同時(shí)將識(shí)別到的人員信息以一定的數(shù)據(jù)格式傳至地面監(jiān)控中心。如圖2所示的網(wǎng)絡(luò)控制器主要由以太網(wǎng)交換機(jī)，1臺(tái)i. L0N100服務(wù)器，1臺(tái)光纖終端盒，1臺(tái)電源變壓器，直流穩(wěn)壓電源，隔離耦合器，24V蓄電池組成。網(wǎng)絡(luò)控制器肩負(fù)著系統(tǒng)通訊的重任。地面中心站的參數(shù)、命令通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)變?yōu)殡娦盘?hào)。再經(jīng)i. LON服務(wù)器的載波通信接口將參數(shù)、命令傳送到基站。基站采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)i. LON服務(wù)器的自適應(yīng) 10/100Base以太網(wǎng)接口，傳送到以太網(wǎng)交換機(jī)并將電信號(hào)變?yōu)楣庑盘?hào)遠(yuǎn)傳到地面中心站。如圖3所示的基站主要由穩(wěn)壓電源模塊、無(wú)線收發(fā)器、微處理器、存儲(chǔ)器、接收天線、顯示模塊、紅外接受器、Lonworks接口模塊、聲光報(bào)警器接口等其他輔助模塊組成?；臼遣杉盘?hào)的關(guān)鍵部件，它不斷地通過(guò)發(fā)射天線發(fā)出載波信號(hào)(尋找信號(hào))。當(dāng)帶有標(biāo)識(shí)卡的職工通過(guò)分站附近時(shí)，標(biāo)識(shí)卡芯片即被喚醒，原本處于“休眠狀態(tài)”的芯片被激活并將含有自身的編碼信息調(diào)制到載波上經(jīng)卡內(nèi)天線發(fā)射出去，發(fā)送成功后立刻進(jìn)入休眠狀態(tài)。其中ZigBee無(wú)線收發(fā)器芯片是采集射頻標(biāo)識(shí)卡的第一門戶通道，也是最重要的一個(gè)功能部件。該內(nèi)部集成了無(wú)線接收電路及發(fā)生基帶信號(hào)的功率輸出電路。它將接收到標(biāo)識(shí)卡發(fā)出的識(shí)別碼基帶信息在其內(nèi)部經(jīng)解調(diào)、帶通濾波整形后由輸出電路輸出序列串行信號(hào)(SPI) 提供給微處理器。微處理器接收到無(wú)線收發(fā)器輸出的信號(hào)后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、處理。如圖4所示的標(biāo)示卡主要由供電電池、穩(wěn)壓模塊、天線、無(wú)線收發(fā)器等模塊組成。 無(wú)線標(biāo)識(shí)卡在待機(jī)時(shí)處于休眠狀態(tài)，耗電量很少，當(dāng)被附近的人員定位基站“喚醒”時(shí)才發(fā)射信號(hào)，發(fā)射完立刻又轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)。當(dāng)帶有標(biāo)識(shí)卡的職工或機(jī)車經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)基站時(shí)，立即被系統(tǒng)識(shí)別，并通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的信息交換，將此人通過(guò)的路段(基站編號(hào))、通過(guò)時(shí)間、標(biāo)識(shí)卡的編號(hào)等信息傳輸至地面監(jiān)控中心。
權(quán)利要求
1.一種基于ZigBee技術(shù)的煤礦人員定位與管理系統(tǒng)，其特征在于利用ZigBee定位技術(shù)對(duì)煤礦工作人員進(jìn)行定位跟蹤并管理，包括井下人員定位網(wǎng)絡(luò)[11]、地面控制中心網(wǎng)絡(luò) [12]、與企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)之間的接口 [13]、與煤礦安全監(jiān)管部門網(wǎng)絡(luò)之間的接口 [14]、數(shù)據(jù)采集處理模塊[21]、查詢管理模塊[22]、無(wú)線標(biāo)識(shí)卡[31]和無(wú)線定位基站[32]；地面控制中心網(wǎng)絡(luò)[12]與井下人員定位網(wǎng)絡(luò)[11]之間采用光纖以太網(wǎng)連接；地面控制中心網(wǎng)絡(luò) [12]使用防火墻將網(wǎng)絡(luò)分隔，對(duì)內(nèi)提供以太網(wǎng)服務(wù)，對(duì)外提供與企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)之間的接口 [13]以及與煤礦安全監(jiān)管部門網(wǎng)絡(luò)之間的接口 [14]；網(wǎng)絡(luò)控制器與無(wú)線定位基站[32] 之間采用LonWorks控制總線進(jìn)行連接構(gòu)成井下人員定位網(wǎng)絡(luò)[11 ]；以太網(wǎng)和LonWorks控制總線的信息交換由網(wǎng)絡(luò)控制器中的i. LON服務(wù)器實(shí)現(xiàn)；當(dāng)攜帶有標(biāo)識(shí)卡[31]的人員通過(guò)無(wú)線定位基站[32]的工作范圍時(shí)，標(biāo)識(shí)卡[31]主動(dòng)向無(wú)線定位基站[32]發(fā)送人員編碼信息，無(wú)線定位基站[32]在收到標(biāo)識(shí)卡[31]發(fā)送的信息后將信息通過(guò)LonWorks控制總線傳送給網(wǎng)絡(luò)控制器，網(wǎng)絡(luò)控制器再通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送給地面控制中心網(wǎng)絡(luò)[12]，地面控制中心網(wǎng)絡(luò)[12]收集處理信息后實(shí)時(shí)顯示給管理人員。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的基于ZigBee技術(shù)的煤礦人員定位與管理系統(tǒng)，其特征在于井下人員定位網(wǎng)絡(luò)[11]:由環(huán)形網(wǎng)形式連接的若干網(wǎng)絡(luò)控制器組成，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制器連接若干個(gè)無(wú)線定位基站[32]，網(wǎng)絡(luò)控制器與網(wǎng)絡(luò)控制器之間采用光纖以太網(wǎng)連接，無(wú)線定位基站[32]之間采用LonWorks控制總線進(jìn)行連接；網(wǎng)絡(luò)控制器與井下無(wú)線定位基站 [32]、網(wǎng)絡(luò)控制器與地面控制中心網(wǎng)絡(luò)[12]分別進(jìn)行雙向通信；地面控制中心網(wǎng)絡(luò)[12]還包括監(jiān)控主機(jī)、防火墻、Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和顯示屏，用以太網(wǎng)的方式將各監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控主機(jī)與Web服務(wù)器、監(jiān)控主機(jī)與顯示屏連接；地面控制中心網(wǎng)絡(luò)[12]對(duì)外提供企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)的訪問(wèn)接口以及煤礦安全監(jiān)管部門網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)接口。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的基于ZigBee技術(shù)的煤礦人員定位與管理系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集處理模塊[21]搭載數(shù)據(jù)采集處理軟件運(yùn)行于一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之上，實(shí)時(shí)采集人員定位數(shù)據(jù)并進(jìn)行篩選、去雜，最后存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)查詢管理模塊[22]搭載軟件運(yùn)行于Web服務(wù)器之上，實(shí)時(shí)處理監(jiān)控主機(jī)發(fā)送的查詢請(qǐng)求和管理指令，根據(jù)相應(yīng)查詢向數(shù)據(jù)服務(wù)器提出查詢請(qǐng)求，同時(shí)，按照監(jiān)控主機(jī)發(fā)出的指令向井下發(fā)出指令。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的基于ZigBee技術(shù)的煤礦人員定位與管理系統(tǒng)，其特征在于所述無(wú)線標(biāo)識(shí)卡[31]和無(wú)線定位基站[32]采用了 ZigBee無(wú)線技術(shù)；無(wú)線定位基站[32]與無(wú)線標(biāo)識(shí)卡[31]之間采用2. 4G ISM頻段無(wú)線通信，通信速率采用2501ApS ；無(wú)線標(biāo)識(shí)卡[31]平時(shí)處于休眠狀態(tài)，當(dāng)無(wú)線標(biāo)識(shí)卡[31]在某一無(wú)線定位基站的識(shí)別范圍內(nèi)且被激活時(shí)，主動(dòng)向無(wú)線定位基站[32]發(fā)送人員編碼信息，發(fā)送完畢轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)，等待無(wú)線定位基站[32] 的下一次激活；無(wú)線定位基站[32]由穩(wěn)壓電源、無(wú)線收發(fā)器、微處理器、存儲(chǔ)器、天線和其他輔助模塊組成，不斷地通過(guò)天線發(fā)出載波信號(hào)，當(dāng)帶有無(wú)線標(biāo)識(shí)卡通過(guò)基站附近時(shí)，標(biāo)識(shí)卡芯片即被喚醒，原本處于休眠狀態(tài)的芯片被激活并將含有自身的編碼信息調(diào)制到載波上經(jīng)卡內(nèi)天線發(fā)射出去，基站通過(guò)無(wú)線收發(fā)器接收標(biāo)識(shí)卡發(fā)出的信息。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于ZigBee技術(shù)的煤礦人員定位與管理系統(tǒng)，當(dāng)攜帶有標(biāo)識(shí)卡的人員通過(guò)無(wú)線定位基站的工作范圍時(shí)，標(biāo)識(shí)卡主動(dòng)向無(wú)線定位基站發(fā)送人員編碼信息，無(wú)線定位基站在收到標(biāo)識(shí)卡發(fā)送的信息后將信息通過(guò)LonWorks控制總線傳送給網(wǎng)絡(luò)控制器，網(wǎng)絡(luò)控制器再通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送給地面控制中心網(wǎng)絡(luò)，地面控制中心網(wǎng)絡(luò)收集處理信息后實(shí)時(shí)顯示給管理人員。本發(fā)明方案提高了煤礦管理人員以及上層監(jiān)管部門對(duì)煤礦運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)管能力，并在事故發(fā)生后為救援人員提供強(qiáng)有力的信息保障和支持。
文檔編號(hào)E21F17/18GK102418560SQ20111045428
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者侯君, 倪銘, 張宏, 戚湧, 李千目 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué), 南京理工大學(xué)常熟研究院有限公司