專利名稱：井下礦工定位管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及通訊管理系統(tǒng)，尤其是一種井下礦工定位管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
國家對礦山安全和礦山信息化建設(shè)越來越重視，礦山企業(yè)在經(jīng)歷一段時期高速發(fā)展后，企業(yè)提高了對于企業(yè)內(nèi)部工作效率、安全性的目標(biāo)，對提升礦山現(xiàn)代化、信息化裝備日漸形成了充分而迫切的需求。現(xiàn)有的礦山信息化系統(tǒng)大多建立在語音傳送的基礎(chǔ)上，由于礦山環(huán)境復(fù)雜，工況惡劣，該類系統(tǒng)往往無法很好的工作，系統(tǒng)的可靠性較差，且功能的擴(kuò)展性差，無法適應(yīng)礦山的安全需要。比如目前有些礦井使用的是小靈通語音通話系統(tǒng)，礦工每次下井都需要攜帶小靈通電話機，小靈通系統(tǒng)信號不穩(wěn)定，通話質(zhì)量差，給礦工的使用造成了很大的不便。隨著小靈通的退市，目前井下無線通訊系統(tǒng)的替代方案在通話質(zhì)量、產(chǎn)品整體的性能、核心設(shè)備的穩(wěn)定性上都存在不少問題。目前人員定位系統(tǒng)是安裝率比較高、滿意率比較低的系統(tǒng)，主要問題在于井下人數(shù)無法精確、定位方式不合理(井下人員位置無法精確)、數(shù)據(jù)實時性差、設(shè)備可靠性不高

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種井下礦工定位管理系統(tǒng)，基于3G私有網(wǎng)絡(luò)與公網(wǎng)的結(jié)合實現(xiàn)井下人員精確定位與管理，數(shù)據(jù)傳輸速率高，設(shè)備運行使用可靠。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種井下礦工定位管理系統(tǒng)，其中，包括:多個移動終端，所述移動終端內(nèi)部設(shè)置有主控模塊、無線連接模塊和RFID射頻模塊，所述無線連接模塊、所述RFID射頻模塊分別與所述主控模塊連接，所述無線連接模塊內(nèi)設(shè)有GPS定位部件；多個定位觸發(fā)器，用于觸發(fā)所述移動終端進(jìn)入定位狀態(tài)；多個地標(biāo)觸發(fā)器，用于回傳當(dāng)前所在位置信息； 移動基站，所述移動終端與所述移動基站實現(xiàn)相互通信；管理中心，包括核心交換機以及分別與所述核心交換機連接的網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)管理綜合服務(wù)器，所述核心交換機通過一匯聚交換機與所述移動基站實現(xiàn)通信。上述井下礦工定位管理系統(tǒng)，其中，所述移動終端為智能手機，所述RFID射頻模塊與所述主控模塊連接。上述井下礦工定位管理系統(tǒng)，其中，所述RFID射頻模塊包括相互連接的第一射頻電子標(biāo)簽和第一射頻天線，還包括相互連接的第二射頻電子標(biāo)簽和第二射頻天線。上述井下礦工定位管理系統(tǒng)，其中，所述第一射頻電子標(biāo)簽為有源電子標(biāo)簽，所述第一射頻天線為125KHZ天線，所述第二射頻電子標(biāo)簽為半有源電子標(biāo)簽，所述第二射頻天線為2.45GHz天線。[0016]上述井下礦工定位管理系統(tǒng)，其中，所述移動終端還包括一存儲模塊，所述存儲模塊與所述主控模塊連接，用于存儲用戶的位置信息，所述用戶的位置信息與每臺所述移動終端的ID標(biāo)識綁定。[0017]上述井下礦工定位管理系統(tǒng)，其中，所述移動基站為3G基站。[0018]上述井下礦工定位管理系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)的主干線路通過光纖進(jìn)行傳輸，所述系統(tǒng)的枝干部分采用電話線或工業(yè)以太網(wǎng)線進(jìn)行傳輸。[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點體現(xiàn)在:[0020]-采用了目前技術(shù)成熟、性能優(yōu)越的3G技術(shù)，實現(xiàn)了井下3G語音通訊和數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆効勺镄院吐勑阅?；[0021]-基于有源與半有源RFID技術(shù)方案的結(jié)合，實現(xiàn)了井下人員的精確定位，另外跟現(xiàn)有的定位系統(tǒng)相比，真正解決了定位數(shù)據(jù)上傳的實時性，確保定位數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，井下無需布線，只要按需要放置定位器即 可實現(xiàn)各種精度的定位要求，定位器可實現(xiàn)長期免維護(hù)。


[0022]圖1是本實用新型井下礦工定位管理系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0023]
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，但不作為本實用新型的限定。[0024]請參看圖1所示，本實用新型井下礦工定位管理系統(tǒng)，包括多個移動終端，多個定位觸發(fā)器，地標(biāo)觸發(fā)器，移動基站和管理中心，移動終端內(nèi)部設(shè)置有主控模塊、無線連接模塊和RFID射頻模塊，無線連接模塊、RFID射頻模塊分別與主控模塊連接，無線連接模塊內(nèi)設(shè)有GPS定位部件，定位觸發(fā)器用于觸發(fā)移動終端進(jìn)入定位狀態(tài)，地標(biāo)觸發(fā)器用于回傳當(dāng)前所在位置信息，移動終端與移動基站實現(xiàn)相互通信。[0025]管理中心包括核心交換機以及分別與核心交換機連接的網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)管理綜合服務(wù)器，核心交換機通過一匯聚交換機與移動基站實現(xiàn)通信。核心交換機和匯聚交換機可以形成千兆以太網(wǎng)環(huán)。[0026]優(yōu)選地，移動終端為智能手機，智能手機攜帶方便，便于請外部廠家進(jìn)行定制。[0027]RFID射頻模塊與主控模塊連接，智能手機還包括一存儲模塊，存儲模塊與主控模塊連接，用于存儲用戶的位置信息，用戶的位置信息與每臺移動終端的ID標(biāo)識綁定。[0028]RFID射頻模塊包括相互連接的第一射頻電子標(biāo)簽和第一射頻天線，還包括相互連接的第二射頻電子標(biāo)簽和第二射頻天線。[0029]在本實用新型的優(yōu)選實施例中，第一射頻電子標(biāo)簽為有源電子標(biāo)簽，第一射頻天線為125KHZ天線，第一射頻天線不停向外發(fā)射射頻信號。第二射頻電子標(biāo)簽為半有源電子標(biāo)簽，第二射頻天線為2.45GHz天線。[0030]優(yōu)選地，移動基站為3G基站，可以基于WCDMA協(xié)議實現(xiàn)。[0031]本系統(tǒng)主要實現(xiàn)井下人員位置定位，首先根據(jù)企業(yè)實際需要在井下區(qū)域和巷道中根據(jù)現(xiàn)場具體情況(比如井下主要巷道、交叉道口、必經(jīng)之路等重要位置)放置一定數(shù)量的定位觸發(fā)器和地標(biāo)觸發(fā)器。另外，在典型情況下每隔600米布置一臺3G移動基站，可保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)定位智能手機。定位觸發(fā)器或者地標(biāo)觸發(fā)器布置于交叉道口和關(guān)鍵區(qū)域入口，定位觸發(fā)器通過125KHZ頻段與定位手機中的第一射頻天線進(jìn)行相互通信，地標(biāo)觸發(fā)器通過2.45GHz頻段與定位手機中的第二射頻天線進(jìn)行相互通信。定位觸發(fā)器正常工作時處于待接收信號狀態(tài)，當(dāng)?shù)V工攜帶手機下到礦井中并進(jìn)入定位觸發(fā)器的有效觸發(fā)區(qū)域后，定位觸發(fā)器接收到第一射頻天線發(fā)出的125KHZ信號，立即發(fā)出觸發(fā)信號，手機內(nèi)部的工作于2.45GHz的第二射頻電子標(biāo)簽被激活，同時喚醒GPS定位部件工作，第二射頻電子標(biāo)簽接收最近位置的地標(biāo)觸發(fā)器發(fā)出的地標(biāo)信號，手機將包括每臺手機ID標(biāo)識在內(nèi)的GPS定位信息以及地標(biāo)位置信息一同上傳給3G移動基站，經(jīng)3G基站中轉(zhuǎn)后發(fā)送到管理中心。GPS定位部件與手機通訊采用I2C接口，將要發(fā)送的數(shù)據(jù)先放入緩存，通過另一端口在傳輸定位數(shù)據(jù)前向手機發(fā)送中斷請求，待手機應(yīng)答后再發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送成功后清除數(shù)據(jù)，確保手機不喚醒等待，節(jié)電，增加使用時間。需要進(jìn)一步說明的是，本實用新型系統(tǒng)在主干線路通過光纖進(jìn)行傳輸，枝干部分可直接采用電話線或工業(yè)以太網(wǎng)線進(jìn)行傳輸，通過此通信平臺，結(jié)合數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)管理綜合服務(wù)器等，井上管理部門可以根據(jù)需要直接撥打下井人員攜帶的智能定位手機和定位手機號碼實現(xiàn)語音通話。定位手機可直接撥打給對應(yīng)的管理部門進(jìn)行語音通話，通過權(quán)限的設(shè)置井下工作的領(lǐng)導(dǎo)可以根據(jù)需要，對在井下進(jìn)行作業(yè)的礦工進(jìn)行語音通話。在本實用新型實施例中，125KHZ頻段的第一射頻電子標(biāo)簽起到了一個公私網(wǎng)絡(luò)開關(guān)的作用，礦工下井時在井口附近的定位觸發(fā)器會激活定位手機中的第二射頻電子標(biāo)簽工作，主控模塊關(guān)閉公網(wǎng)(GSM等)的工作，打開3G網(wǎng)絡(luò)，而在礦工出井后主控模塊將關(guān)閉3G網(wǎng)絡(luò)，恢復(fù)公網(wǎng)通信。關(guān)于射頻電子標(biāo)簽的2.45GHz射頻參數(shù):調(diào)制方式:GF SK，射頻工作頻率:2.4GHz±0.08，射頻發(fā)射功率:> -31dBm，射頻傳輸速率:250Kbps，射頻掃描距離:50米，2.45GHz發(fā)射電流:彡15mA, 2.45GHz靜態(tài)電流:(10 μ A。關(guān)于射頻電子標(biāo)簽的125ΚΗΖ低頻參數(shù):低頻載波頻率:110 150KHz，低頻數(shù)據(jù)速率:0.5 4Kbps,低頻接收天線:單軸接收天線，低頻接收靈敏度:100μ Vrms。在本實用新型的優(yōu)選實施例中，手機至少包括SIM卡插槽、揚聲器、觸摸屏、麥克風(fēng)、攝像頭、存儲器和鍵盤矩陣。本實用新型中的移動終端智能手機搭載4.0版本的安卓(Android)操作系統(tǒng)，安卓操作系統(tǒng)已經(jīng)成為目前智能手機普遍采用的通用智能平臺，其功能搭載性好，可擴(kuò)展性強。本實用新型基于有源與半有源RFID技術(shù)方案的結(jié)合，實現(xiàn)了井下人員的精確定位，另外跟現(xiàn)有的定位系統(tǒng)相比，真正解決了定位數(shù)據(jù)上傳的實時性，確保定位數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。以上所述僅為本實用新型較佳的實施例，并非因此限制本實用新型的申請專利范圍，所以凡運用本實用新型說明書及圖示內(nèi)容所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種井下礦工定位管理系統(tǒng)，其特征在于，包括: 多個移動終端，所述移動終端內(nèi)部設(shè)置有主控模塊、無線連接模塊和RFID射頻模塊，所述無線連接模塊、所述RFID射頻模塊分別與所述主控模塊連接，所述無線連接模塊內(nèi)設(shè)有GPS定位部件； 多個定位觸發(fā)器，用于觸發(fā)所述移動終端進(jìn)入定位狀態(tài)； 多個地標(biāo)觸發(fā)器，用于回傳當(dāng)前所在位置信息； 移動基站，所述移動終端與所述移動基站實現(xiàn)相互通信； 管理中心，包括核心交換機以及分別與所述核心交換機連接的網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)管理綜合服務(wù)器，所述核心交換機通過一匯聚交換機與所述移動基站實現(xiàn)通f目。
2.如權(quán)利要求1所述井下礦工定位管理系統(tǒng)，其特征在于，所述移動終端為智能手機，所述RFID射頻模塊與所述主控模塊連接。
3.如權(quán)利要求2所述井下礦工定位管理系統(tǒng)，其特征在于，所述RFID射頻模塊包括相互連接的第一射頻電子標(biāo)簽和第一射頻天線，還包括相互連接的第二射頻電子標(biāo)簽和第二射頻天線。
4.如權(quán)利要求3所述井下礦工定位管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一射頻電子標(biāo)簽為有源電子標(biāo)簽，所述第一射頻天線為125KHZ天線，所述第二射頻電子標(biāo)簽為半有源電子標(biāo)簽，所述第二射頻天線為2.45GHz天線。
5.如權(quán)利要求1所述井下礦工定位管理系統(tǒng)，其特征在于，所述移動終端還包括一存儲模塊，所述存儲模塊與所述主控模塊連接，用于存儲用戶的位置信息，所述用戶的位置信息與每臺所述移動終端的ID標(biāo)識綁定。
6.如權(quán)利要求1所述井下礦工定位管理系統(tǒng)，其特征在于，所述移動基站為3G基站。
7.如權(quán)利要求6所述井下礦工定位管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的主干線路通過光纖進(jìn)行傳輸 ，所述系統(tǒng)的枝干部分采用電話線或工業(yè)以太網(wǎng)線進(jìn)行傳輸。
專利摘要本實用新型公開了一種井下礦工定位管理系統(tǒng)，包括多個移動終端，所述移動終端內(nèi)部設(shè)置有主控模塊、無線連接模塊和RFID射頻模塊，所述無線連接模塊、所述RFID射頻模塊分別與所述主控模塊連接，所述無線連接模塊內(nèi)設(shè)有GPS定位部件；多個定位觸發(fā)器，多個地標(biāo)觸發(fā)器，移動基站，管理中心，管理中心包括核心交換機以及分別與所述核心交換機連接的網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)管理綜合服務(wù)器，所述核心交換機通過一匯聚交換機與所述移動基站實現(xiàn)通信。本實用新型基于有源與半有源RFID技術(shù)方案的結(jié)合，實現(xiàn)了井下人員的精確定位。
文檔編號E21F17/18GK203114344SQ20132002628
公開日2013年8月7日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者章智宇, 秦忠, 張武 申請人:深圳市騰捷實業(yè)有限公司, 上海秀派電子科技有限公司