專利名稱：適用于礦井等地下坑道的人員定位監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線定位、射頻技術(shù)、分布式智能控制，尤其是對礦井等地下坑道內(nèi)人員所處位置進(jìn)行監(jiān)測的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，公知的無線定位系統(tǒng)是針對地面和海面目標(biāo)的。而礦業(yè)的安全生產(chǎn)，急需隨時(shí)掌握井下作業(yè)人員的數(shù)量和位置分布情況。
據(jù)了解當(dāng)前已有將RFID即有源感應(yīng)卡等用于人員定位的設(shè)想，思路是每人攜帶RFID或分立發(fā)射器，井下適當(dāng)位置設(shè)置讀卡器或接收機(jī)，通過有線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)到中控室的計(jì)算機(jī)。這類方案除了不便攜帶和成本高等缺點(diǎn)外，對電池分立的發(fā)射器，有電量檢測和電池更換的麻煩，而有源感應(yīng)卡的電池不能更換。
實(shí)用新型內(nèi)容為了滿足礦業(yè)安全生產(chǎn)、強(qiáng)化管理的需求，本實(shí)用新型提供一種適用于礦井等地下坑道內(nèi)人員的定位監(jiān)測系統(tǒng)，用以隨時(shí)記錄和查詢井下作業(yè)人員的數(shù)量和位置分布、任一人員指定時(shí)刻所處區(qū)域。
本實(shí)用新型提供的人員定位監(jiān)測系統(tǒng)，包括每人一個(gè)隨身配備的無線編碼發(fā)射器、分布于井下固定位置的數(shù)據(jù)監(jiān)測分站、置于井上中控室內(nèi)的數(shù)據(jù)中心站和中控計(jì)算機(jī)，無線編碼發(fā)射器到數(shù)據(jù)監(jiān)測分站之間通過無線電通訊，各數(shù)據(jù)監(jiān)測分站到數(shù)據(jù)中心站之間采用現(xiàn)場總線連接，數(shù)據(jù)中心站到中控計(jì)算機(jī)間通過串行或并行接口連接。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一、無線編碼發(fā)射器，包括小封裝、寬電壓的單片機(jī)、微型短距無線發(fā)射模塊、電源保護(hù)電路、印制電路板PCB，單片機(jī)的一個(gè)I/O管腳與發(fā)射模塊的輸入端相連，單片機(jī)和發(fā)射模塊的電源端與保護(hù)電路相連，代表身份特征的編碼信息保存在單片機(jī)內(nèi)的不揮發(fā)存儲器內(nèi)，由單片機(jī)控制自動發(fā)射。整個(gè)無線編碼發(fā)射器電路集成在一片小巧的扇環(huán)形電路板上，嵌入普通礦燈的燈頭內(nèi)，共享礦燈的電池。
二、數(shù)據(jù)監(jiān)測分站，包括單片機(jī)、無線接收模塊、現(xiàn)場總線聯(lián)網(wǎng)模塊、電源模塊、印制電路板PCB，單片機(jī)的一個(gè)I/O管腳與接收模塊的輸出端相連，單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線與控制總線分別跟現(xiàn)場總線聯(lián)網(wǎng)模塊的相應(yīng)管腳相連，它們的電源端與電源模塊相連，分站電路裝配在電路板PCB上。
三、數(shù)據(jù)中心站，包括單片機(jī)、PC通訊模塊、現(xiàn)場總線聯(lián)網(wǎng)模塊、存儲電路、時(shí)鐘電路、電源模塊、印制電路板PCB，單片機(jī)的管腳分別跟串行通訊模塊、現(xiàn)場總線模塊、存儲器、時(shí)鐘電路的相應(yīng)管腳相連，它們的電源端與電源模塊相連，中心站電路裝配在電路板PCB上。
四、中心站和各監(jiān)測分站之間，采用CAN總線聯(lián)網(wǎng)，抗干擾性強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)。
以上技術(shù)方案的采用，保證了本實(shí)用新型能滿足礦業(yè)的實(shí)際需求，可自動記錄從各監(jiān)測分站附近經(jīng)過的井下人員的身份、時(shí)間和位置等信息，以備統(tǒng)計(jì)、查詢和管理。
本實(shí)用新型的有益效果是，在對井下人員完全“透明”的前提下，自動傳輸并保存人員的身份、所處位置與時(shí)間的實(shí)時(shí)記錄，為企業(yè)的日常管理乃至搶險(xiǎn)搜救，提供了翔實(shí)的科學(xué)依據(jù)。尤其因其對使用人員“透明”的性能，使之便于推廣和應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型的無線編碼發(fā)射器的電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型的無線編碼發(fā)射器的具體實(shí)施例的印制電路板圖；圖4是本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)監(jiān)測分站的電路原理圖；圖5是本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)中心站的電路原理圖；圖中，1.無線編碼發(fā)射器，2.數(shù)據(jù)監(jiān)測分站，3.數(shù)據(jù)中心站，4.中控計(jì)算機(jī)，5.CAN總線，11.單片機(jī)，12.電源保護(hù)電路，13.發(fā)射模塊，21.單片機(jī)，22.接收模塊，23.CAN總線模塊，24.電源模塊，31.單片機(jī)，32.電源模塊，33.時(shí)鐘電路，34.存儲電路，35.CAN總線模塊，36.PC通訊模塊。
具體實(shí)施方式
在圖1中，無線編碼發(fā)射器(1)，自動發(fā)射身份編碼，數(shù)據(jù)監(jiān)測分站(2)分布于井下固定位置，自動將接收到的身份編碼連同位置、時(shí)間信息，通過CAN總線(5)，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心站(3)，數(shù)據(jù)中心站(3)和中控計(jì)算機(jī)(4)位于中控室內(nèi)，由中控計(jì)算機(jī)(4)上運(yùn)行的控制軟件，完成登記、記錄、統(tǒng)計(jì)、查詢、顯示等管理功能，從而實(shí)現(xiàn)對礦井等地下坑道內(nèi)人員的定位監(jiān)測。
圖2的無線編碼發(fā)射器，包括單片機(jī)(11)、電源保護(hù)電路(12)、發(fā)射模塊(13)，單片機(jī)(11)的一個(gè)I/O管腳與發(fā)射模塊(13)的輸入端相連，單片機(jī)(11)和發(fā)射模塊(13)的電源端與保護(hù)電路(12)相連；圖3的無線編碼發(fā)射器，電路集成在一片小巧的扇環(huán)形電路板上，嵌入普通礦燈的燈頭內(nèi)，共享礦燈的電池，不再需要單獨(dú)供電，也不再需要單獨(dú)的外殼。
圖4的數(shù)據(jù)監(jiān)測分站，包括單片機(jī)(21)、無線接收模塊(22)、CAN總線模塊(23)、電源模塊(24)，單片機(jī)(21)的一個(gè)I/O管腳與接收模塊(22)的輸出端相連，單片機(jī)(21)的數(shù)據(jù)總線與控制總線分別跟CAN總線模塊(23)的相應(yīng)管腳相連，它們的電源端與電源模塊(24)相連；圖5的數(shù)據(jù)中心站，包括單片機(jī)(31)、電源模塊(32)、時(shí)鐘電路(33)、存儲電路(34)、CAN總線模塊(35)、PC通訊模塊(36)，單片機(jī)(31)的數(shù)據(jù)總線與控制線分別跟PC通訊模塊(36)、CAN總線模塊(35)、存儲電路(34)、時(shí)鐘電路(33)的相應(yīng)管腳相連，它們的電源端與電源模塊(32)相連。
權(quán)利要求1.適用于礦井等地下坑道內(nèi)人員的定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于無線編碼發(fā)射器(1)由人員隨身配備，數(shù)據(jù)監(jiān)測分站(2)分布于坑道內(nèi)固定位置，數(shù)據(jù)中心站(3)和中控計(jì)算機(jī)(4)置于中控室內(nèi)，所述無線編碼發(fā)射器(1)到數(shù)據(jù)監(jiān)測分站(2)之間通過無線電通訊，所述數(shù)據(jù)監(jiān)測分站(2)到數(shù)據(jù)中心站(3)之間通過CAN總線(5)連接，數(shù)據(jù)中心站(3)到中控計(jì)算機(jī)(4)間通過串行接口連接，其中所述無線編碼發(fā)射器(1)，組成部分為單片機(jī)(11)、電源保護(hù)電路(12)、發(fā)射模塊(13)，單片機(jī)(11)的一個(gè)I/O管腳與發(fā)射模塊(13)的輸入端相連，單片機(jī)(11)和發(fā)射模塊(13)的電源端與保護(hù)電路(12)相連；所述數(shù)據(jù)監(jiān)測分站(2)，組成部分為單片機(jī)(21)、無線接收模塊(22)、CAN總線模塊(23)、電源模塊(24)，單片機(jī)(21)的一個(gè)I/O管腳與接收模塊(22)的輸出端相連，單片機(jī)(21)的數(shù)據(jù)總線與控制總線分別跟CAN總線模塊(23)的相應(yīng)管腳相連，它們的電源端與電源模塊(24)相連；所述數(shù)據(jù)中心站(3)，組成部分為單片機(jī)(31)、電源模塊(32)、時(shí)鐘電路(33)、存儲電路(34)、CAN總線模塊(35)、PC通訊模塊(36)，單片機(jī)(31)的數(shù)據(jù)總線與控制線分別跟PC通訊模塊(36)、CAN總線模塊(35)、存儲電路(34)、時(shí)鐘電路(33)的相應(yīng)管腳相連，它們的電源端與電源模塊(32)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于礦井等地下坑道內(nèi)人員的定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是，所述無線編碼發(fā)射器(1)，集成在一片小巧的扇環(huán)形電路板上，被安置在礦燈燈頭的殼體之內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于礦井等地下坑道內(nèi)人員的定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是，所述無線編碼發(fā)射器(1)，供電端直接連接到礦燈的電池。
專利摘要適用于礦井等地下坑道的人員定位監(jiān)測系統(tǒng)，其組成部分為每人一個(gè)隨身配備的無線編碼發(fā)射器、分布于井下固定位置的數(shù)據(jù)監(jiān)測分站、置于井上中控室內(nèi)的數(shù)據(jù)中心站和中控計(jì)算機(jī)，其中無線編碼發(fā)射器到數(shù)據(jù)監(jiān)測分站之間，通過無線電通訊，各分站到中心之間采用CAN總線連接，中心站到計(jì)算機(jī)間通過串行或并行接口連接。本實(shí)用新型的有益效果是，在對井下人員完全“透明”的前提下，自動采集礦井等地下坑道內(nèi)人員的身份、所處位置與時(shí)間的實(shí)時(shí)記錄，為企業(yè)的日常管理乃至搶險(xiǎn)搜救，提供了詳實(shí)的科學(xué)依據(jù)。
文檔編號G01S1/02GK2818787SQ20042005838
公開日2006年9月20日 申請日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者張耀, 劉洪波 申請人:張耀