專利名稱：用于跟蹤人員和設(shè)備的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在危險(xiǎn)環(huán)境中跟蹤人員和設(shè)備，諸如地下礦井、鑄造廠、工廠、大型船 舶、煉油廠、重工業(yè)環(huán)境等中，其中基于GPS(全球定位系統(tǒng))和其他技術(shù)的跟蹤系統(tǒng)是行不 通或不起作用的。
背景技術(shù)：
用于在具有較差無線電信號傳播特性的危險(xiǎn)環(huán)境中跟蹤人員和設(shè)備的現(xiàn)有技術(shù) 系統(tǒng)和方法，在該危險(xiǎn)環(huán)境中確定人員和設(shè)備的位置方面缺乏期望的"粒度"(即精度)。
另外，現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)可能使用不是永久地分配給特定人員或設(shè)備的跟蹤標(biāo)簽，這 導(dǎo)致在識別與特定跟蹤標(biāo)簽相關(guān)聯(lián)的實(shí)際人員或設(shè)備方面的準(zhǔn)確性和置信度上存在問題。
還有，由于危險(xiǎn)環(huán)境可能是"爆炸性"環(huán)境，因而如果設(shè)計(jì)不妥當(dāng)，跟蹤系統(tǒng)元件可 能是點(diǎn)火源。 有些危險(xiǎn)環(huán)境，諸如地下礦井，能夠覆蓋幾英里的區(qū)域并且僅在每3000到5000英 尺有電能和通信接口，典型地對應(yīng)于輸送帶頭(belthead)。依賴于電能和通信接口的現(xiàn)有 跟蹤系統(tǒng)受限于這些設(shè)施的物理可用性，然而期望用更高的粒度，諸如在1000英尺內(nèi)或更 少，來獲悉人員和設(shè)備的位置。 在另一示例之中，在制造業(yè)環(huán)境中，尤其是制鋁廠，可能需要在地下室或其他封閉
式建筑中部署滅火系統(tǒng)。部署滅火系統(tǒng)可能會造成這樣狀況，其中地下室或其他封閉式建
筑沒有足夠的氧氣來維系生命。在這種情形中，期望在部署滅火系統(tǒng)之前，確認(rèn)所有的人員
已從該建筑撤離。由于是封閉式建筑，所以基于GPS的系統(tǒng)不能可靠地工作。 在另一示例之中，具有架空管道和油罐的煉油廠可能造成不能可靠地接收到GPS
信號的環(huán)境。 在又一示例之中，大型船舶在甲板下可能包括巨大的封閉區(qū)域，在該封閉區(qū)域期 望對人員進(jìn)行跟蹤，諸如確認(rèn)所有的人員均已離船，但是在該封閉區(qū)域中不能可靠地接收 到GPS信號。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種用于跟蹤人員和設(shè)備的系統(tǒng)包括跟蹤標(biāo)簽和本質(zhì) 安全讀取器系統(tǒng)。在危險(xiǎn)環(huán)境中，該系統(tǒng)在事故前和事故后兩種情況下均是有用的。跟蹤 標(biāo)簽是用于附著于危險(xiǎn)環(huán)境中的人員或設(shè)備。跟蹤標(biāo)簽是本質(zhì)安全的并定期發(fā)送無線電信 號，無線電信號包含識別跟蹤標(biāo)簽的唯一跟蹤標(biāo)簽識別碼。本質(zhì)安全讀取器系統(tǒng)包括集線 器電纜驅(qū)動器和多個(gè)本質(zhì)安全天線或天線設(shè)備。集線器電纜驅(qū)動器和多個(gè)本質(zhì)安全天線由通信電纜連接。將集線器電纜驅(qū)動器配置為經(jīng)由通信電纜向多個(gè)本質(zhì)安全天線提供本質(zhì)安 全電能，并與所述多個(gè)本質(zhì)安全天線通信。多個(gè)本質(zhì)安全天線以自修復(fù)的有線網(wǎng)格冗余連 接基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)拓?fù)湫问?，位于危險(xiǎn)環(huán)境中的已知位置。有線網(wǎng)格拓?fù)湎啾纫暰酂o線網(wǎng)格系統(tǒng) 而言，允許更加靈活的天線放置。將每個(gè)本質(zhì)安全天線配置為經(jīng)由通信電纜，從所述跟蹤標(biāo) 簽接收無線電信號并將數(shù)據(jù)信號發(fā)送給集線器電纜驅(qū)動器。數(shù)據(jù)信號包含識別天線的天線 識別代碼和識別跟蹤標(biāo)簽的跟蹤標(biāo)簽識別代碼。由于本質(zhì)安全跟蹤標(biāo)簽、多個(gè)本質(zhì)安全天 線和來自集線器電纜驅(qū)動器的本質(zhì)安全電能和通信的本質(zhì)安全屬性，系統(tǒng)能夠繼續(xù)在爆炸 性環(huán)境中操作。另外，冗余連接基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)拓?fù)涫沟孟到y(tǒng)盡管在沿著冗余連接基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)拓?fù)?的位置上有通信中斷時(shí)，也能夠繼續(xù)操作。 本質(zhì)安全跟蹤標(biāo)簽可以附著于在危險(xiǎn)環(huán)境中的人員所佩戴的安全帽。在該情形 中，將跟蹤標(biāo)簽稱為人員標(biāo)簽。 本質(zhì)安全跟蹤標(biāo)簽也可以是附著于位于危險(xiǎn)環(huán)境中的設(shè)備的設(shè)備標(biāo)簽。本質(zhì)安全 設(shè)備標(biāo)簽用于接收該設(shè)備的設(shè)備狀態(tài)和位置信息，并定期地發(fā)射包含識別本質(zhì)安全設(shè)備標(biāo) 簽的唯一設(shè)備標(biāo)簽識別碼以及設(shè)備狀態(tài)和位置信息的無線電信號。 每個(gè)本質(zhì)安全天線可以具有用于連接多個(gè)其他天線的多個(gè)通信端口，并且該多個(gè) 通信端口不加電并相互斷開直到接收到加電和連接到多個(gè)通信接口中選定的通信接口的 命令。更進(jìn)一步地，每個(gè)本質(zhì)安全天線可以具有第一電壓域、開關(guān)調(diào)壓器、以及第二電壓域， 其中每個(gè)本質(zhì)安全天線為了最大化本質(zhì)安全，在第一電壓域中接收第一電壓的電能，并使 用開關(guān)調(diào)壓器將第一電壓的電能轉(zhuǎn)換為第二電壓的電能以用于在第二電壓域中使用。
在另一實(shí)施中，集線器電纜驅(qū)動器具有輸出端口、IS保護(hù)塊和集線器微控制器。輸
出端口用于提供本質(zhì)安全電能和通信。is保護(hù)塊用于檢測輸出端口處的電流和電壓水平。
集線器微處理器用于從IS保護(hù)塊接收電流和電壓水平，并且當(dāng)需要向多個(gè)本質(zhì)安全天線 提供本質(zhì)安全電能和通信時(shí)，從輸出端口斷開電能。 另一實(shí)施包括位于危險(xiǎn)環(huán)境中的已知位置并與集線器電纜驅(qū)動器進(jìn)行通信的本 質(zhì)安全空氣傳感器。配置本質(zhì)安全空氣傳感器來在本質(zhì)安全空氣傳感器上檢測空氣中的 瓦斯水平；并且定期向集線器電纜驅(qū)動器發(fā)送信號，信號包含識別本質(zhì)安全空氣傳感器的 唯一識別碼和指示檢測到的瓦斯水平的瓦斯水平讀取值。本質(zhì)安全空氣傳感器可以是無線 空氣傳感器，或可以通過通信電纜與集線器電纜驅(qū)動器進(jìn)行通信。在通過通信電纜連接的 情況下，進(jìn)一步配置本質(zhì)安全空氣傳感器來經(jīng)由通信電纜從集線器電纜驅(qū)動器接收電能。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一種用于在危險(xiǎn)環(huán)境中跟蹤人員和設(shè)備的系統(tǒng)包括多 個(gè)跟蹤標(biāo)簽、本質(zhì)安全讀取器系統(tǒng)、服務(wù)器數(shù)據(jù)庫、以及服務(wù)器。每個(gè)跟蹤標(biāo)簽用于定期發(fā) 送包含唯一跟蹤標(biāo)簽ID的無線電消息。每個(gè)跟蹤標(biāo)簽用于附著于危險(xiǎn)環(huán)境中的不同人員 或設(shè)備。進(jìn)一步地，每個(gè)跟蹤標(biāo)簽是本質(zhì)安全的。本質(zhì)安全讀取器系統(tǒng)包括集線器電纜驅(qū) 動器和連接到集線器電纜驅(qū)動器的多個(gè)本質(zhì)安全天線，并且所述多個(gè)本質(zhì)安全天線通過通 信電纜采用冗余連接基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)拓?fù)湎嗷ミB接，每個(gè)天線位于危險(xiǎn)環(huán)境中的已知位置，用于 從附近的跟蹤標(biāo)簽接收無線電消息、確定每個(gè)接收到的無線電消息的信號強(qiáng)度值、以及將 用于每個(gè)接收到的無線電消息的標(biāo)簽數(shù)據(jù)消息發(fā)送給集線器電纜驅(qū)動器。每個(gè)標(biāo)簽數(shù)據(jù)消 息包括接收到的無線電消息、接收天線的天線ID、以及信號強(qiáng)度值。該服務(wù)器包括服務(wù) 器模塊、管理器模塊和查看模塊。服務(wù)器模塊用于從集線器電纜驅(qū)動器接收標(biāo)簽數(shù)據(jù)消息、
5通過確定接收到最高信號強(qiáng)度值的無線電消息的天線來確定每個(gè)跟蹤標(biāo)簽的位置。管理器模塊用于維護(hù)所述服務(wù)器數(shù)據(jù)中的實(shí)況標(biāo)簽數(shù)據(jù)表，實(shí)況標(biāo)簽數(shù)據(jù)表包含用于每個(gè)跟蹤標(biāo)簽的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)。查看模塊用于在危險(xiǎn)環(huán)境的至少一部分的地圖上，產(chǎn)生每個(gè)跟蹤標(biāo)簽的當(dāng)前位置的顯示，并且產(chǎn)生用于每個(gè)跟蹤標(biāo)簽的數(shù)據(jù)的所選顯示。 根據(jù)本發(fā)明的第二方面的一個(gè)實(shí)施，系統(tǒng)進(jìn)一步包括與集線器電纜驅(qū)動器通信的至少一個(gè)空氣傳感器，并且服務(wù)器進(jìn)一步包括傳感器數(shù)據(jù)共享存儲器。 根據(jù)另一實(shí)施，系統(tǒng)進(jìn)一步包括監(jiān)視模塊，用于提供對數(shù)據(jù)庫報(bào)告和狀態(tài)通知的電子郵件支持。監(jiān)視模塊可以進(jìn)一步用于讀取和處理包含在從電子郵件服務(wù)器接收到的電子郵件消息中的命令。 根據(jù)又一實(shí)施，系統(tǒng)包括密鑰模塊，用于提供裝置來基于允許的天線和跟蹤標(biāo)簽的數(shù)量對許可進(jìn)行控制。 在又一實(shí)施中，系統(tǒng)包括OPC模塊，用于允許外部客戶端對服務(wù)器的OPC訪問。
如果已知跟蹤標(biāo)簽離開本質(zhì)安全讀取器系統(tǒng)的可檢測附近范圍后，沒有在預(yù)定的時(shí)間量內(nèi)在本質(zhì)安全讀取器系統(tǒng)的可檢測附近范圍內(nèi)重新出現(xiàn)，則查看模塊可以進(jìn)一步設(shè)置告警發(fā)出聲響。 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將從下文中對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具體描述來闡述或顯而易見。


圖1是根據(jù)本發(fā)明，用于跟蹤在危險(xiǎn)環(huán)境中的人員和設(shè)備的示例性系統(tǒng)的功能框圖。 圖2-圖5是在典型礦井環(huán)境中的示例系統(tǒng)配置的原理圖。
圖6是附著于代表性安全帽的示例性本質(zhì)安全人員標(biāo)簽的立體圖。
圖7是圖1的示例性系統(tǒng)的示例性集線器電纜驅(qū)動器的功能框圖。
圖8是圖1的示例性系統(tǒng)的示例性本質(zhì)安全天線的功能框圖。
圖9是圖8的示例性本質(zhì)安全天線的第一和第二電壓域的功能框圖。
圖10是圖8的示例性本質(zhì)安全天線的示例性封閉式開關(guān)穩(wěn)壓器的電路圖。
圖11是圖8的示例性本質(zhì)安全天線的示例性線路開關(guān)輸入部分的電路圖。
圖12是圖1的示例性系統(tǒng)的示例性服務(wù)器的前平面圖。 圖13是用于在圖1的示例性系統(tǒng)的顯示工作站上進(jìn)行顯示的所產(chǎn)生的地圖顯示的代表性屏幕截圖。 圖14是用于在圖1的示例性系統(tǒng)的顯示工作站上進(jìn)行顯示的所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)顯示的代表性屏幕截圖。 圖15是用于在圖1的示例性系統(tǒng)的顯示工作站上進(jìn)行顯示的所產(chǎn)生的集結(jié)監(jiān)視顯示的代表性屏幕截圖。 圖16是圖1的示例性系統(tǒng)的示例性軟件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)概況圖。
圖17是圖16的示例性軟件系統(tǒng)的示例性服務(wù)器模塊的流程圖。
圖18是圖16的示例性軟件系統(tǒng)的示例性管理模塊的流程圖。
圖19是圖16的示例性軟件系統(tǒng)的示例性監(jiān)視模塊的流程圖。
6
圖20是圖16的示例性軟件系統(tǒng)的示例性查看模塊的流程圖。
圖21是圖16的示例性軟件系統(tǒng)的示例性密鑰模塊的流程圖。
圖22是圖16的示例性軟件系統(tǒng)的示例性0PC模塊的流程圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本文的目的，"本質(zhì)安全(intrinsically safe)"應(yīng)按照美國勞工部、礦業(yè)安 全與健康管理局(MSHA)的定義。 另外，根據(jù)本文的目的，將參照地下礦井來描述"危險(xiǎn)環(huán)境"，然而應(yīng)當(dāng)理解，描述 的系統(tǒng)和方法適用于任何危險(xiǎn)環(huán)境，包括地下礦井、以及鑄造廠、制造廠、大型船舶、煉油 廠、重工業(yè)環(huán)境等。
A.系統(tǒng) 圖1示出用于在事故前和事故后情況下，在危險(xiǎn)環(huán)境中跟蹤人員和設(shè)備的示例性 系統(tǒng)10，包括本質(zhì)安全人員標(biāo)簽20 (盡管僅示出一個(gè)標(biāo)簽，但是使用中可以有多個(gè)這種 標(biāo)簽)、本質(zhì)安全設(shè)備標(biāo)簽22(同樣，盡管僅示出一個(gè)標(biāo)簽，但是使用中可以有多個(gè)這種標(biāo) 簽)、第一組本質(zhì)安全天線26a-26i、第二組本質(zhì)安全天線28a-28i、集線器電纜驅(qū)動器30、 數(shù)據(jù)交換器34、服務(wù)器36、數(shù)據(jù)存儲器38和工作站40。集線器30、第一組天線26a-26i、和 第二組天線28a-28i，由通信電纜(優(yōu)選地是同軸電纜)段連接在一起。示例性系統(tǒng)10是 專門設(shè)計(jì)用于危險(xiǎn)環(huán)境48的電子安全系統(tǒng)，以用來確定和報(bào)告人員和設(shè)備的位置。有利地 是，示例性系統(tǒng)10基于在諸如以下的很多商業(yè)應(yīng)用中使用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)射頻識別(RFID)技 術(shù)收費(fèi)站通道、馬拉松/賽事、及門安全系統(tǒng)，當(dāng)然按權(quán)利要求，其他無線電技術(shù)也處于本 發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。 示例性系統(tǒng)IO關(guān)注于通過對人員和資產(chǎn)的連續(xù)跟蹤來改進(jìn)安全性。這通過兩個(gè) 部分來實(shí)現(xiàn)。第一部分由本質(zhì)安全人員標(biāo)簽20和本質(zhì)安全設(shè)備標(biāo)簽22所組成，其中本質(zhì) 安全設(shè)備標(biāo)簽22具有發(fā)射器來將識別數(shù)據(jù)定期發(fā)送給部署天線的系統(tǒng)。第二部分由天線 26a-i、28a-i的密集網(wǎng)狀冗余通信路徑和中繼收集到的數(shù)據(jù)以供分析和存儲的網(wǎng)絡(luò)組成。
本質(zhì)安全讀取器系統(tǒng)由多個(gè)規(guī)律性間隔的、通過諸如同軸電纜的通信電纜冗余地 互連在一起的天線26a-i、28a-i，以及集線器電纜驅(qū)動器30所組成，其中集線器電纜驅(qū)動 器30饋送電能和耦合雙向數(shù)據(jù)到通信電纜上。每個(gè)天線26a-i、28a-i均是本質(zhì)安全的，并 且可以部署到瓦斯區(qū)域中。在示例性系統(tǒng)10中，每個(gè)天線26、28具有四個(gè)可以同時(shí)使用的 端口 ，并且集線器電纜驅(qū)動器30可以同時(shí)饋送兩個(gè)天線網(wǎng)絡(luò)26 、 28 。集線器電纜驅(qū)動器30 不是安全的，并且優(yōu)選地是用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)連接和本地DC電源安裝在新鮮空氣中。
本質(zhì)安全人員標(biāo)簽20和本質(zhì)安全設(shè)備標(biāo)簽22的目的是用來定期發(fā)送包含ID代 碼的數(shù)字無線電消息，該數(shù)字無線電消息可以由安裝在危險(xiǎn)環(huán)境48中的聯(lián)網(wǎng)天線26a-i、 28a-i所接收。人員標(biāo)簽20是打算讓那些處于危險(xiǎn)環(huán)境48中的個(gè)人一直佩戴的，包括進(jìn)入 到標(biāo)簽20需要被允許的區(qū)域。設(shè)備標(biāo)簽22是打算放置在待跟蹤設(shè)備上的。本質(zhì)安全人員 標(biāo)簽20和本質(zhì)安全設(shè)備標(biāo)簽22每個(gè)均放置在因環(huán)境原因而密封的堅(jiān)固塑料外殼內(nèi)。外殼 內(nèi)部的電路是本質(zhì)安全的。 如以下將要詳細(xì)解釋的，示例性系統(tǒng)10因其本質(zhì)安全人員標(biāo)簽20、本質(zhì)安全設(shè)備 標(biāo)簽22和天線26a-26i、28a-28i的本質(zhì)安全屬性，故能夠在事故后情形的危險(xiǎn)環(huán)境48中繼續(xù)操作。所以，因?yàn)樗形挥谖ｋU(xiǎn)環(huán)境48中的系統(tǒng)10的單元均是本質(zhì)安全的，所以系統(tǒng)10能夠繼續(xù)在瓦斯環(huán)境中操作，并且繼續(xù)在危險(xiǎn)環(huán)境48中的事故或通風(fēng)中斷之后，提供人員和設(shè)備監(jiān)視。 進(jìn)一步，如以下將要解釋的，系統(tǒng)10是容錯(cuò)和自我診斷的。系統(tǒng)10的元件監(jiān)視其自身，并且系統(tǒng)10重新配置其自身來提供替代的電能和通信路徑。所以，在故障情形下，諸如沿著天線(例如26a或28a)的位置發(fā)生通信中斷，則冗余連接基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)使得未受影響的天線(例如26b或28b)能夠繼續(xù)操作。另外，當(dāng)檢測到問題時(shí)，將問題通知給非危險(xiǎn)環(huán)境元件(即集線器電纜驅(qū)動器30、交換機(jī)34、服務(wù)器36、存儲器38和工作站40)，并且還將問題通知給操作員。 應(yīng)當(dāng)注意，在實(shí)踐情形中，在危險(xiǎn)環(huán)境48中可能有很多人員和處于操作中的設(shè)備，并且每個(gè)均應(yīng)當(dāng)有各自的唯一人員標(biāo)簽20或唯一的設(shè)備標(biāo)簽22。所以，為了簡潔，使用單個(gè)人員標(biāo)簽20和設(shè)備標(biāo)簽22，應(yīng)當(dāng)理解，操作情形在危險(xiǎn)環(huán)境中將具有同時(shí)使用的多個(gè)這樣的設(shè)備，以下描述適用于這類操作情形。 而且，在實(shí)踐情形中，為了實(shí)現(xiàn)期望的粒度水平，在整個(gè)危險(xiǎn)環(huán)境中可以設(shè)置多個(gè)天線(例如，26a-26i，28a-28i)。有利地是，系統(tǒng)10的設(shè)計(jì)允許網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)天線經(jīng)由一段通信電纜連接到任何其他天線。每個(gè)天線能夠經(jīng)由通信電纜段與一個(gè)或多個(gè)其他天線相互連接。 圖2-5示出典型礦井環(huán)境中的示例系統(tǒng)配置，作為潛在危險(xiǎn)環(huán)境的示例，其中期望對人員和設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視。 圖2示出礦井的水平分層，其具有將天線26a-c、28a-c的配置為相隔1000英尺的
系統(tǒng)50。在天線(例如26a、26b)之間的人員標(biāo)簽20將最有可能被兩個(gè)天線(例如26a、
26b)獲得，產(chǎn)生大約500英尺的粒度并且對人員標(biāo)簽20的位置進(jìn)行全程監(jiān)視。 圖3示出礦井的水平分層，其具有將天線26a-c、28a-c配置為相隔2000英尺的系
統(tǒng)52。 間距限制了能夠使用的天線26a-c、28a-c的數(shù)量，因?yàn)檩^長的電纜將具有較高的阻抗，故在天線網(wǎng)絡(luò)26、28上能夠有較少數(shù)量的讀取器。例如，在IOOO英尺的間距下，系統(tǒng)50總共能夠使用28個(gè)天線26a-x、28a-x(計(jì)算為14000英尺入，14000英尺出，每1000英尺具有一個(gè)天線26a-x、28a-x)。在2000英尺的間距下，系統(tǒng)52總共能夠使用24個(gè)天線26a-x、28a-x (計(jì)算為24000英尺入，24000英尺出，每2000英尺一個(gè)天線26a-x、28a-x)。
天線26a-x、28a-x之間的連結(jié)線提供了天線網(wǎng)絡(luò)26 、28之間的冗余。
圖4示出礦井的水平分層，其具有被配置為通過在多個(gè)通道中放置天線26a-x、28a-x來覆蓋四個(gè)通道或入口的系統(tǒng)54。故意將通道中的天線26a-x、28a-x放置成從不同通道中的天線26a-x、28a-x通過停止點(diǎn)不是直線路徑，以用來防止標(biāo)簽20、22被不同通道中的26a-x、28a-x獲得。 圖5示出礦井的水平分層，其具有被配置為由四個(gè)集線器線纜驅(qū)動器30a-d來覆蓋四個(gè)通道或入口的系統(tǒng)56。天線26a-x、28a-x并非配置為冗余方式。
B.本質(zhì)安全人員標(biāo)簽和設(shè)備標(biāo)簽 圖6示出附著于代表性安全帽66的代表性本質(zhì)安全人員標(biāo)簽20，該安全帽66可能由礦工在礦井工作時(shí)佩戴。人員標(biāo)簽20定期發(fā)送包含識別人員標(biāo)簽20的唯一識別代碼的數(shù)字無線電信號。示例性標(biāo)簽20是"活動"設(shè)備，使用電池來增加發(fā)射范圍、以l-2秒的 間隔發(fā)送、具有200-800英尺的范圍、使用433. 92MHz的頻率，并且使用高科技粘著劑附著 于安全帽66。 類似地，本質(zhì)安全設(shè)備標(biāo)簽22可以附著于礦井中的設(shè)備。示例性設(shè)備標(biāo)簽22具 有模擬輸入和數(shù)字輸入，用于接收設(shè)備狀態(tài)信息，諸如車輛電能和溫度。設(shè)備標(biāo)簽22定期 發(fā)送包含識別設(shè)備標(biāo)簽22的唯一識別代碼和設(shè)備狀態(tài)信息的數(shù)字無線電信號。
如在以引用的方式并入本文作為參考的美國專利申請12/017,888中描述的，有 利地是，本質(zhì)安全人員標(biāo)簽20和本質(zhì)安全設(shè)備標(biāo)簽22使用能夠接收和發(fā)射的收發(fā)機(jī)。
C.本質(zhì)安全集線器電纜驅(qū)動器 圖7是示例性集線器電纜驅(qū)動器30的框圖，包括主板和第一以太網(wǎng)子板70a或第 二以太網(wǎng)子板70b。如圖7所示，從外部電源72將10-30V直流提供給集線器電纜驅(qū)動器 30。 +3.3￥直流和+36￥直流來自于外部電源72。 +3. 3V直流用于對本機(jī)系統(tǒng)供電，如圖7 所示和以下所述，并且在將+36V直流提供給天線網(wǎng)絡(luò)26、28(圖1)之前，+36V直流通過IS 保護(hù)塊74。 第一以太網(wǎng)子板70a和第二以太網(wǎng)子板70b的任何一個(gè)均可以處理到集線器電纜 驅(qū)動器30的以太網(wǎng)連接。第一以太網(wǎng)子板70a帶有以太網(wǎng)交換機(jī)和多個(gè)RJ45和光纖端口 。 第二以太網(wǎng)子板70b帶有單個(gè)RJ45端口 。第一以太網(wǎng)子板70a和第二以太網(wǎng)子板70b均 由本地+3. 3V電源供電。 從第一以太網(wǎng)子板70a或第二以太網(wǎng)子板70b路由的數(shù)據(jù)分組在傳遞到RF調(diào)制 芯片組78之前，通過集線器微處理器76來進(jìn)行解釋(interpretation)。調(diào)制后的數(shù)據(jù)在 耦合到電纜插頭80a、80b(優(yōu)選地是RGI 1同軸電纜插頭)之前，由IS保護(hù)塊74限壓。
類似地，從天線網(wǎng)絡(luò)26、28(圖1)接收到的數(shù)據(jù)按照相反的路徑，并且經(jīng)在以太 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上從第一以太網(wǎng)子板70a或第二以太網(wǎng)子板70b流出。提供DB9串口 81和存儲卡 82 (優(yōu)選地是SD存儲卡)，用來允許與集線器微處理器76直接進(jìn)行通信。集線器微處理器 76從IS保護(hù)塊74接收電壓和電流水平，并且打開開關(guān)(未示出)(例如，小型輸出繼電器 (2A 30V DC))來用信號通知系統(tǒng)故障。另外，如果集線器微處理器76檢測到故障，則集線 器微處理器76從兩個(gè)電纜插頭80a、80b斷開電能，以向天線網(wǎng)絡(luò)26、28 (圖1)提供本質(zhì)安 全。 如圖1所示，集線器電纜驅(qū)動器30位于危險(xiǎn)環(huán)境48之外。第一電纜將集線器電 纜驅(qū)動器30的端口 31a連接到第一組連接天線26a-26i。第二電纜將集線器電纜驅(qū)動器 30的端口31b連接到第二組連接天線28a-28i。將集線器電纜驅(qū)動器30配置為經(jīng)由電纜 將電能提供給天線26a-26i 、 28a-28i ;經(jīng)由電纜從天線26a-26i 、 28a-28i接收信號；并且經(jīng) 由數(shù)據(jù)交換機(jī)34將信號發(fā)送給服務(wù)器36。將集線器電纜驅(qū)動器30諸如通過以太網(wǎng)協(xié)議通 信，通信性耦合到數(shù)據(jù)交換機(jī)34。 有利地是，示例性系統(tǒng)10的集線器線纜驅(qū)動器30和天線26a-26i、28a-28i之間 的網(wǎng)狀連接配置提供了多級別的冗余，因?yàn)槊總€(gè)天線26a-26i、28a-28i具有多達(dá)四個(gè)獨(dú)立 的路徑來用于接收電能和用于將數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器36。例如，如果在危險(xiǎn)環(huán)境(例如，礦 井)中因事件造成在天線26a、26b之間的位置處產(chǎn)生通信中斷，則所有的天線26a-26i、 28a-28i將仍能操作性連接到集線器線纜驅(qū)動器30。
9
D.本質(zhì)安全天線 如圖1所示，第一組本質(zhì)安全天線26a-26i和第二組本質(zhì)安全天線28a_28i位于危險(xiǎn)環(huán)境48中的已知位置，并且通過通信電纜相互連接或分別連接到集線器30的第一端口 31a或第二端口 31b。將天線26a-26i和28a_28i配置為，當(dāng)人員標(biāo)簽20和設(shè)備標(biāo)簽22處于天線26a-26i、28a-28i的范圍內(nèi)時(shí)，從標(biāo)簽20、22接收數(shù)字無線電信號。將每個(gè)天線26a-26i、28a-28i進(jìn)一步配置為，經(jīng)由通信電纜發(fā)送包含識別各個(gè)天線26a-26i、28a_28i的唯一識別碼的信號，并且將接收到的用于人員標(biāo)簽20和設(shè)備標(biāo)簽22的唯一識別碼與任何各自的設(shè)備狀態(tài)信息一起中繼轉(zhuǎn)發(fā)到集線器電纜驅(qū)動器30。每個(gè)天線26a-26i、28a-28i還具有與集線器電纜驅(qū)動器30或其他天線連接的多個(gè)端口。 圖8示出示例性天線26a的功能塊圖，其包括板載天線(on-boardantenna)84、天線微控制器85、多個(gè)RF調(diào)制器86a-86d，和端口 88a_88d。 端口88a-88d在使其順序加電的命令發(fā)布之前，保持?jǐn)嚅_。以此方式，能夠?qū)Ψ至⒌碾娎|段加電并測試正確的功能，并且將自動避免受損或短路的分段。所以，如果通信電纜或元件故障，則系統(tǒng)10重新配置自身以提供替代電能和通信路徑。 回到圖1，在危險(xiǎn)環(huán)境48中以規(guī)律的間隔安裝多個(gè)天線26a-26i、28a-28i，并且彼此冗余地連接。該"網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)"結(jié)構(gòu)從在自由空氣(freeair)中部署的單個(gè)集線器電纜驅(qū)動器30獲得電能。集線器電纜驅(qū)動器30還對與以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)。每個(gè)天線26a-26i、28a-28i是本質(zhì)安全的，并且在達(dá)到集線器電纜驅(qū)動器30的可用電能限度之前，可以擴(kuò)展安裝。每個(gè)天線26a-26i、28a-28i能夠經(jīng)由獨(dú)立的通信電纜與多個(gè)其他天線26a-26i、28a-28i連接。 在將天線網(wǎng)絡(luò)26、28完全初始化之后，將開始從本質(zhì)安全人員標(biāo)簽20和本質(zhì)安全設(shè)備標(biāo)簽接收信息。在示例性系統(tǒng)10之中，用板載天線84接收數(shù)據(jù)分組，并將數(shù)據(jù)單獨(dú)地中繼到每個(gè)端口88a-88d。每個(gè)端口都有自己的RF調(diào)制器86a-86d。為了節(jié)能，可以降級任何未使用的端口 88a-88d。在由一個(gè)以上的天線26a-26i、28a-28i從一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽20、22接收信號的情形中，天線26a-26i、28a-28i確定從每個(gè)標(biāo)簽20、22接收到的信號強(qiáng)度，以推導(dǎo)出距離每個(gè)標(biāo)簽20、22最近的天線26a-26i、28a-28i。 圖9示出具有第一電壓域90和第二電壓域92的示例性天線26a，以最大化部件的本質(zhì)安全。 第一域90屬于IS供電網(wǎng)絡(luò)。任何端口 88a-88d(圖8)可以接受41V、500mA。
回到圖8，線路開關(guān)組件93a-93d和RF耦合電容器94a-94d(圖8)也可以加該種電壓。封閉式開關(guān)穩(wěn)壓器95采用該電壓，然后對其限定以產(chǎn)生第二電壓域92(圖9)。
第二電壓域92(圖9)是本機(jī)3.3V直流，對每個(gè)RF調(diào)制器86a-86d和天線微控制器85供電。封閉式開關(guān)穩(wěn)壓器95的輸入用熔斷器限制到62mA，而輸出的電壓由冗余5. IV齊納管(未示出)限制為5.36V。另外，每個(gè)RF調(diào)制器86a-86d以及天線微處理器85具有自己的10V可靠62mA熔斷器96。 為了保持較高的電能效率以及網(wǎng)格(mesh)穩(wěn)定，因此封閉式開關(guān)穩(wěn)壓器95接受IS 41V直流，并且將其降壓為+3.3V直流以用于所有本機(jī)通信和控制操作。將封閉式開關(guān)穩(wěn)壓器95進(jìn)行封閉以隔絕空氣，并將其焊接到板上，這樣用戶不能對其進(jìn)行更換。部件的保護(hù)性元件目標(biāo)是將調(diào)壓器在其操作中所需的板載電容器和電感器進(jìn)行隔離。所有的保護(hù)元件與封閉式開關(guān)穩(wěn)壓器95 —起封閉到板上，并且是60V可靠。 為了消除共點(diǎn)故障，RF部分是分別加熔斷器的，緊靠著調(diào)壓器95的輸出。熔斷器 96是10V可靠、最大62mA，并且是用戶不可更換的。 圖10示出封閉式開關(guān)穩(wěn)壓器95。 一次性、用戶不可更換的熔斷器F7將最大輸入 電流限定為62mA(從IS 41V直流、500毫安集線器源)。為了將調(diào)壓器輸入電容器(C142、 C143和C144)與輸入反向饋送分開，使電流通過冗余二極管(D36、D33和D34)。 U9是標(biāo)準(zhǔn) 降壓轉(zhuǎn)換器，具有內(nèi)部開關(guān)腳和單輸出電感器L 17。輸出電容器是C136、C137和C140。通 過R83和R84的反饋設(shè)置3. 3V的正常輸出。任何過壓故障將由冗余5. IV齊納管D28、D29 和D30進(jìn)行限定，其設(shè)置的有效最大值為5. 36V。 現(xiàn)在看圖11，在第一電壓域90內(nèi)(即41伏特域)，所有的隔離組件是兩次錯(cuò)誤冗 余或60V可靠的。四個(gè)端口 88a-88d功能相同，并且可以由其任何一個(gè)接受IS 41V直流、 500mA。每個(gè)端口 88a-88d輸出的電能在到達(dá)自己的線路開關(guān)M0SFET(Ql、Q3、Q4、Q2)之前 首先經(jīng)過RF過濾(L7、L1、L2、L10)。同時(shí)，任何RF通信通過冗余隔直電容(C67/C68/C69、 C19/C20/C21、C36/C35/C34、C81/C80/C79)分流。電壓檢測線路由高阻值系列電阻器R7來 限流。類似地，MOSFET控制線路由高串聯(lián)電阻器(R5/R10、 R6/R12、 R8/R13、 R9/R11)來限 流。MOSFET內(nèi)在體二極管為本機(jī)3. 3V調(diào)壓器提供電能，同時(shí)阻隔來自未經(jīng)初始化端口的電 能。 回到圖8，所有其他組件在第二電壓域92中。RF調(diào)制器86a_86b (優(yōu)選地是CCI 101RFID芯片)用于單獨(dú)地與每個(gè)端口 86a-86b進(jìn)行通信。天線微控制器85優(yōu)選地是SAM 7S微控制器。天線微控制器85負(fù)責(zé)從集線器電纜驅(qū)動器30接收初始化命令，并且用一組 低電流二極管泵(未示出)接通每個(gè)端口 88a-88d。天線微處理器85監(jiān)視供給電壓的下 降，這表示壞的分段信號。溫度數(shù)據(jù)由溫度傳感器(未示出)收集。用戶接口 97由按鈕、 LED和LCD顯示器組成。數(shù)據(jù)收發(fā)機(jī)98從標(biāo)簽20、22收集數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)傳送給天線微 處理器85以用來向回傳播給集線器電纜驅(qū)動器。
E.物理描述 回到圖l，示例性集線器電纜驅(qū)動器30的電路優(yōu)選地安裝到金屬殼體內(nèi)。罩不需 要防爆或防塵。優(yōu)選地，所有板是敷型涂層。示例性天線26a-26i、28a-28i的電路因環(huán)境 原因優(yōu)選地安裝在封閉的堅(jiān)固塑料罩內(nèi)；然而，沒有對罩做出防塵的要求。罩不需要防爆或 防塵。示例性天線26a-26i、28a-28i的電路是本質(zhì)安全的。優(yōu)選地，所有板是敷型涂層。
F.網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)安全性 為了保持本質(zhì)安全性和方便快速檢查，當(dāng)部署示例性系統(tǒng)10時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意以下限 制 1.每個(gè)天線網(wǎng)絡(luò)26、28組合可以僅使用一個(gè)集線器電纜驅(qū)動器30。
2.處于集線器電纜驅(qū)動器30和天線(例如26a-26i、28a-28i)或天線(例如 26a-26i、28a-28i)之間的每個(gè)通信電纜分段的長度應(yīng)當(dāng)少于通信電纜特性所確定的預(yù)定 長度(例如，對于RGll同軸電纜，長度為4000英尺)。 3.由通信電纜特性所確定的每天線網(wǎng)絡(luò)組合26、28可以使用預(yù)定數(shù)量天線(例 如，26a-26i、28a-28i)。例如，50個(gè)天線的上限限制了可部署的電纜分段的最大數(shù)量。如果 對第一節(jié)點(diǎn)添加四個(gè)分段，并且每個(gè)附加節(jié)點(diǎn)添加三個(gè)分段，則通過使用RGI 1同軸電纜的優(yōu)選特性，最大的分段數(shù)一定是1*4+49*3 = 151。 15W4K英尺產(chǎn)生604K英尺網(wǎng)絡(luò)的更 壞情形?？紤]16pF/ft電纜規(guī)范揭示了分布在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中9.6uF的更壞情形。假定系統(tǒng)最 大40V直流，并使用75歐姆交流和18. 4歐姆直流的分段電阻數(shù)，則可以看出最大網(wǎng)絡(luò)沒有 表現(xiàn)出點(diǎn)火危險(xiǎn)。 應(yīng)當(dāng)注意，這些準(zhǔn)則(maxim)的意圖是簡化安全性檢查，但超出了示例性系統(tǒng)10 的有用能力范圍。天線負(fù)載、信號強(qiáng)度和電纜電阻將自動把可用網(wǎng)絡(luò)大小限制到這些水平 之下。因而，對持續(xù)安全性的簡單檢查是系統(tǒng)功能。簡單而言，如果天線26a-26i、28a-28i 是加電并通信的，則網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)良好。
G.可選空氣傳感器 選擇性地，系統(tǒng)10能夠包括本質(zhì)安全空氣傳感器，不論是有線還是無線。本質(zhì)安
全無線空氣傳感器位于地下礦井的已知位置，并且使用以上相對于人員標(biāo)簽20和設(shè)備標(biāo)
簽22描述的同一無線電技術(shù)定期發(fā)射數(shù)字無線電信號。數(shù)字無線電信號包含識別無線空
氣傳感器的唯一識別碼以及由無線空氣傳感器所檢測到的瓦斯水平讀取值。 有利地，無線空氣傳感器通過允許需要校準(zhǔn)的無線空氣傳感器與已經(jīng)校準(zhǔn)過的無
線空氣傳感器進(jìn)行交換來簡化校準(zhǔn)處理。然后，可以在相比礦井更加受控(和舒適)的環(huán)
境中，在中心位置，將需要校準(zhǔn)的無線空氣傳感器與其他無線空氣傳感器一起進(jìn)行校準(zhǔn)。另
外，無線空氣傳感器包含充電電池，其能夠在校準(zhǔn)之間對無線空氣傳感器供電。所以在校準(zhǔn)
之后可以對充電電池充電，然后該無線空氣傳感器將是已經(jīng)過校準(zhǔn)和充電的，并準(zhǔn)備好與
需要校準(zhǔn)和充電的另一個(gè)無線空氣傳感器進(jìn)行互換。 本質(zhì)安全有線空氣傳感器也位于地下礦井的已知位置。有線空氣傳感器優(yōu)選地是 由通信電纜串聯(lián)連接到網(wǎng)狀天線網(wǎng)絡(luò)26、28。將每個(gè)有線空氣傳感器配置為經(jīng)由通信電 纜從集線器電纜驅(qū)動器30接收電能；在各個(gè)有線空氣傳感器上檢測空氣中的瓦斯水平；并 且通過通信電纜定期向集線器電纜驅(qū)動器30發(fā)射信號。發(fā)射的信號包括識別各自空氣傳 感器的唯一識別碼以及指示檢測到的瓦斯水平的瓦斯水平讀取值。各個(gè)集線器電纜驅(qū)動器 30將接收到的信號經(jīng)由數(shù)據(jù)交換機(jī)34發(fā)射到服務(wù)器36。服務(wù)器36將數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存 儲器38中，并且工作站40使用數(shù)據(jù)存儲器38中的數(shù)據(jù)來跟蹤每個(gè)有線空氣傳感器的瓦斯 水平。 H.數(shù)據(jù)交換機(jī) 數(shù)據(jù)交換機(jī)34是諸如本領(lǐng)域所熟知的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換機(jī)，并且用作使用諸如以太 網(wǎng)的預(yù)定通信協(xié)議將集線器30連接到服務(wù)器36。
I.服務(wù)器/數(shù)據(jù)存儲器 服務(wù)器36從集線器30接收信號，并且將包含在接收到的信號中的數(shù)據(jù)存儲在數(shù) 據(jù)存儲器38中。
J.工作站 將工作站40配置為，使用如下所述的軟件從數(shù)據(jù)存儲器38檢索已存儲的數(shù)據(jù)，并 使用已存儲的數(shù)據(jù)來跟蹤人員和采礦設(shè)備。
K.軟件 圖12示出代表性服務(wù)器36。優(yōu)選地，服務(wù)器36具有冗余電源、硬盤、風(fēng)扇和以太 網(wǎng)端口。而且，服務(wù)器36優(yōu)選地具有遠(yuǎn)程管理卡，用來允許對服務(wù)器36進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。服務(wù)器36執(zhí)行以下將要描述的數(shù)個(gè)程序模塊，實(shí)施示例性方法的步驟以用來使用如上所述 的標(biāo)簽20、22和天線26a-26i、28a-28i來跟蹤礦井中的礦工和設(shè)備。 圖13-圖15示出程序模塊可以產(chǎn)生以用來在顯示工作站40(圖1)上顯示的代表 性屏幕截圖。顯示工作站40優(yōu)選地是經(jīng)由以太網(wǎng)連接與服務(wù)器36進(jìn)行通信。
圖13是示例性地圖顯示270，用于識別礦工、單元、設(shè)備、或設(shè)備組。例如，地圖顯 示270上的節(jié)點(diǎn)272表示天線26a-26i、28a-28i (圖1)。通過選擇節(jié)點(diǎn)272，地圖顯示270 上出現(xiàn)的窗口 274識別所選的天線26a-26i、28a-28i，并列出當(dāng)前在該位置上出現(xiàn)的礦工 或設(shè)備(即標(biāo)簽20、22(圖l))。地圖顯示270可以具有縮放能力。 圖14是示例性數(shù)據(jù)顯示280，其顯示天線26a-26i、28a-28i (圖1)和標(biāo)簽20、 22(圖1)的詳細(xì)信息，并且可以由標(biāo)簽20、22或天線26a-26i、28a-28i來分類。數(shù)據(jù) 顯示280包括天線識別/狀態(tài)區(qū)域282、所選的標(biāo)簽詳細(xì)信息區(qū)域284、和在所選的天線 26a-26i、28a-28i附近出現(xiàn)的所有標(biāo)簽列表286。所選的標(biāo)簽詳細(xì)信息區(qū)域284還可以包 括與標(biāo)簽20、22相關(guān)聯(lián)的礦工或設(shè)備的照片288。 圖15是示例性集結(jié)監(jiān)視顯示290，其用于顯示在集結(jié)區(qū)域中顯示礦工和確認(rèn)標(biāo)簽 操作。集結(jié)監(jiān)視顯示器290包括第一區(qū)域292，用來識別還沒有辦理登記的礦工的人員標(biāo) 簽20 ;第二區(qū)域294，用來識別已經(jīng)辦理登記的礦工標(biāo)簽20 ;以及第三區(qū)域296，用來識別 在集結(jié)區(qū)域天線上出現(xiàn)的礦工的人員標(biāo)簽20。圖16-圖22圖示用于使用上述的標(biāo)簽(例如20、22)和天線(例如26a-26i、 28a-28i)來跟蹤礦井中的礦工和設(shè)備的示例性軟件系統(tǒng)100。如此，在以下描述中引用標(biāo) 簽20、22和天線26a-26i、28a-28i應(yīng)當(dāng)理解為指上述示例性的標(biāo)簽(例如20、22)和天線 (例如26a-26i、28a-28i)。 圖16是示例性軟件系統(tǒng)100的體系結(jié)構(gòu)概況圖，包括軟件模塊，該軟件模塊包括 服務(wù)器模塊101、管理模塊102、查看模塊103、監(jiān)視模塊104、密鑰模塊105、 OPC模塊106、 傳感器數(shù)據(jù)共享存儲器107、標(biāo)簽數(shù)據(jù)共享存儲器108、讀取器通信共享存儲器110、服務(wù)器 數(shù)據(jù)庫112、和RS命令共享存儲器114。 服務(wù)器模塊101包括同時(shí)運(yùn)行的多個(gè)服務(wù)器對象101a-101e。每個(gè)運(yùn)行的服務(wù)器 對象101a-101e處理集線器電纜驅(qū)動器30和天線(例如26a-26i、28a-28i)。服務(wù)器模塊 101的目的是從集線器電纜驅(qū)動器30和天線(例如26a-26i、28a-28i)接收信息，并將該 信息傳遞給管理模塊102。該通信通過服務(wù)器36的存儲元件內(nèi)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)共享存儲器108 完成。 另外，服務(wù)器對象101a-101e通過存儲了數(shù)字無線電消息的讀取器通信共享存儲 器110來相互進(jìn)行通信。服務(wù)器模塊101對由一個(gè)以上天線(例如26a-26i、28a-28i) — 次接收到的數(shù)字無線電消息進(jìn)行過濾，并僅將具有最強(qiáng)信號的數(shù)字無線電消息和接收該信 號的天線的位置存儲在標(biāo)簽數(shù)據(jù)共享存儲器108中。以此方式，服務(wù)器模塊101通過確定 最近天線(例如26a-26i、28a-28i)(即接收最強(qiáng)信號的天線)的位置，來確定標(biāo)簽20、22 的位置。 將傳感器數(shù)據(jù)存儲在傳感器數(shù)據(jù)共享存儲器107中。 管理模塊102提供若干種功能。管理模塊102的主要功能是讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)共享存 儲器108和傳感器數(shù)據(jù)共享存儲器107的共享存儲器，并將該信息轉(zhuǎn)換為在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫
13112上的服務(wù)器記錄。另外，管理模塊102經(jīng)由RS命令共享存儲器114將命令發(fā)送給服務(wù) 器模塊101。另外，管理模塊102維護(hù)在系統(tǒng)10中使用的集線器電纜驅(qū)動器30和所有天 線(例如26a-26i、28a-28i)的定義。這些定義包括諸如專用于讀取器硬件的以太網(wǎng)地址 和端口信息的條目。 在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫112內(nèi)，管理模塊102維護(hù)實(shí)況標(biāo)簽數(shù)據(jù)表113和歷史數(shù)據(jù)表 115。實(shí)況標(biāo)簽數(shù)據(jù)表113包含如從集線器電纜驅(qū)動器30和附屬于系統(tǒng)10的每個(gè)天線(例 如26a-26i、28a-28i)讀取的當(dāng)前數(shù)據(jù)。管理模塊102將歷史跟蹤標(biāo)簽數(shù)據(jù)存儲在歷史數(shù) 據(jù)表115中，以維護(hù)用于每個(gè)跟蹤標(biāo)簽20、22的位置歷史。 查看模塊103相對于服務(wù)器數(shù)據(jù)庫112提供兩個(gè)主要功能。 一個(gè)功能是提供礦井 的視覺概況，包括多級地圖及將跟蹤標(biāo)簽20、22的位置顯示在地圖上。另一功能提供表格 形式的跟蹤數(shù)據(jù)視圖，二者用于實(shí)施跟蹤數(shù)據(jù)表113和歷史數(shù)據(jù)表115。另外，查看模塊103 還能夠從實(shí)況標(biāo)簽數(shù)據(jù)表113和歷史數(shù)據(jù)表115中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生臨時(shí)(ad hoc)和預(yù)定的報(bào)
告 查看模塊103還提供多種其他功能。 一種功能允許用戶從系統(tǒng)10添加、修改或移 除天線(例如26a-26i、28a-28i)時(shí)，相對于地圖對天線(例如26a-26i、28a-28i)的位置信 息進(jìn)行編輯。另一功能是選擇性地挑選是否對標(biāo)簽20、22的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，諸如僅針對當(dāng) 前班次或當(dāng)活動標(biāo)簽被讀入實(shí)況標(biāo)簽數(shù)據(jù)表113時(shí)。顯示模塊103還提供將跟蹤標(biāo)簽20、 22定位到當(dāng)前位置以及定位到跟蹤標(biāo)簽20、22被讀取的最后位置，然后將這些位置視覺顯 示在地圖和表格中。顯示模塊103提供的另一功能是編輯與特定標(biāo)簽相關(guān)聯(lián)的詳細(xì)信息。 這些詳細(xì)信息可以包括諸如以下條目工號、倉庫ID、以及數(shù)據(jù)庫中的個(gè)人或財(cái)產(chǎn)的照片。
監(jiān)視模塊104對數(shù)據(jù)庫報(bào)告和狀態(tài)通知提供電子郵件支持。監(jiān)視模塊104還提供 方法來清理數(shù)據(jù)庫表格、清理數(shù)據(jù)庫例程、以及監(jiān)視管理模塊102的操作。
密鑰模塊105提供一種用來基于允許的天線(例如26a-26i、28a-28i)和標(biāo)簽20、 22的數(shù)量來控制許可，并且基于在遠(yuǎn)程系統(tǒng)上的系統(tǒng)參數(shù)來產(chǎn)生用于遠(yuǎn)程系統(tǒng)的密鑰(允 許經(jīng)由電話支持進(jìn)行許可證改變)的方法。 0PC模塊106允許對外部客戶端的0PC訪問，諸如連接到提供空氣監(jiān)視服務(wù)的另一 服務(wù)器。 圖17是服務(wù)器模塊101的流程圖，服務(wù)器模塊101作用為到天線(例如26a-26i、 28a-28i)的接口。讀取器初始化過程116首先對集線器電纜驅(qū)動器30和所有的天線(例 如26a-26i、28a-28i)進(jìn)行初始化，包括讀取集線器電纜驅(qū)動器30和天線(例如26a_26i、 28a-28i)的狀態(tài)，以及從集線器電纜驅(qū)動器30和天線(例如26a-26i、28a-28i)讀取歷史 數(shù)據(jù)。這提供了在服務(wù)器36宕機(jī)(down)時(shí)，從集線器電纜驅(qū)動器30和天線(例如26a-26i、 28a-28i)讀取信息的功能。在讀取器初始化過程116之后，在服務(wù)器模塊101內(nèi)進(jìn)行六個(gè) 過程。 第一過程是流處理過程118。 一旦讀取器初始化過程116完成，則集線器電纜驅(qū)動 器30和天線(例如26a-26i、28a-28i)進(jìn)入"數(shù)據(jù)流"模式。在"數(shù)據(jù)流"模式中，集線器 電纜驅(qū)動器30和天線(例如26a-26i、28a-28i)"流出"來自于每個(gè)標(biāo)簽20、22，讀入到服 務(wù)器36的數(shù)據(jù)，包括時(shí)間戳、標(biāo)簽的ID，接收信號的天線的ID、以及RSSI (接收到的信號強(qiáng) 度指示符)值。如上所述，每個(gè)運(yùn)行的服務(wù)器對象101a-101e處理集線器電纜驅(qū)動器30和天線(例如26a-26i、28a-28i)，在步驟120中核查標(biāo)簽數(shù)據(jù)，并且在步驟122中將標(biāo)簽數(shù)據(jù) 存儲到讀取器通信共享存儲器110。 第二過程是標(biāo)簽數(shù)據(jù)處理過程124，用于處理來自讀取器通信共享存儲器110的 數(shù)據(jù)。讀取器通信共享存儲器110用作數(shù)據(jù)的緩沖，并且標(biāo)簽數(shù)據(jù)處理過程124讀取已緩 沖的數(shù)據(jù)，且僅存儲用于在特定時(shí)間上對于特定標(biāo)簽20、22具有最高RSSI的數(shù)字無線電消 息的標(biāo)簽數(shù)據(jù)。標(biāo)簽數(shù)據(jù)處理過程124將已緩沖或已過濾的數(shù)據(jù)存儲到標(biāo)簽數(shù)據(jù)共享存儲 器108，從而識別在特定時(shí)間最靠近于標(biāo)簽20、22的天線。緩沖過程確保了僅將有效的、新 的、和最強(qiáng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳遞給管理模塊102，以用于存儲在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫112中。
第三過程是傳感器數(shù)據(jù)處理過程126，用于處理傳感器數(shù)據(jù)共享存儲器107的傳 感器數(shù)據(jù)。 第四過程是顯示處理過程128。顯示處理128顯示集線器電纜驅(qū)動器30和天線 (例如26a-26i、28a-28i)的狀態(tài)并監(jiān)視通信。 第五過程是調(diào)試處理過程130，其向工程師或技師提供可以對在程序內(nèi)運(yùn)行的處 理進(jìn)行故障排除，并確定標(biāo)簽數(shù)據(jù)是否存儲正確的能力。這通過收集數(shù)據(jù)然后將該數(shù)據(jù)顯 示在服務(wù)器模塊101中可用的追蹤框中來完成。 第六過程是控制處理過程132，用于對來自管理模塊102的命令進(jìn)行處理。管理模 塊102將命令發(fā)送給RS命令共享存儲器114，控制處理過程132對命令進(jìn)行處理，并然后在 服務(wù)器模塊101內(nèi)提供合適的操作步驟。 圖18是管理模塊102的流程圖，其提供對集線器電纜驅(qū)動器30和相關(guān)聯(lián)的天線 (例如26a-26i、28a-28i)的管理。 第一過程是讀取器服務(wù)器顯示處理過程140。讀取器服務(wù)器顯示處理過程140讀 取數(shù)據(jù)庫信息，并以表格形式將服務(wù)器描述和服務(wù)器狀態(tài)(框142)顯示在管理模塊102產(chǎn) 生的主屏幕上。 第二過程是讀取器服務(wù)器定義處理過程144。讀取器服務(wù)器定義處理過程144在 集線器電纜驅(qū)動器30和相關(guān)聯(lián)的天線(例如26a-26i、28a-28i)當(dāng)前不處于活動時(shí)，對系 統(tǒng)IO進(jìn)行初始化。其注冊新的服務(wù)器、重新注冊或編輯舊的服務(wù)器，并且將服務(wù)器從系統(tǒng) IO中注銷或刪除(框146)。 第三過程是控制請求過程148?？刂普埱筮^程148與服務(wù)器模塊101的控制處理 過程132 (圖17)結(jié)合運(yùn)行?？刂普埱筇幚?48向操作員提供了一種將全局命令和單個(gè)讀 取器特定命令(框150)發(fā)送給服務(wù)器模塊101和服務(wù)器對象(例如102a-102e)的方法。 這些功能的示例是設(shè)置服務(wù)器對象內(nèi)的選項(xiàng)，諸如每日開啟諸如時(shí)間同步的功能，或者一 旦服務(wù)器模塊IOI已初始化，就清除讀取器歷史?？刂普埱筮^程148還提供諸如即時(shí)清理 歷史或強(qiáng)制時(shí)間同步的命令。經(jīng)由RS命令共享存儲器區(qū)114，將該數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器模塊 101和服務(wù)器對象(例如101a-101e)。 第四過程是標(biāo)簽數(shù)據(jù)存儲處理過程152。數(shù)據(jù)存儲處理過程152提供了管理模塊 104的主要功能，是將數(shù)據(jù)存儲到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫112。第一步驟154將從標(biāo)簽數(shù)據(jù)共享存儲 器108讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)。然后，在步驟156，將標(biāo)簽數(shù)據(jù)存儲到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫112的實(shí)況標(biāo)簽 數(shù)據(jù)表113。進(jìn)一步地，附加處理確定歷史數(shù)據(jù)表115是否還需要更新。歷史數(shù)據(jù)表115最 多每10秒更新一次，并且當(dāng)管理模塊104確定標(biāo)簽20、22已經(jīng)從與一個(gè)天線24靠得更近
15移動到與其他天線靠得更近時(shí)，在歷史數(shù)據(jù)表115中創(chuàng)建新的記錄。 最后的過程是傳感器數(shù)據(jù)存儲處理過程157，其是用于傳感器數(shù)據(jù)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)存 儲處理過程152的鏡像。 圖19是監(jiān)視模塊過程104的流程圖。讀取器狀態(tài)處理檢測集線器電纜驅(qū)動器30 和相關(guān)聯(lián)的天線(例如26a-26i、28a-28i)的狀態(tài)，并經(jīng)由電子郵件產(chǎn)生對狀態(tài)改變的通 知。每日報(bào)告處理產(chǎn)生每日報(bào)告、每日日志、和標(biāo)簽檢查報(bào)告。測試標(biāo)簽監(jiān)視監(jiān)視器對標(biāo)簽 進(jìn)行測試，并且如果測試標(biāo)簽不是活動的，則發(fā)送通知。電池告警監(jiān)視監(jiān)視器對用于電池告 警的標(biāo)簽進(jìn)行監(jiān)視，若檢測到電池告警則發(fā)送通知。遠(yuǎn)程命令處理從電子郵件服務(wù)器讀取 命令，并且對電子郵件中包含的命令進(jìn)行處理。每日清理清除歷史數(shù)據(jù)和錯(cuò)誤標(biāo)簽數(shù)據(jù)。
圖20是查看模塊103的流程圖，其提供用于系統(tǒng)10的主用戶界面。顯示模塊103 由在礦井中的操作員或技師使用，以可以對存儲在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫112中的信息進(jìn)行視覺 化。顯示模塊103有三種主要功能/過程。 第一過程是視覺顯示過程158，其顯示用戶定義的礦井的層級樹，通過選擇樹中的 要素，用戶能夠查看礦井的不同部分。用戶具有對該礦井中的這些不同區(qū)域進(jìn)行定義，以 及在系統(tǒng)是用于查看來自不同礦井的數(shù)據(jù)時(shí)，對不同礦井中的這些不同區(qū)域進(jìn)行定義的能 力。天線(例如26a-26i、28a-28i)的狀態(tài)顯示在礦井的視覺地圖上，且狀態(tài)由顏色來指示， 而且標(biāo)簽20、22的列表可以在地圖上顯示的每個(gè)天線(例如26a-26i、28a-28i)處看到。該 列表是選擇性的，基于標(biāo)簽的活動水平、基于當(dāng)前的時(shí)間和日期、以及基于標(biāo)簽20、22的組 成員。 第二過程是表格顯示過程160，其以表格形式顯示數(shù)據(jù)。表格顯示過程160提供顯 示實(shí)況標(biāo)簽數(shù)據(jù)和歷史標(biāo)簽數(shù)據(jù)的選項(xiàng)。進(jìn)一步地，當(dāng)在表格中選擇特定標(biāo)簽20、22時(shí)，表 格顯示處理160顯示用于該標(biāo)簽20、22的詳細(xì)信息，包括諸如名稱、工號、組成員、和分配 給標(biāo)簽20、22的個(gè)人或設(shè)備的圖片。 顯示模塊103的最后過程是控制功能過程162?？刂乒δ苓^程162定義以下功能， 其中能夠選擇地像并將其存儲在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫112中；能夠定義標(biāo)簽20、22的詳細(xì) 信息，諸如雇員數(shù)量和照片；能夠通過"查找"按鈕搜索礦工或資產(chǎn)的位置；在選擇性挑選 的數(shù)據(jù)范圍的情況下，能夠產(chǎn)生預(yù)定的快速報(bào)告或臨時(shí)報(bào)告；能夠打印用于個(gè)別標(biāo)簽20、 22、組成員、或標(biāo)簽組的報(bào)告；并且能夠通過拖放功能定義天線位置。另外，控制功能過程 162還提供定義礦井的區(qū)域和表示用于特定礦井和區(qū)域的背景的圖像文件。最后，控制功能 過程162包括如果已知離開監(jiān)視區(qū)域的標(biāo)簽20、22沒有在預(yù)定的時(shí)間量內(nèi)在監(jiān)視區(qū)域內(nèi) 重新出現(xiàn)，則能夠人工設(shè)置告警來發(fā)聲。 圖21是密鑰模塊105的流程圖，其必須運(yùn)行來產(chǎn)生初始化字符串，或第一密鑰 ("密鑰A")，其必須報(bào)告第二密鑰("密鑰B")的產(chǎn)生。第一密鑰和第二密鑰功能作為許 可控制系統(tǒng)。 圖22是OPC模塊106的流程圖，其提供了使數(shù)據(jù)從支持OPC (用于過程控制的OLE)
的其他系統(tǒng)進(jìn)出的方法。 L.附加步驟和配置 本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到在不偏離本發(fā)明教導(dǎo)的前提下，其他步驟和配置也是 可能的。這里的具體描述，尤其是公開的示例性實(shí)施例的特定細(xì)節(jié)主要是為了理解清楚的
16目的，不應(yīng)將其理解為有不必要的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀本公開之后，修改將變得 顯而易見，且在不偏離要求發(fā)明的精神或范圍的前提下可以做出修改。 所以，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)由權(quán)利要求及其合法的等同來確定，而不是由給出的示 例來確定。
權(quán)利要求
一種用于在危險(xiǎn)環(huán)境中跟蹤人員和設(shè)備的系統(tǒng)，包括跟蹤標(biāo)簽，用于附著于所述危險(xiǎn)環(huán)境中的人員和設(shè)備的一個(gè)，所述跟蹤標(biāo)簽是本質(zhì)安全的，并且定期發(fā)送包含了用于識別所述跟蹤標(biāo)簽的唯一跟蹤標(biāo)簽識別碼的無線電信號；本質(zhì)安全讀取器系統(tǒng)，包括集線器電纜驅(qū)動器和多個(gè)本質(zhì)安全天線，所述集線器電纜驅(qū)動器和所述多個(gè)本質(zhì)安全天線由通信電纜連接；所述集線器電纜驅(qū)動器被構(gòu)造成經(jīng)由所述通信電纜向所述多個(gè)本質(zhì)安全天線提供本質(zhì)安全電能并與所述多個(gè)本質(zhì)安全天線通信；所述多個(gè)本質(zhì)安全天線采用自修復(fù)的冗余連接基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)拓?fù)湮挥谒鑫ｋU(xiǎn)環(huán)境中的已知位置，每個(gè)本質(zhì)安全天線被構(gòu)造用于從所述跟蹤標(biāo)簽接收所述無線電信號，以及經(jīng)由所述通信電纜向所述集線器電纜驅(qū)動器發(fā)送數(shù)據(jù)信號，所述數(shù)據(jù)信號包含用來識別天線的天線識別碼和用來識別跟蹤標(biāo)簽的跟蹤標(biāo)簽識別碼；其中，由于所述本質(zhì)安全跟蹤標(biāo)簽、所述多個(gè)本質(zhì)安全天線和來自于所述集線器電纜驅(qū)動器的所述本質(zhì)安全電能和通信的本質(zhì)安全屬性，所述系統(tǒng)能夠繼續(xù)在爆炸性環(huán)境中操作；并且其中，所述冗余連接基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)拓?fù)涫沟盟鱿到y(tǒng)盡管在沿著所述冗余連接基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)拓?fù)涞奈恢蒙嫌型ㄐ胖袛鄷r(shí)，也能夠繼續(xù)操作。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述本質(zhì)安全跟蹤標(biāo)簽附著于所述危險(xiǎn)環(huán)境中的人 員所佩戴的安全帽。
3. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述本質(zhì)安全跟蹤標(biāo)簽附著于位于所述危險(xiǎn)環(huán)境中 的設(shè)備，所述本質(zhì)安全跟蹤標(biāo)簽用于接收所述設(shè)備的設(shè)備狀態(tài)和位置信息，并且定期發(fā)送 包含用來識別所述本質(zhì)安全設(shè)備標(biāo)簽的唯一設(shè)備標(biāo)簽識別碼以及所述設(shè)備狀態(tài)和位置信 息的無線電信號。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)本質(zhì)安全天線具有第一電壓域、開關(guān)調(diào)壓器、以 及第二電壓域，其中每個(gè)本質(zhì)安全天線為了最大化本質(zhì)安全，接收所述第一電壓域中的第 一電壓的電能，并使用所述開關(guān)調(diào)壓器將所述第一電壓的電能轉(zhuǎn)換為所述第二電壓域的電 能以供在所述第二電壓域中使用。
5. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)本質(zhì)安全天線具有用來與多個(gè)其他天線連接的 多個(gè)通信端口 ，其中所述多個(gè)通信端口 一直不加電且相互斷開，直到接收到加電和連接所 述多個(gè)通信端口中的選定通信端口的命令。
6. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述集線器電纜驅(qū)動器具有輸出端口，用于提供所 述本質(zhì)安全電能和通信；IS保護(hù)塊，用于檢測所述輸出端口處的電流和電壓水平；以及集 線器微處理器，用于從所述IS保護(hù)塊接收所述電流和電壓水平，并且當(dāng)必要時(shí)從所述輸出 端口斷開電能。
7. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括位于所述危險(xiǎn)環(huán)境中的已知位置上并與所述 集線器電纜驅(qū)動器通信的本質(zhì)安全空氣傳感器，所述本質(zhì)安全空氣傳感器被構(gòu)造用于檢 測在在所述本質(zhì)安全空氣傳感器處的空氣中的瓦斯水平；并且定期將信號發(fā)送給所述集線 器電纜驅(qū)動器，所述信號包括用來識別所述本質(zhì)安全空氣傳感器的唯一識別碼以及用來指 示所檢測到的瓦斯水平的瓦斯水平讀取值。
8. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述本質(zhì)安全空氣傳感器是無線空氣傳感器。
9. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述本質(zhì)安全空氣傳感器通過通信電纜與所述集線器電纜驅(qū)動器進(jìn)行通信，并且其中所述本質(zhì)安全空氣傳感器進(jìn)一步被構(gòu)造為經(jīng)由所述通信電纜從所述集線器電纜驅(qū)動器接收電能。
10. —種用于在危險(xiǎn)環(huán)境中跟蹤人員和設(shè)備的系統(tǒng)，包括多個(gè)跟蹤標(biāo)簽，每個(gè)跟蹤標(biāo)簽用于定期發(fā)送包含唯一跟蹤標(biāo)簽ID的無線電消息，每個(gè)跟蹤標(biāo)簽附著于在所述危險(xiǎn)環(huán)境中存在的不同人員或設(shè)備，每個(gè)跟蹤標(biāo)簽是本質(zhì)安全的；本質(zhì)安全讀取器系統(tǒng)，包括集線器電纜驅(qū)動器和多個(gè)本質(zhì)安全天線，所述多個(gè)本質(zhì)安全天線連接到所述集線器電纜驅(qū)動器并且通過通信電纜采用冗余連接基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)拓?fù)湎嗷ミB接，每個(gè)天線位于所述危險(xiǎn)環(huán)境中的已知位置并用來從附近的跟蹤標(biāo)簽接收無線電消息、確定每個(gè)接收到的無線電消息的信號強(qiáng)度值以及將用于每個(gè)接收到的無線電消息的標(biāo)簽數(shù)據(jù)消息發(fā)送到所述集線器電纜驅(qū)動器，每個(gè)標(biāo)簽數(shù)據(jù)消息包括所述接收到的無線電消息、所述接收天線的天線ID、和所述信號強(qiáng)度值；服務(wù)器數(shù)據(jù)庫；以及服務(wù)器，所述服務(wù)器包括服務(wù)器模塊，用于從所述集線器電纜驅(qū)動器接收標(biāo)簽數(shù)據(jù)消息、通過確定接收具有最高信號強(qiáng)度值的所述無線電消息的所述天線來確定每個(gè)跟蹤標(biāo)簽的位置；管理模塊，用于維護(hù)所述服務(wù)器數(shù)據(jù)中的實(shí)況標(biāo)簽數(shù)據(jù)表，所述實(shí)況標(biāo)簽數(shù)據(jù)表包含用于每個(gè)跟蹤標(biāo)簽的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)；以及查看模塊，用于在所述危險(xiǎn)環(huán)境的至少一個(gè)部分的地圖上，產(chǎn)生每個(gè)跟蹤標(biāo)簽的當(dāng)前位置的顯示，并且產(chǎn)生用于每個(gè)跟蹤標(biāo)簽的數(shù)據(jù)的選定顯示。
11. 如權(quán)利要求io所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)與所述集線器電纜驅(qū)動器通信的空氣傳感器；其中所述服務(wù)器進(jìn)一步包括傳感器數(shù)據(jù)共享存儲器。
12. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括監(jiān)視模塊，用于提供對數(shù)據(jù)庫報(bào)告和狀態(tài)通知的電子郵件支持。
13. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述監(jiān)視模塊進(jìn)一步用于讀取和處理包含在從電子郵件服務(wù)器接收到的電子郵件消息中的命令。
14. 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括密鑰模塊，用于提供基于允許的天線和跟蹤標(biāo)簽的數(shù)量控制許可的裝置。
15. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括0PC模塊，用于允許外部客戶端對所述服務(wù)器的0PC訪問。
16. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述查看模塊進(jìn)一步用于，當(dāng)已知離開所述本質(zhì)安全讀取器系統(tǒng)的檢測附近范圍的跟蹤標(biāo)簽沒有在預(yù)定的時(shí)間量內(nèi)重新出現(xiàn)在所述本質(zhì)安全讀取器系統(tǒng)的檢測附近范圍，則設(shè)置告警發(fā)出聲響。
全文摘要
一種在事故前和事故后在危險(xiǎn)環(huán)境中跟蹤人員和設(shè)備的系統(tǒng)，包括本質(zhì)安全跟蹤標(biāo)簽和本質(zhì)安全讀取器系統(tǒng)。所述本質(zhì)安全跟蹤標(biāo)簽將識別和狀態(tài)信息發(fā)送給本質(zhì)安全讀取系統(tǒng)，所述本質(zhì)安全讀取系統(tǒng)包括多個(gè)本質(zhì)安全天線和集線器電纜驅(qū)動器。在一個(gè)實(shí)施例中，天線位于危險(xiǎn)環(huán)境中的已知位置，并且經(jīng)由冗余有線網(wǎng)格拓?fù)浠ミB。所述有線網(wǎng)格拓?fù)湎啾纫暰酂o線網(wǎng)格系統(tǒng)，允許更加靈活的天線放置。所述集線器電纜驅(qū)動器使用通信電纜向所述天線提供電能并與所述天線進(jìn)行通信，從所述天線接收數(shù)據(jù)信號，并將所述數(shù)據(jù)信號發(fā)送給服務(wù)器。所述服務(wù)器將所述數(shù)據(jù)信號存儲在存儲設(shè)備中并連接到工作站。所述工作站檢索已存儲的數(shù)據(jù)以用來跟蹤人員或設(shè)備。
文檔編號G01S1/00GK101765786SQ200880100862
公開日2010年6月30日 申請日期2008年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月13日
發(fā)明者伊萬·M·布扎納, 保羅·R·布萊洛克, 克里斯托弗·艾爾普斯, 大衛(wèi)·科拉迪, 朱斯廷·E·貝納特, 特蕾西·L·海富德, 蒂莫西·M·迪百列, 馬克·瓦特森, 麥克·E·斯霍拉斯 申請人:阿利安斯煤炭有限責(zé)任公司