礦用真三維人員定位裝置制造方法
【專利摘要】一種礦用真三維人員定位裝置，包括井下多功能分站、無線讀卡器、身份識別器、以及數(shù)據(jù)線幾部分組成。其特征在于：井下多功能分站與無線讀卡器之間通過數(shù)據(jù)線相連。在定位系統(tǒng)進行工作時，基于無線信號的技術(shù)的無線讀卡器通過內(nèi)置天線向礦井工作人員身上攜帶的身份識別器發(fā)射請求信號，通過測量無線讀卡器接收到身份識別器反饋回來的無線信號強度，來估算身份識別器與讀卡器之間的距離。本實用新型所提供的礦用真三維人員定位裝置，可實現(xiàn)井下復(fù)雜工作環(huán)境下的人員定位，確保了井下工作人員位置的實時感知，實現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)工作環(huán)境的安全。同時，也為安全現(xiàn)代化礦井建設(shè)提供了保障。
【專利說明】礦用真三維人員定位裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種人員定位裝置，尤其是涉及一種礦用真三維人員定位裝置，屬于礦用人員定位設(shè)備、精密儀器等【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展對能源的需求，各礦井均朝著大型化、現(xiàn)代化發(fā)展，井底大巷長度均在幾千米甚至幾十千米，由于井下巷道網(wǎng)絡(luò)的分層布置，工作環(huán)境日益復(fù)雜，如何確定井下工作人員的具體位置信息，已經(jīng)成為現(xiàn)階段必須解決的安全問題。
[0003]礦用人員定位系統(tǒng)因其能夠?qū)崟r感知井下工作人員的位置、狀態(tài)等信息，顯著提高了煤礦類企業(yè)的日常生產(chǎn)管理水平。但在現(xiàn)階段煤礦人員定位系統(tǒng)的設(shè)計上，多將煤礦巷道、工作面等作為一維向量，然后利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)進行人員定位。
[0004]由于以上人員定位設(shè)備的設(shè)計缺陷，定位方法簡單，誤差較大，難以實現(xiàn)礦井工作人員的真三維人員定位，無法及時反饋出井下工作人員的空間位置信息，一旦發(fā)生井下突水、巖爆等重大安全生產(chǎn)問題，難以實現(xiàn)工作人員的快速搜救，無法保證現(xiàn)代化礦井對安全的需求。為此，本實用新型，提出了一種真三維人員定位的裝置與方法，能夠經(jīng)過信息處理預(yù)估出井下工作人員的實時位置信息，從而解決了現(xiàn)階段礦用人員定位系統(tǒng)難以解決的真三維人員定位難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是為了解決礦井從業(yè)人員實時、真三維人員定位等技術(shù)難題，提出了一種礦用真三維人員定位裝置。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型的具體實施方案如下:
[0007]—種礦用真三維人員定位裝置，包括井下多功能分站、無線讀卡器、身份識別器、以及數(shù)據(jù)線幾部分組成。其特征在于:井下多功能分站與無線讀卡器之間通過數(shù)據(jù)線相連，無線讀卡器可向身份識別器發(fā)射并接收無線電信號。
[0008]所述井下多功能分站，嚴(yán)格遵照《煤礦井下用電設(shè)備通用技術(shù)條件》(MT/T661-2011)、《爆炸性氣體環(huán)境下用電設(shè)備第一部分:通用要求》(GB3836.1-2000)的參數(shù)設(shè)計，由防爆金屬外殼、提手、顯示屏a、數(shù)據(jù)線接口 a、電源線接口 a、銘牌、和金屬鉚釘幾部分組成。通過數(shù)據(jù)線與無線讀卡器和井上監(jiān)控中心相連，工作時，通過收集無線讀卡器反饋回來的數(shù)據(jù)信號，將井下工作人員的位置信息及時的反饋到地面監(jiān)控中心。
[0009]所述無線讀卡器，嚴(yán)格遵照《煤礦井下用電設(shè)備通用技術(shù)條件》(MT/T661-2011)、《爆炸性氣體環(huán)境下用電設(shè)備第一部分:通用要求》(GB3836.1-2000)的參數(shù)設(shè)計，由顯示屏b、數(shù)據(jù)線接口 b、電源線接口 b、無線讀卡器金屬外殼以及金屬鉚釘幾部分組成。工作時，無線讀卡器向身份識別器發(fā)射位置請求信號，通過接收無線讀卡器反饋回來的信號強度，來估算出身份識別器到自身的距離。
[0010]所述身份識別器，嚴(yán)格遵照《煤礦井下用電設(shè)備通用技術(shù)條件》(MT/T661-2011)、《爆炸性氣體環(huán)境下用電設(shè)備第一部分:通用要求》(GB3836.1-2000)的參數(shù)設(shè)計，包括由擴音器、電源指示燈、故障指示燈、MIC孔以及身份識別器外殼幾部分組成。當(dāng)工作人員進入工作環(huán)境時，佩戴在身上，人員定位時，無線讀卡器向身份識別器發(fā)射定位請求信號，當(dāng)身份識別器接收到無線讀卡器發(fā)射過來的請求信號以后，向無線讀卡器反饋位置信息。
[0011]所述數(shù)據(jù)線為常用礦業(yè)系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)線。
[0012]本實用新型所提供的礦用真三維人員定位裝置，可實現(xiàn)井下復(fù)雜工作環(huán)境下的人員定位，能夠?qū)崟r的將井下工作人員的位置信息反饋到地面監(jiān)控中心，確保了井下工作人員位置的實時感知，實現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)工作環(huán)境的安全。同時，也為安全現(xiàn)代化礦井建設(shè)提供了保障。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型礦用真三維人員定位裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實用新型的井下多功能分站的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實用新型的無線讀卡器裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本實用新型的身份識別器裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為本實用新型的真三維人員定位定位算法圖。
[0018]圖中符號說明如下:
[0019]1-井下多功能分站；2_無線讀卡器；3_身份識別器；4_數(shù)據(jù)線；5-提手；6_防爆金屬外殼；7_顯示屏a ;8_數(shù)據(jù)線接口 a ；9~電源線接口 a ;10_銘牌；11_金屬鉚釘；12_顯示屏b ; 13-數(shù)據(jù)線接口 b ; 14-電源線接口 b ; 15-無線讀卡器金屬外殼；16-擴音器；17-電源指示燈；18_故障指示燈；19-MIC孔；20_身份識別器外殼。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示:一種礦用真三維人員定位裝置，包括井下多功能分站1、無線讀卡器
2、身份識別器3、以及數(shù)據(jù)線4幾部分組成。其特征在于:井下多功能分站I與無線讀卡器2之間通過數(shù)據(jù)線4相連，無線讀卡器2可向身份識別器3發(fā)射并接收無線電信號。
[0021]如圖2所示:所述井下多功能分站1，由防爆金屬外殼6、提手5、顯示屏a7、數(shù)據(jù)線接口 a8、電源線接口 a9、銘牌10、和金屬鉚釘11幾部分組成。通過數(shù)據(jù)線4與無線讀卡器2和井上監(jiān)控中心相連。工作時，通過收集無線讀卡器2反饋回來的數(shù)據(jù)信號，將井下工作人員的位置信息及時的反饋到地面監(jiān)控中心。
[0022]如圖3所示:所述無線讀卡器2，由顯示屏bl2、數(shù)據(jù)線接口 bl3、電源線接口 bl4、無線讀卡器金屬外殼15以及金屬鉚釘11幾部分組成。工作時，無線讀卡器2向身份識別器3發(fā)射位置請求信號，通過接收無線讀卡器2反饋回來的信號強度，來估算出身份識別器到自身的距離。
[0023]如圖4所示:所述身份識別器3，包括由擴音器16、電源指示燈17、故障指示燈18、MIC孔19以及身份識別器外殼20幾部分組成。當(dāng)工作人員進入工作環(huán)境時，佩戴在身上，人員定位時，無線讀卡器2向身份識別器3發(fā)射定位請求信號，當(dāng)身份識別器3接收到無線讀卡器2發(fā)射過來的請求信號以后，向無線讀卡器2反饋位置信息。
[0024]如圖5所示:真三維礦井人員定位算法是通過測算井下未知工作人員坐標(biāo)和三個空間參考點之間的距離來進行定位的一種新型人員定位算法。在礦井真三維人員定位系統(tǒng)進行工作時，基于無線信號的技術(shù)的無線讀卡器通過內(nèi)置天線向礦井工作人員身上攜帶的身份識別器發(fā)射請求信號，通過測量無線讀卡器接收到身份識別器反饋回來的無線信號強度，來估算身份識別器與讀卡器之間的距離，圖中A，B, C為三個空間坐標(biāo)已知的無線讀卡器2，P點為將要進行定位的井下工作人員，待A點接收到P點反饋回來的無線信號時，表明P點在以A為球心，以測算距離I1為半徑的球體之上。同理，P點也分別在以B，C為球心，
12、I3為半徑的球體之上。
【權(quán)利要求】
1.一種礦用真三維人員定位裝置，包括井下多功能分站(I)、無線讀卡器(2)、身份識別器(3)、以及數(shù)據(jù)線(4)幾部分組成；其特征在于:井下多功能分站(I)與無線讀卡器(2)之間通過數(shù)據(jù)線(4)相連，無線讀卡器(2)可向身份識別器(3)發(fā)射并接收無線電信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用真三維人員定位裝置，其特征在于:所述井下多功能分站(1)，由防爆金屬外殼(6)、提手(5)、顯示屏a (7)、數(shù)據(jù)線接口 a (8)、電源線接口 a (9)、銘牌(10)、和金屬鉚釘(11)幾部分組成，通過數(shù)據(jù)線與無線讀卡器和井上監(jiān)控中心相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用真三維人員定位裝置，其特征在于:所述無線讀卡器(2)，由顯示屏b(12)、數(shù)據(jù)線接口 b (13)、電源線接口 b (14)、無線讀卡器金屬外殼(15)以及金屬鉚釘(11)幾部分組成；工作時，無線讀卡器(2)向身份識別器發(fā)射位置請求信號，通過接收無線讀卡器(2)反饋回來的信號強度，來估算出身份識別器(3)到自身的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用真三維人員定位裝置，其特征在于:所述身份識別器(3)，包括由擴音器(16)、電源指示燈(17)、故障指示燈(18)、MIC孔(19)以及身份識別器外殼(20)幾部分組成。
【文檔編號】G01S5/02GK203759238SQ201420139207
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】何葉榮, 徐雪戰(zhàn), 孟祥瑞, 王向前, 吳婭楠, 李慧宗, 汪硫凱 申請人:安徽理工大學(xué)