專利名稱:井下人員定位管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型屬于礦井安全監(jiān)控領(lǐng)域,具體涉及一種基于ZigBee技術(shù) 的井下人員定位管理裝置。
背景技術(shù):
多年以來,礦井的井下工作環(huán)境惡劣,存在地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、多種有害氣 體及不明水體逸出等情況,導(dǎo)致礦井的惡性事故不斷發(fā)生,嚴(yán)重威脅著井下工作人員的安 全。為保證井下工作人員的安全,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人們開始在礦井下布設(shè)多種人員探 測、監(jiān)控設(shè)備,以確定井下工作人員的準(zhǔn)確位置,使得事故發(fā)生時能夠加快救援進(jìn)度,最大 程度降低損失。但是,目前的井下人員定位設(shè)備存在著定位不實時準(zhǔn)確、只能單向通信、漏 卡等問題,在實際使用中效果不是很好。發(fā)明內(nèi)容為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,本實用新型提供一種定位實 時準(zhǔn) 確、能夠雙向通訊且成本較低的井下人員定位管理裝置。為實現(xiàn)此目的,本實用新型的技術(shù)方案如下一種井下人員定位管理裝置,其特征 在于它由業(yè)務(wù)管理終端、通信接口設(shè)備、通信分站、無線識別定位單元組成,無線識別定位 單元包括帶有基于ZigBee技術(shù)的無線通信模塊的讀卡器和識別卡;讀卡器接收識別卡發(fā) 送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行計算定位,讀卡器與通信分站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,通信分站通過通信接口設(shè)備 向業(yè)務(wù)管理終端傳送數(shù)據(jù)。所述的讀卡器可通過CAN總線或ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與通信分站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。所述的通信分站可通過CAN總線或以太網(wǎng)方式組網(wǎng)與業(yè)務(wù)管理終端通訊。所述的識別卡內(nèi)置振動馬達(dá)。所述的識別卡外設(shè)報警按鍵。所述的識別卡可使用電池供電,并設(shè)置低壓告警電路。所述的通信分站、讀卡器內(nèi)置環(huán)境溫度傳感器。本實用新型采用最先進(jìn)的ZigBee無線通信芯片,功耗低,抗干擾能力強(qiáng),成本低。 采用上述技術(shù)方案后,本實用新型的識別卡無需靠近讀卡器,識別距離10 150米可調(diào)。單 個讀卡器,可同時閱讀200張識別卡(最快閱讀時間6s-10s),保證100%接收且無漏讀;同 時閱讀400張識別卡(最快需時10s-15s),保證100%接收且無漏讀。從而實現(xiàn)對人員的 實時、準(zhǔn)確定位。本實用新型具有雙向通訊功能,識別卡內(nèi)置高性能振動馬達(dá),外設(shè)報警按 鍵,便于井上與井下人員及時溝通;當(dāng)井下人員求救時,按住按鍵就可向上發(fā)送求救信息; 當(dāng)?shù)孛嫦到y(tǒng)通知井下人員時,可開啟振動馬達(dá)。本實用新型組網(wǎng)靈活、接口豐富,傳輸干線 使用光纖或通信電纜,通信分站支持以太網(wǎng)和CAN通信方式,在CAN總線方式下,本實用新 型最多可掛接64個通信分站(分站也具有讀卡功能),同時以通信分站為中心可組成多個 區(qū)域無線識別定位單元網(wǎng),區(qū)域網(wǎng)既可采用有線組網(wǎng),也可采用ZigBee無線組網(wǎng),更加適 合礦井復(fù)雜多變的環(huán)境要求。另外,本實用新型可實現(xiàn)人員體溫探測、環(huán)境溫度探測等功 能,以便礦難發(fā)生時據(jù)此設(shè)置科學(xué)的營救方案。本實用新型還可利用業(yè)務(wù)管理終端實現(xiàn)人 員狀態(tài)統(tǒng)計、區(qū)域管理等功能。
圖1是本實用新型使用時的原理示意圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。[0014]本實用新型的井下人員定位管理裝置,由業(yè)務(wù)管理終端、通信接口設(shè)備、通信分站、無線識別定位單元組成。無線識別定位單元由讀卡器和識別卡組成,讀卡器和識別卡均 帶有基于ZigBee技術(shù)的無線通信模塊。讀卡器接收識別卡發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行計算定位,讀 卡器與通信分站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,通信分站通過通信接口設(shè)備向業(yè)務(wù)管理終端傳送數(shù)據(jù)。如圖1所示,本實用新型在使用時,讀卡器根據(jù)礦井的地理情況合理布置,在井口 處、區(qū)域入口處、工作面等重要地點可以多布置一些,而在礦井巷道中可以少布置一些。識 別卡由下井人員攜帶,每個識別卡都有不同的編號。識別卡中的無線通信模塊每隔幾秒向 外發(fā)送一次數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)被周圍的讀卡器接收到,讀卡器經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后就可以知道它 周圍有哪些識別卡。由于識別卡和人員一一對應(yīng),從而可以知道在基站附近有哪些人員。根 據(jù)讀卡器接收到的信號強(qiáng)度RSSI和信號質(zhì)量LQI,還可以知道人員離基站大概有多遠(yuǎn),即 通過感知識別卡發(fā)送的RSSI,可以進(jìn)行識別卡的精確定位。,識別卡在發(fā)送數(shù)據(jù)的間歇內(nèi)會 自動進(jìn)入休眠狀態(tài),從而達(dá)到省電的目的。多個讀卡器可以以通信分站為中心組成區(qū)域無線識別定位單元網(wǎng),該區(qū)域網(wǎng)既可 采用CAN總線有線組網(wǎng),也可采用ZigBee無線組網(wǎng)。而通信分站支持以太網(wǎng)和CAN總線通 信方式(即通信分站與通信接口設(shè)備之間可采用以太網(wǎng)和CAN總線通信方式),在CAN總線 方式下,通信接口設(shè)備最多可掛接64個通信分站(通信分站也具有讀卡功能)。傳輸干線 即系統(tǒng)管理終端與通信分站之間使用光纖或通信電纜。本實用新型的識別卡內(nèi)置高性能振動馬達(dá),外設(shè)報警按鍵,可方便實現(xiàn)雙線通訊 功能。實施例中,識別卡體積小、便于攜帶且符合人體工學(xué)原理,可以做成腕帶式、腰卡等 多種形式;識別卡使用7號干電池供電,并設(shè)有電池低壓告警電路,在電池缺電時無線識別 卡、系統(tǒng)管理終端均可知道;另外,識別卡采用定時休眠工作方式,休眠時間可以通過業(yè)務(wù) 管理終端的設(shè)置。該種工作方式大大的減少了識別卡能源消耗,確保了電池的工作時間長 達(dá)1年。本實用新型可以進(jìn)行溫度探測。一方面,通過識別卡可以隨時監(jiān)測井下工作人員 的體溫狀況,在發(fā)生礦難時,實時的體溫數(shù)據(jù)可以為營救人員采用科學(xué)的營救方案提供依 據(jù);另一方面,通信分站、讀卡器中均內(nèi)置環(huán)境溫度傳感器,可以實現(xiàn)環(huán)境溫度的監(jiān)測。本實用新型中業(yè)務(wù)管理終端根據(jù)收到的實時準(zhǔn)確的人員定位數(shù)據(jù),可以實現(xiàn)較強(qiáng) 的系統(tǒng)功能,如人員考勤統(tǒng)計,區(qū)域定位和行進(jìn)方向判斷,路徑跟蹤,區(qū)域統(tǒng)計,人員尋呼、 自動報警等等。由于本實用新型中具體電路和模塊均為常規(guī)技術(shù),這里不再贅述。
權(quán)利要求一種井下人員定位管理裝置,其特征在于它由業(yè)務(wù)管理終端、通信接口設(shè)備、通信分站、無線識別定位單元組成,無線識別定位單元包括帶有基于ZigBee技術(shù)的無線通信模塊的讀卡器和識別卡;讀卡器接收識別卡發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行計算定位,讀卡器與通信分站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,通信分站通過通信接口設(shè)備向業(yè)務(wù)管理終端傳送數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的井下人員定位管理裝置,其特征在于所述的讀卡器可通過CAN 總線或ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與通信分站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。
3.如權(quán)利要求1所述的井下人員定位管理裝置,其特征在于所述的通信分站可通過 CAN總線或以太網(wǎng)方式組網(wǎng)與業(yè)務(wù)管理終端通訊。
4.如權(quán)利要求1所述的井下人員定位管理裝置,其特征在于所述的識別卡內(nèi)置振動 馬達(dá)。
5.如權(quán)利要求1所述的井下人員定位管理裝置,其特征在于所述的識別卡外設(shè)報警按鍵。
6.如權(quán)利要求1所述的井下人員定位管理裝置,其特征在于所述的識別卡可使用電 池供電,并設(shè)置低壓告警電路。
7.如權(quán)利要求1所述的井下人員定位管理裝置,其特征在于所述的通信分站、讀卡器 內(nèi)置環(huán)境溫度傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種井下人員定位管理裝置。它由業(yè)務(wù)管理終端、通信接口設(shè)備、通信分站、無線識別定位單元組成,無線識別定位單元包括帶有基于ZigBee技術(shù)的無線通信模塊的讀卡器和識別卡;讀卡器接收識別卡發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行計算定位,讀卡器與通信分站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,通信分站通過通信接口設(shè)備向業(yè)務(wù)管理終端傳送數(shù)據(jù)。本實用新型采用最先進(jìn)的ZigBee無線通信芯片,功耗低,抗干擾能力強(qiáng),成本低。本實用新型不但可以實現(xiàn)對人員的實時、準(zhǔn)確定位,還具有雙向通訊功能,識別卡內(nèi)置高性能振動馬達(dá),外設(shè)報警按鍵,便于井上與井下人員及時溝通。另外,本實用新型還可以實現(xiàn)人員體溫探測、環(huán)境溫度、人員狀態(tài)統(tǒng)計、區(qū)域管理探測等多種功能。
文檔編號G06K7/10GK201657321SQ20102020705
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者盧海英, 楊立新, 欒旭, 王連通 申請人:大連誠高科技股份有限公司