專利名稱：一種無線井下采掘面定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種井下采搌面定位系統(tǒng).尤其是一種使用無線通迅技術(shù)實(shí)現(xiàn)采掘面的人員和設(shè)備 實(shí)時(shí)定位的一種無線井下采掘面定倥系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
礦井的采掘面中有很多設(shè)備及人員需要被定倥，目前，礦井中的一些定位儀器主要通過有線連 接的方式進(jìn)行定位。有線連接方式使得人員和設(shè)備的移動受到很大影響。而現(xiàn)有的一些通過無線連 接方式的定位方法受到井下惡劣環(huán)境的影響，無線傳輸往往西為設(shè)備的損壞等原因而導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳遞 不可靠。此外，很多定倥系統(tǒng)不能連入因特網(wǎng)，限制地面工作人員實(shí)時(shí)地了解采掘面人員和設(shè)備的 實(shí)時(shí)位置信息。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有井下采掘面定位系統(tǒng)在使用時(shí)所帶來的不足，本發(fā)明提供了一種無線井下采掘面 定位系統(tǒng)，該無線井下采掘面定位系統(tǒng),數(shù)據(jù)傳遞及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠，為煤礦安全生產(chǎn)提供井下的 實(shí)時(shí)動態(tài)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該無線井下采掘面定位系統(tǒng)主要由采掘面網(wǎng)狀定
位系統(tǒng)，巷道可靠傳輸系統(tǒng)，匯聚節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)組成；其中，采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)通過匯聚節(jié)點(diǎn)
和巷道可靠傳輸系統(tǒng)無線連接，巷道可靠傳輸系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)有線接入因特網(wǎng)。 采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)由信標(biāo)節(jié)點(diǎn)和移動節(jié)點(diǎn)組成。采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)負(fù)責(zé)人員和設(shè)備的定位,
移動節(jié)點(diǎn)和信標(biāo)點(diǎn)結(jié)構(gòu)相同，分別由無線收發(fā)模塊、電源、天線組成；其中，電源適過供電電路與 無線收發(fā)模塊連接，天線與無線收發(fā)模塊直接連接；移動節(jié)點(diǎn)為待定位節(jié)點(diǎn)，置放于待定位人員及 設(shè)備上，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)按網(wǎng)狀固定的置放在采掘面中，負(fù)責(zé)給待定位的移動節(jié)點(diǎn)定位。
巷道可靠傳輸系統(tǒng)由備用節(jié)點(diǎn)和通信節(jié)點(diǎn)組成，巷道可靠傳輸系統(tǒng)，負(fù)責(zé)把來自匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)可靠的傳遞給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)損壞時(shí)，備用節(jié)點(diǎn)被激活替代通信節(jié)點(diǎn)恢復(fù)通信。通信 節(jié)點(diǎn)交替置放于巷道中，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。備用節(jié)點(diǎn)置放在巷道中的各通信節(jié)點(diǎn)之間，負(fù)責(zé)當(dāng) 通過節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，替代失效的通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;通信節(jié)點(diǎn)和備用節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)類似，分別由無線 收發(fā)模塊、電源和天線組成。其中，電源通過供電電路與無線收發(fā)模塊連接，天線與無線收發(fā)模塊 直接連接。
匯聚節(jié)點(diǎn)連接采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)和巷道可靠傳輸系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)發(fā)送的數(shù) 據(jù)進(jìn)行接收、處理、整合并轉(zhuǎn)發(fā)到巷道可靠傳輸系統(tǒng)。匯聚節(jié)點(diǎn)由無線收發(fā)模塊、天線和電源組成。 其中，電源通過供電電路與無線收發(fā)模塊連接，天線與無線收發(fā)模塊直接連接。
網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)連接巷道可靠傳輸系統(tǒng)和因特網(wǎng)，使得工作人員可以在因特網(wǎng)上通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)査詢該
基于冗余技術(shù)的井下采掘面定位系統(tǒng)的信息。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)由主控芯片，無線收發(fā)模塊，F(xiàn)Lash存儲模 塊，以太網(wǎng)控制模塊，SDRAM存儲模塊，電源串口模塊和nAG調(diào)試模塊組成。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)中無線收模 塊通過電路與主控芯片直接相連接，以太網(wǎng)模塊通過電路與主控芯片直接連接。FLash存儲模塊和 SDRAM存儲模塊，分別通過電路與主控芯片連接。電源通過供電電路與主控芯片連接。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)，能夠及時(shí)推確的獲得井下人員和設(shè)備 位置，為煤礦安全生產(chǎn)提供井下的事實(shí)動態(tài)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不權(quán)在安全生產(chǎn)中必不可少， 一旦發(fā)生 安全事故時(shí)，通過人員區(qū)域定位數(shù)據(jù)，最大限度地避免事故發(fā)生和人員傷亡，能夠獲得事故發(fā)生前 井下人員分布和移動機(jī)械設(shè)備的分布，為及時(shí)解救被困礦工，避免二次災(zāi)害提供可靠的數(shù)據(jù)。巷道 可靠傳輸系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的有線傳輸系統(tǒng)。不僅實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠快速無線傳輸，而且大大節(jié)省了安裝成 本，當(dāng)出現(xiàn)損壞節(jié)點(diǎn)時(shí)可以快速恢復(fù)路由'改善了有線傳輸系統(tǒng)線路損壞時(shí)很難定位修復(fù)的不足。 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)取代控制中心，直接將網(wǎng)絡(luò)接入因特網(wǎng)，用戶可以在任何能夠接入因特網(wǎng)的地方査詢位置
j日息。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明無線井下采掘面定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明無線井下采掘面定位系統(tǒng)中的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明無線井下采掘面定位系統(tǒng)中的匯聚節(jié)點(diǎn)，移動節(jié)點(diǎn)、信標(biāo)節(jié)點(diǎn)、備用節(jié)點(diǎn)和通信 節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，l.因特網(wǎng)，2.有線接入，3.網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，4.通信節(jié)點(diǎn)，5.備用節(jié)點(diǎn)，6.無線連接， 7.巷道可靠傳輸系統(tǒng)，8.匯聚節(jié)點(diǎn)，9.信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，1 O.移動節(jié)點(diǎn)，1 l.采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)， 12.無線收發(fā)模塊，1 3.FLash存儲模塊，U.主控芯片，15.供電電路，16.電源，17. 以太網(wǎng)控制模塊，1 8.SDR戰(zhàn)存儲模塊,1 9.HAG調(diào)試模塊,2 O.串口模塊,2 l.天線。
具體實(shí)施例方式
該無線井下采掘面定位系統(tǒng)主要由采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)l 1,巷道可靠傳輸系統(tǒng)7,匯聚節(jié)點(diǎn) 8及網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)3組成；其中，采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)ll通過匯聚節(jié)點(diǎn)8和巷道可靠傳輸系統(tǒng)7無線 連接6,巷道可靠傳輸系統(tǒng)7通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)3有線接入2因特網(wǎng)1 。
采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)l 1由信標(biāo)節(jié)點(diǎn)9和移動節(jié)點(diǎn)1 0組成;采搌面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)1 l負(fù)責(zé)入 員和設(shè)備的定倥。移動節(jié)點(diǎn)1 0和信標(biāo)點(diǎn)9結(jié)構(gòu)相同，分別由無線收發(fā)模塊l 2,電源l "天線 2l組成；其中，電源l6通過供電電路15與無線收發(fā)模塊12連接，天線21與無線收發(fā)模塊 1 2直接連接;移動節(jié)點(diǎn)1O為待定位節(jié)點(diǎn)，置放于待定位人員及設(shè)備上，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)9按網(wǎng)狀固定 的置放在采搨面中，負(fù)責(zé)給待定位的移動節(jié)點(diǎn)lO定位。
巷道可靠傳輸系統(tǒng)7由備用節(jié)點(diǎn)5和通信節(jié)點(diǎn)4組成，巷道可靠傳輸系統(tǒng)7，負(fù)責(zé)把來自匯聚 節(jié)點(diǎn)8發(fā)送的數(shù)據(jù)可靠的傳遞給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)3,當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)4損壞時(shí)，備用節(jié)點(diǎn)5被激活替代通信節(jié) 點(diǎn)4恢復(fù)通信。通信節(jié)點(diǎn)4交替置放于巷道中，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。備用節(jié)點(diǎn)5置放在巷道中的 各通信節(jié)點(diǎn)4之間，負(fù)責(zé)當(dāng)通過節(jié)點(diǎn)4失效時(shí)，替代失效的通信節(jié)點(diǎn)4進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；通信節(jié)點(diǎn)4 和備用節(jié)點(diǎn)5結(jié)構(gòu)類似，分別由無線收發(fā)模塊l 2、電源l 6和天線2 l組成。其中，電源U通 過供電電路l 5與無線收發(fā)模塊1 2連接，天線2 l與無線收發(fā)模塊l2直接連接。匯聚節(jié)點(diǎn)8連接采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)1l和巷道可靠傳輸系統(tǒng)7,負(fù)責(zé)對采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)
1 l發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、處理、整合并轉(zhuǎn)發(fā)到巷道可靠傳輸系統(tǒng)7。匯聚節(jié)點(diǎn)8由無線收發(fā)模塊 1 2、天線2 l和電源l 6組成。其中，電源l 6通過供電電路1 5與無線收發(fā)模塊1 2連接'天 線2l與無線收發(fā)模塊l2直接連接。
網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)3連接巷道可靠傳輸系統(tǒng)7和因特網(wǎng)1,使得工作人員可以在因特網(wǎng)上通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)3 查詢該基于冗余技術(shù)的井下采掘面定位系統(tǒng)的信息。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)由主控芯片l "無線收發(fā)模塊l 2, F"sh存儲模塊l 3,以太網(wǎng)控制模塊l 7, SDRM存儲模塊1 8,電源U串口模塊2 0和HA&調(diào) 試模塊l 9組成。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)3中無線收模塊1 2通過電路與主控芯片14直接相連接，以太網(wǎng)模塊 1 7通過電路1 6與主控芯片1 4直接連接。FLash存儲模塊l 3和SDRAM存儲模塊1 8,分別通過 電路與主控芯片l 4連接。電源l 6通過供電電路1 5與主控芯片14連接。
權(quán)利要求
1. 一種無線井下采掘面定位系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)主要由采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)(11)、巷道可靠傳輸系統(tǒng)(7)、匯聚節(jié)點(diǎn)(8)及網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)(3)組成；采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)(11)通過匯聚節(jié)點(diǎn)(8)和巷道可靠傳輸系統(tǒng)(7)無線連接(6)，巷道可靠傳輸系統(tǒng)(7)通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)(3)有線接入(2)因特網(wǎng)(1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線井下采掘面定位系統(tǒng)，其特征是所述采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng) (1 1 )由信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(9 )和移動節(jié)點(diǎn)(1 0 )組成,移動節(jié)點(diǎn)(1 0 )和信標(biāo)點(diǎn)(9 )結(jié)構(gòu)相同，分別由無 線收發(fā)模塊(1 2 )、電源(1 6 )、天線(2 1 )組成；其中，電源(1 6 )通過供電電路(1 5 )與無線 收發(fā)模塊(l 2)連接，天線(2 l)與無線收發(fā)模塊(l 2)直接連接；移動節(jié)點(diǎn)(l O)為待定位節(jié)點(diǎn), 置放于待定位人員及設(shè)備上，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(9 )按網(wǎng)狀固定的置放在采掘面中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1述的一種無線井下采掘面定位系統(tǒng)，其特征是所述巷道可靠傳輸系統(tǒng)(7) 由備用節(jié)點(diǎn)(5)和通信節(jié)點(diǎn)(4)組成，通信節(jié)點(diǎn)(4)交替置放于巷道中，備用節(jié)點(diǎn)(5)置放在巷道 中的各通信節(jié)點(diǎn)U)之間，通信節(jié)點(diǎn)U)和備用節(jié)點(diǎn)(5)結(jié)構(gòu)相同，分別由無線收發(fā)模塊U 2)、 電源U 6)和天線(2 l)組成，其中，電源(l 6)通過供電電路U S)與無線收發(fā)模塊(l 2:)連接, 天線(2 l)與無線收發(fā)模塊(l 2)直接連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線井下采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)，其特征是所述匯聚節(jié)點(diǎn)(8) 連接采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)U 1)和巷道可靠傳輸系統(tǒng)(7),匯聚節(jié)點(diǎn)(8)由無線收發(fā)模塊U 2)、 天線(2 1 :)和電源(1 6 )組成,其中，電源(1 6 )通過供電電路(1 5 )與無線收發(fā)模塊(1 2 )連接， 天線(2 1:)與無線收發(fā)模塊U 2)直接連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線井下采據(jù)面定位系統(tǒng)，其特征是網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)(3)連接巷道 可靠傳輸系統(tǒng)(7 )和因特阿(1 ),兩關(guān)節(jié)點(diǎn)(3 )由主控芯片(1 4 )、無線收發(fā)模塊(1 2 )、 FLash 存儲模塊U 3),以太網(wǎng)控制模塊(l 7)、 SDRAM存儲模塊(l 8)、電源(1 5)串口模塊(2 0 )和 HAG調(diào)試模塊(l 9)組成,網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)U)中無線收模塊(1 2)通過電路與主控芯片U 4)直接相連 接，以太網(wǎng)模塊(1 7 )通過電路(1 6 )與主控芯片(1 4 )直接連接，F(xiàn)Lash存儲模塊(1 3 )和SDRM存儲模塊(1 8),分別通過電路與主控芯片(1 4 )連接，電源(1 6 )通過供電電路(1 5 )與主控芯 片(1 4)連接。
全文摘要
一種使用無線通迅技術(shù)實(shí)現(xiàn)采掘面的人員和設(shè)備實(shí)時(shí)定位的一種無線井下采掘面定位系統(tǒng)。該無線井下采掘面定位系統(tǒng)主要由采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)，巷道可靠傳輸系統(tǒng)，匯聚節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)組成；其中，采掘面網(wǎng)狀定位系統(tǒng)通過匯聚節(jié)點(diǎn)和巷道可靠傳輸系統(tǒng)無線連接，巷道可靠傳輸系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)有線接入因特網(wǎng)。該系統(tǒng)能夠及時(shí)準(zhǔn)確的獲得井下人員和設(shè)備位置，為煤礦安全生產(chǎn)提供井下的事實(shí)動態(tài)數(shù)據(jù)，不僅實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠快速無線傳輸，而且大大節(jié)省了安裝成本。
文檔編號H04W4/02GK101489182SQ20091002453
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月10日
發(fā)明者磊 孔, 爽 張, 晴 李, 東 江, 王潛平, 肖建于, 彥 趙 申請人:江 東;趙 彥;王潛平