專利名稱：礦井下人員定位搜救系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦井下人員定位搜救系統(tǒng)及方法，主要應(yīng)用于煤礦等具有多巷 道、多作業(yè)面的礦井的人員的定位和搜救。
背景技術(shù)：
由于煤礦井下作業(yè)人員流動(dòng)性大，分布范圍廣，地面人員難以及時(shí)掌握井下人員 的分布及作業(yè)進(jìn)展情況，一旦礦井發(fā)生透水、火災(zāi)等事故，因不了解井下情況，加之人工描 述不清或不能及時(shí)精確、自動(dòng)探測(cè)被埋人員的準(zhǔn)確位置，而給救災(zāi)工作帶來極大的困難。隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，如何解決礦井下定位搜救困難的問題就具備了可實(shí)現(xiàn) 性。基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在已經(jīng)投入使用的是礦井下環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，據(jù)以對(duì)井下作業(yè)環(huán)境 進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以為井下人員提供預(yù)警。相應(yīng)地，該系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)了通訊網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控設(shè)備， 這些設(shè)備都為礦井下人員的定位和搜救提供了平臺(tái)，利用這些既有設(shè)備可以構(gòu)建井下人員 的定位和搜救系統(tǒng)。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)開發(fā)出了一些井下人員定 位搜救系統(tǒng)，其中，中國(guó)第200610080783. 4號(hào)發(fā)明專利申請(qǐng)就公開了一種定位搜救系統(tǒng)， 其采用無線數(shù)據(jù)發(fā)送單元進(jìn)行緊急呼叫，并應(yīng)用無線數(shù)據(jù)采集單元采集通過無線傳感器網(wǎng) 絡(luò)采集所述無線數(shù)發(fā)送單元發(fā)送出的信息，確定緊急呼叫單元所處位置。該搜救系統(tǒng)雖然 能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的將井下各個(gè)區(qū)域人員及設(shè)備的動(dòng)態(tài)情況反映到地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使管理 人員能夠隨時(shí)掌握井下人員、設(shè)備的分布狀況和每個(gè)礦工的運(yùn)動(dòng)軌跡，但其所采用的無線 傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開銷大，且從其說明書所公開的內(nèi)容看，其采用了射頻技術(shù)進(jìn)行作為無線 信道的基礎(chǔ)，易受干擾，作用距離短。此外，由于該方案所采用數(shù)據(jù)處理方式是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管 理，若因事故造成網(wǎng)絡(luò)中斷，監(jiān)控中心所記錄的可用信息量少，對(duì)井下人員的定位和搜救存 在較大困難。此外，上述方案所提供的技術(shù)手段有的比較含糊，比如如何在錯(cuò)綜復(fù)雜的巷道中 建立無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，采用了什么樣的休眠模式以減小系統(tǒng)開銷等。目前，煤礦井下定位方法還有小靈通方式，雖然小靈通能夠?qū)崟r(shí)通話，但價(jià)格昂 貴，不可能做到每個(gè)礦工一部。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種使用靈活、搜救能力強(qiáng)的礦井下人員定位搜救 系統(tǒng)及方法。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，本發(fā)明的第一個(gè)方面一種礦井下人員定位搜救系統(tǒng)，其包括識(shí)別卡，為預(yù)置有攜帶者身份數(shù)據(jù)包的并帶有無線收發(fā)模塊和控制器的標(biāo)識(shí)卡， 其中控制器用于所連接的所述無線收發(fā)模塊的控制和對(duì)無線收發(fā)模塊收發(fā)的數(shù)據(jù)的處 理；井下定位網(wǎng)絡(luò)，為以所述識(shí)別卡為葉節(jié)點(diǎn)的樹形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點(diǎn)為設(shè)有讀取所述識(shí)別卡的信息的讀卡裝置的定位主站，并且該網(wǎng)絡(luò)的葉結(jié)點(diǎn)與所述根結(jié)點(diǎn)通過至少一層以移動(dòng)基站為節(jié)點(diǎn)的層連接；以及監(jiān)控中心，通過以太網(wǎng)與所述定位主站相連，以獲取分析通過所述井下定位網(wǎng)絡(luò) 上傳的所述數(shù)據(jù)包及采集相應(yīng)數(shù)據(jù)包的移動(dòng)基站的預(yù)置位置；且向所述井下定位網(wǎng)絡(luò)廣播 監(jiān)控中心的信息?；诒景l(fā)明一個(gè)方面的定位搜救系統(tǒng)通過識(shí)別卡的考勤式的刷卡，滿足對(duì)下井人 員的記錄，便于一旦出現(xiàn)事故后的人員的核查。之后，識(shí)別卡根據(jù)需要打開信道接受或者 發(fā)送數(shù)據(jù)或者命令，系統(tǒng)可以對(duì)持卡人進(jìn)行實(shí)時(shí)定位。同時(shí)，一旦出現(xiàn)重大事故，因作為葉 結(jié)點(diǎn)的識(shí)別卡的上層的移動(dòng)基站具有預(yù)定的位置，通過對(duì)定位主站或者其上位機(jī)的信息閱 讀，可方便的定位事故發(fā)生地人員的分布情況。當(dāng)然，移動(dòng)基站可疑人員背負(fù)或者根據(jù)現(xiàn)場(chǎng) 情況預(yù)先設(shè)定位置，這些都不會(huì)影響人員的定位和搜救。采用樹形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，便于在錯(cuò)綜復(fù)雜的礦井下布網(wǎng)和對(duì)所形成網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展， 更適合于這類現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜的場(chǎng)合。之所以設(shè)置監(jiān)控中心，就是地面人員或者相應(yīng)的監(jiān)控人員可以把主站的信息轉(zhuǎn)移 到更安全的監(jiān)控中心處，便于更可靠的事實(shí)人員的定位和搜救。上述搜救系統(tǒng)，所述定位主站通過現(xiàn)場(chǎng)總線接入所述以太網(wǎng)。所述現(xiàn)場(chǎng)總線為L(zhǎng)onWorks總線。進(jìn)一步地，所述識(shí)別卡的控制器輸出腳還連接有報(bào)警元件，用于根據(jù)上層節(jié)點(diǎn)發(fā) 送的報(bào)警信息進(jìn)行報(bào)警指示。上述搜救系統(tǒng)，所述識(shí)別卡具有CSMA/CA機(jī)制，用于并發(fā)數(shù)據(jù)的沖突檢測(cè)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面一種礦井下人員定位搜救方法，其包括以下步驟a)初始化具有無線收發(fā)功能的識(shí)別卡，用于標(biāo)識(shí)持卡者身份，進(jìn)入礦井的人員每 人一張識(shí)別卡；b)在礦井入口設(shè)置帶有所述識(shí)別卡讀卡器的定位主站，據(jù)此用于記錄進(jìn)出礦井的 所述人員，至少紀(jì)錄井下人員的數(shù)量和對(duì)應(yīng)識(shí)別卡所記載信息；c)根據(jù)移動(dòng)基站的作用距離和礦區(qū)的工作面及連接巷道，以所述識(shí)別卡為葉節(jié) 點(diǎn)、定位主站為根節(jié)點(diǎn)，并以所述移動(dòng)基站為中間結(jié)點(diǎn)建立樹形的井下定位網(wǎng)絡(luò)；設(shè)置監(jiān)控 中心作為監(jiān)控人員與所述井下定位網(wǎng)絡(luò)的交互；d)實(shí)時(shí)采集識(shí)別卡信息的移動(dòng)基站將其自身地址信息與所述識(shí)別卡信息綁定后 打包，把所生成的數(shù)據(jù)包向上傳輸；e)至少在所述主站解壓步驟d)所生成數(shù)據(jù)包，根據(jù)移動(dòng)基站位置和移動(dòng)基站接 收識(shí)別卡的信號(hào)強(qiáng)度確定對(duì)應(yīng)該識(shí)別卡的井下人員的位置，主站把所得位置暫存或上傳；f)若有人為報(bào)警或者數(shù)據(jù)鏈中斷設(shè)定時(shí)間后，所述定位主站和移動(dòng)基站立即保存 至少之前1. 5小時(shí)的數(shù)據(jù)，以備調(diào)用。自然，作為監(jiān)控類系統(tǒng)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)控非常重要，但如果要保存所有的監(jiān)控?cái)?shù) 據(jù)，勢(shì)必會(huì)加大系統(tǒng)開銷，而如果僅僅保存當(dāng)前數(shù)據(jù)，則不利于分析人員判斷井下人員流動(dòng) 趨向，影響救援的定位。有鑒于此，本方法采用保存預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)，便于搜救人員的 分析。
上述定位搜救方法，在步驟b)中讀卡器記錄進(jìn)出礦井人員信息時(shí)采用CSMA/CA算 法，防止人員漏檢。上述定位搜救方法，識(shí)別卡在每次發(fā)送數(shù)據(jù)幀或者命令幀前都要進(jìn)行CSMA/CA檢 測(cè)，先檢測(cè)信道是否空閑，若空閑，則立即發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)幀或命令幀；否則，等待預(yù)定周期， 再嘗試接入信道。上述定位搜救方法，等待預(yù)定周期的操作的次數(shù)大于0次而小于等于4次。上述定位搜救方法，所述識(shí)別卡與移動(dòng)基站間采用半雙工通訊模式；且所述識(shí)別 卡設(shè)有預(yù)定的休眠周期，并在該休眠周期結(jié)束后打開無線收發(fā)模塊，待無線信道空閑后進(jìn) 行數(shù)據(jù)和指令的收發(fā)。


下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的闡述，是本領(lǐng)域的技術(shù)人員 更好的理解本發(fā)明，其中圖1為本發(fā)明礦井下人員定位搜救系統(tǒng)的一種原理框圖。圖2為井下定位網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D。圖3為定位主站的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為識(shí)別卡的一種電氣原理圖。圖5為CSMA/CA檢測(cè)流程圖。圖6為識(shí)別卡通訊流程圖。
具體實(shí)施例方式參照說明書附圖1，其示出了一種礦井下人員定位搜救系統(tǒng)，其特征在于其包括識(shí)別卡，為預(yù)置有攜帶者身份數(shù)據(jù)包的并帶有無線收發(fā)模塊和控制器的標(biāo)識(shí)卡， 其中控制器用于所連接的所述無線收發(fā)模塊的控制和對(duì)無線收發(fā)模塊收發(fā)的數(shù)據(jù)的處 理；井下定位網(wǎng)絡(luò)，參考說明書附圖3，該定位網(wǎng)絡(luò)為以所述識(shí)別卡為葉節(jié)點(diǎn)的樹形拓 撲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點(diǎn)為設(shè)有讀取所述識(shí)別卡的信息的讀卡裝置的定位主站，并且 該網(wǎng)絡(luò)的葉結(jié)點(diǎn)與所述根結(jié)點(diǎn)通過至少一層以移動(dòng)基站為節(jié)點(diǎn)的層連接；以及監(jiān)控中心，通過以太網(wǎng)與所述定位主站相連，以獲取分析通過所述井下定位網(wǎng)絡(luò) 上傳的所述數(shù)據(jù)包及采集相應(yīng)數(shù)據(jù)包的移動(dòng)基站的預(yù)置位置；且向所述井下定位網(wǎng)絡(luò)廣播 監(jiān)控中心的信息。關(guān)于識(shí)別卡，可參考說明書附圖4所具體采用的一種識(shí)別卡，該識(shí)別卡通過其無 線收發(fā)模塊與所述移動(dòng)基站進(jìn)行雙向通訊，并可直將向定位主站發(fā)送考勤信息。進(jìn)一步地， 所述識(shí)別卡的控制器輸出腳還連接有報(bào)警元件，用于根據(jù)上層節(jié)點(diǎn)發(fā)送的報(bào)警信息進(jìn)行報(bào) 警指示。這樣，井下人員和井上人員可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的交互。關(guān)于報(bào)警指示，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員可以根據(jù)需要設(shè)置比如找人指示、事故報(bào)警等。參考說明書附圖2，以太網(wǎng)主要是井口附近或主巷道鋪設(shè)；LonWorks總線主要鋪 設(shè)在光纖到不了的地方，具有可靠性高、網(wǎng)絡(luò)容量大等特點(diǎn)，可以用在礦井下；和LonWorks 控制器做到一起的定位主站如圖2所示，這個(gè)主站可以直接掛在LonWorks總線上，是采用現(xiàn)場(chǎng)電源供電的，具有液晶顯示和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，在有故障時(shí)，如沒電或有線斷掉時(shí)，則主 戰(zhàn)發(fā)現(xiàn)發(fā)不上數(shù)據(jù)時(shí)，則立即存儲(chǔ)預(yù)定時(shí)間的數(shù)據(jù)；移動(dòng)基站，如總線鋪設(shè)不到的地方，如 工作面，則采用移動(dòng)基站延伸無線信號(hào)覆蓋。在選擇位置的時(shí)候，是根據(jù)其加入網(wǎng)絡(luò)功能判 斷附近有沒有主站，是要放在主站的無線信號(hào)覆蓋區(qū)域的，可以根據(jù)移動(dòng)基站上面的燈來 判斷，如果燈亮，則表示附近有主站，可以放置，否則在另外選擇位置。所形成的網(wǎng)絡(luò)包括無線的無線通信網(wǎng)絡(luò)和有線的總線傳輸，移動(dòng)基站可以手持， 也可以放置于一個(gè)選定的位置，延伸了無線覆蓋的區(qū)域，具有路由轉(zhuǎn)發(fā)功能?，F(xiàn)在煤礦定位用的系統(tǒng)，最大的問題就在于并發(fā)數(shù)量達(dá)不到需得標(biāo)準(zhǔn)值，即當(dāng)很 多人員同時(shí)下井時(shí)，不能保證所有的人員都能通過考勤，在此發(fā)明中為了能保證不漏下任 何人員的定位或考勤數(shù)據(jù)，所述識(shí)別卡具有CSMA/CA (非時(shí)隙的載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢 測(cè))機(jī)制，用于并發(fā)數(shù)據(jù)的沖突檢測(cè)。據(jù)上述礦井下定位搜救系統(tǒng)一種礦井下人員定位搜救方法，包括以下步驟a)初始化具有無線收發(fā)功能的識(shí)別卡，用于標(biāo)識(shí)持卡者身份，進(jìn)入礦井的人員每 人一張識(shí)別卡；b)在礦井入口設(shè)置帶有所述識(shí)別卡讀卡器的定位主站，據(jù)此用于記錄進(jìn)出礦井的 所述人員，至少紀(jì)錄井下人員的數(shù)量和對(duì)應(yīng)識(shí)別卡所記載信息；c)根據(jù)移動(dòng)基站的作用距離和礦區(qū)的工作面及連接巷道，以所述識(shí)別卡為葉節(jié) 點(diǎn)、定位主站為根節(jié)點(diǎn)，并以所述移動(dòng)基站為中間結(jié)點(diǎn)建立樹形的井下定位網(wǎng)絡(luò)；設(shè)置監(jiān)控 中心作為監(jiān)控人員與所述井下定位網(wǎng)絡(luò)的交互；d)實(shí)時(shí)采集識(shí)別卡信息的移動(dòng)基站將其自身地址信息與所述識(shí)別卡信息綁定后 打包，把所生成的數(shù)據(jù)包向上傳輸；e)至少在所述主站解壓步驟d)所生成數(shù)據(jù)包，根據(jù)移動(dòng)基站位置和移動(dòng)基站接 收識(shí)別卡的信號(hào)強(qiáng)度確定對(duì)應(yīng)該識(shí)別卡的井下人員的位置，主站把所得位置暫存或上傳；f)若有人為報(bào)警或者數(shù)據(jù)鏈中斷設(shè)定時(shí)間后，所述定位主站和移動(dòng)基站立即保存 至少之前1. 5小時(shí)的數(shù)據(jù)，以備調(diào)用。移動(dòng)基站形成的節(jié)點(diǎn)和定位主站之間是實(shí)時(shí)通訊的，當(dāng)然，所說的識(shí)別卡也可以 與移動(dòng)基站進(jìn)行實(shí)時(shí)的通訊，只不過系統(tǒng)開銷會(huì)大一些。關(guān)于所說的數(shù)據(jù)保存的時(shí)間段長(zhǎng)度，一般是需要大于1. 5個(gè)小時(shí)，通常在1. 5到3 個(gè)小時(shí)就足夠使用，更具代表性的，取2個(gè)小時(shí)。取時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)增大系統(tǒng)開銷，且距離事故 發(fā)生太長(zhǎng)的時(shí)間里的相應(yīng)數(shù)據(jù)通常不具有代表性，或者毫無意義。進(jìn)一步地，在步驟b)中讀卡器記錄進(jìn)出礦井人員信息時(shí)采用CSMA/CA算法，防止 人員漏檢。參考說明書附圖5，識(shí)別卡在每次發(fā)送數(shù)據(jù)幀或者命令幀前都要進(jìn)行CSMA/CA檢 測(cè)，先檢測(cè)信道是否空閑，若空閑，則立即發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)幀或命令幀；否則，等待預(yù)定周期， 再嘗試接入信道。關(guān)于該所說預(yù)定周期的選擇本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)識(shí)別卡的識(shí)別方 式和井口的空間進(jìn)行選擇。此外，在這種算法中，主要有三個(gè)參數(shù)第一個(gè)是后退次數(shù)，也就 是上面所說的等待，后退次數(shù)的初始值為0，優(yōu)選最大值為4，即是在經(jīng)過4次的后退延遲時(shí) 間仍為忙，則放棄此次的傳送，以避免過大開銷；第二個(gè)是延遲時(shí)間的長(zhǎng)度，其初始值為1， 優(yōu)選最大值為20，一個(gè)長(zhǎng)度為20個(gè)符號(hào)周期，是320位微秒；第三個(gè)參數(shù)是后退指數(shù)，取值范圍是0到5。所述識(shí)別卡與移動(dòng)基站間采用半雙工通訊模式；且所述識(shí)別卡設(shè)有預(yù)定的休眠周 期，并在該休眠周期結(jié)束后打開無線收發(fā)模塊，待無線信道空閑后進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的收發(fā)。參考說明書附圖6，其示出了一種識(shí)別卡通訊流程，識(shí)別卡采用內(nèi)置電池供電，因 此需要盡可能的減少運(yùn)行時(shí)間，協(xié)議以一定的時(shí)間為周期，該周期優(yōu)選2-4s，更優(yōu)選的實(shí) 3s。在周期開始時(shí)，識(shí)別卡由休眠中蘇醒，打開無線發(fā)送模塊，等待無線信道空閑后，向外發(fā) 送數(shù)據(jù)包，發(fā)送完成后關(guān)閉無線發(fā)送器，打開無線接收模塊，維持10ms，如果在此段時(shí)間內(nèi) 未接收到回應(yīng)信號(hào)，識(shí)別卡即進(jìn)入休眠，直至3s周期結(jié)束。如果在此周期接收到移動(dòng)基站 或定位主站反饋的信息，分析數(shù)據(jù)包內(nèi)容，如果有對(duì)自己的反饋，根據(jù)反饋消息做相應(yīng)處理 后關(guān)閉無線接收模塊，打開無線發(fā)送模塊，等待無線信道空閑后，發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)包，發(fā)送完 畢后進(jìn)入休眠，直至3s周期結(jié)束。這里的無限接受模塊和無限發(fā)送模塊可以集成為所說的 無線收發(fā)模塊。此外，關(guān)于識(shí)別卡的內(nèi)置電池，設(shè)置能量監(jiān)測(cè)模塊，參考說明書附圖6的上部右 側(cè)，在電池能量低于設(shè)定的閾值時(shí)，則識(shí)別卡的報(bào)警元件進(jìn)行報(bào)警，比如設(shè)置一紅燈，紅燈 每隔5秒鐘亮一次，提示更換電池。
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權(quán)利要求
一種礦井下人員定位搜救系統(tǒng)，其特征在于其包括識(shí)別卡，為預(yù)置有攜帶者身份數(shù)據(jù)包的并帶有無線收發(fā)模塊和控制器的標(biāo)識(shí)卡，其中控制器用于所連接的所述無線收發(fā)模塊的控制和對(duì)無線收發(fā)模塊收發(fā)的數(shù)據(jù)的處理；井下定位網(wǎng)絡(luò)，為以所述識(shí)別卡為葉節(jié)點(diǎn)的樹形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點(diǎn)為設(shè)有讀取所述識(shí)別卡的信息的讀卡裝置的定位主站，并且該網(wǎng)絡(luò)的葉結(jié)點(diǎn)與所述根結(jié)點(diǎn)通過至少一層以移動(dòng)基站為節(jié)點(diǎn)的層連接；以及監(jiān)控中心，通過以太網(wǎng)與所述定位主站相連，以獲取分析通過所述井下定位網(wǎng)絡(luò)上傳的所述數(shù)據(jù)包及采集相應(yīng)數(shù)據(jù)包的移動(dòng)基站的預(yù)置位置；且向所述井下定位網(wǎng)絡(luò)廣播監(jiān)控中心的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搜救系統(tǒng)，其特征在于所述定位主站通過現(xiàn)場(chǎng)總線接入所 述以太網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的搜救系統(tǒng)，其特征在于所述現(xiàn)場(chǎng)總線為L(zhǎng)onWorks總線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搜救系統(tǒng)，其特征在于所述識(shí)別卡的控制器輸出腳還連接 有報(bào)警元件，用于根據(jù)上層節(jié)點(diǎn)發(fā)送的報(bào)警信息進(jìn)行報(bào)警指示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的搜救系統(tǒng)，其特征在于所述識(shí)別卡具有CSMA/CA機(jī) 制，用于并發(fā)數(shù)據(jù)的沖突檢測(cè)。
6.一種礦井下人員定位搜救方法，其特征在于其包括以下步驟a)初始化具有無線收發(fā)功能的識(shí)別卡，用于標(biāo)識(shí)持卡者身份，進(jìn)入礦井的人員每人一 張識(shí)別卡；b)在礦井入口設(shè)置帶有所述識(shí)別卡讀卡器的定位主站，據(jù)此用于記錄進(jìn)出礦井的所述 人員，至少紀(jì)錄井下人員的數(shù)量和對(duì)應(yīng)識(shí)別卡所記載信息；c)根據(jù)移動(dòng)基站的作用距離和礦區(qū)的工作面及連接巷道，以所述識(shí)別卡為葉節(jié)點(diǎn)、定 位主站為根節(jié)點(diǎn)，并以所述移動(dòng)基站為中間結(jié)點(diǎn)建立樹形的井下定位網(wǎng)絡(luò)；設(shè)置監(jiān)控中心 作為監(jiān)控人員與所述井下定位網(wǎng)絡(luò)的交互；d)實(shí)時(shí)采集識(shí)別卡信息的移動(dòng)基站將其自身地址信息與所述識(shí)別卡信息綁定后打包， 把所生成的數(shù)據(jù)包向上傳輸；e)至少在所述主站解壓步驟d)所生成數(shù)據(jù)包，根據(jù)移動(dòng)基站位置和移動(dòng)基站接收識(shí) 別卡的信號(hào)強(qiáng)度確定對(duì)應(yīng)該識(shí)別卡的井下人員的位置，主站把所得位置暫存或上傳；f)若有人為報(bào)警或者數(shù)據(jù)鏈中斷設(shè)定時(shí)間后，所述定位主站和移動(dòng)基站立即保存至少 之前1.5小時(shí)的數(shù)據(jù)，以備調(diào)用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定位搜救方法，其特征在于在步驟b)中讀卡器記錄進(jìn)出礦 井人員信息時(shí)采用CSMA/CA算法，防止人員漏檢。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定位搜救方法，其特征在于識(shí)別卡在每次發(fā)送數(shù)據(jù)幀或者 命令幀前都要進(jìn)行CSMA/CA檢測(cè)，先檢測(cè)信道是否空閑，若空閑，則立即發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)幀或 命令幀；否則，等待預(yù)定周期，再嘗試接入信道。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定位搜救方法，其特征在于等待預(yù)定周期的操作的次數(shù)大 于O次而小于等于4次。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9任一所述的定位搜救方法，其特征在于所述識(shí)別卡與移動(dòng)基 站間采用半雙工通訊模式；且所述識(shí)別卡設(shè)有預(yù)定的休眠周期，并在該休眠周期結(jié)束后打開無線收發(fā)模塊，待無線信道空閑后進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的收發(fā) 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦井下人員定位搜救系統(tǒng)及方法。其中定位搜救系統(tǒng)包括識(shí)別卡；井下定位網(wǎng)絡(luò)，為以所述識(shí)別卡為葉節(jié)點(diǎn)的樹形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點(diǎn)為設(shè)有讀取所述識(shí)別卡的信息的讀卡裝置的定位主站，并且該網(wǎng)絡(luò)的葉結(jié)點(diǎn)與所述根結(jié)點(diǎn)通過至少一層以移動(dòng)基站為節(jié)點(diǎn)的層連接；以及監(jiān)控中心，通過以太網(wǎng)與所述定位主站相連，以獲取分析通過所述井下定位網(wǎng)絡(luò)上傳的所述數(shù)據(jù)包及采集相應(yīng)數(shù)據(jù)包的移動(dòng)基站的預(yù)置位置；且向所述井下定位網(wǎng)絡(luò)廣播監(jiān)控中心的信息。本方案使用靈活、搜救能力強(qiáng)。
文檔編號(hào)H04L12/44GK101868024SQ20101011062
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月21日
發(fā)明者付勇, 劉瑞霞, 孔祥龍, 郭強(qiáng), 魏諾 申請(qǐng)人:山東省計(jì)算中心