專利名稱：一種井下礦人員設(shè)備定位數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線識(shí)別裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種礦井信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸裝置，具體涉及一種對(duì)井下人員設(shè)備 所攜帶的身份卡進(jìn)行識(shí)別，并利用電力線載波和無(wú)線自組網(wǎng)的定位數(shù)據(jù)傳輸?shù)难b置。
背景技術(shù)：
目前對(duì)井下礦人員設(shè)備定位，最廣泛應(yīng)用的就是在井下安裝一種識(shí)別器，只 完成了井下人員設(shè)備的定位。其實(shí)現(xiàn)方式是在井下需要定位的巷道和作業(yè)面安裝 識(shí)別器，然后通過(guò)鋪設(shè)光纖或通信電纜將識(shí)別器的定位數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛婵刂浦?心。
但是這種方式只能適用于沒(méi)有任何安全事故的井下礦，一旦由于意外井下傳 輸線纜中斷，則整個(gè)井下礦人員設(shè)備定位系統(tǒng)立即癱瘓，由于局部出現(xiàn)線路故障 而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，地面無(wú)法獲知井下動(dòng)態(tài)。
這種方式自身不能提供照明和照明控制，井下局部區(qū)域是否需要啟動(dòng)或關(guān)閉 照明燈不得而知，若需要井下照明，還需要另外裝置照明系統(tǒng)。 '
這種方式還需要鋪設(shè)通訊傳輸線纜，若井下礦是煤礦，則需要所有鋪設(shè)線纜 防爆，而且鋪設(shè)施工難度較大。
而無(wú)論國(guó)內(nèi)外沒(méi)有文獻(xiàn)介紹有利用一個(gè)儀器實(shí)現(xiàn)了井下人員設(shè)備定位識(shí)別、 無(wú)線自組網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)合電力線載波數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p數(shù)據(jù)傳輸保障、井下照明及其 照明控制。
另外這種方式實(shí)施復(fù)雜，工期較長(zhǎng)，造價(jià)昂貴，單純用來(lái)人員設(shè)備定位沒(méi)有 充分發(fā)揮實(shí)用價(jià)值。 發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前并下礦人員設(shè)備定位方法和設(shè)備存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種 易于實(shí)施、造價(jià)低的井下礦照明、人員設(shè)備定位識(shí)別的儀器裝置。
解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的具體技術(shù)方案是 一種井下礦人員設(shè)備定位數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線識(shí)別裝置，其特征在于在無(wú)線識(shí)別器(5)控制電路板(8)上聯(lián)接無(wú) 線識(shí)別一通訊控制模塊(9)和電力載波模塊00)，控制電路板(8)聯(lián)接電源 (12)接口，控制電路板(8)上裝有照明控制開(kāi)關(guān)(13)和礦燈(11)。
無(wú)線識(shí)別器的電路聯(lián)接關(guān)系是無(wú)線識(shí)別模塊一通訊模塊(9)中JP1的1、
3引腳分別聯(lián)接控制電路板(8)中J5的2、 3引腳，電力載波模塊中TXD， RXD 聯(lián)接控制電路板(8)中的J7的2、 3引腳。 本實(shí)用新型的有益效果.-
為下井的所有人員和設(shè)備佩帶一個(gè)無(wú)線身份卡，當(dāng)下井人員進(jìn)入井下以后， 只要通過(guò)或接近放置在巷道內(nèi)的任何一個(gè)無(wú)線識(shí)別器，無(wú)線識(shí)別傳感器便會(huì)馬上 感應(yīng)到信號(hào)，這樣照明控制器會(huì)立即接通照明電路，為井下該無(wú)線識(shí)別器區(qū)域提 供照明，并將信號(hào)通過(guò)可靠雙通道數(shù)據(jù)傳輸方法上傳到地面控制中心主機(jī)，這樣 地面控制中心主機(jī)的軟件就可判斷出具體信息(如是誰(shuí)，在哪個(gè)位置，具體時(shí) 間等)，同時(shí)通過(guò)GIS系統(tǒng)可把它顯示在控制中心的大屏幕和電腦顯示屏上，并 做好數(shù)據(jù)備份存貯。當(dāng)所有人員設(shè)備都不在無(wú)線識(shí)別器范圍內(nèi)，即無(wú)線識(shí)別器沒(méi) 有識(shí)別到任何無(wú)線身份卡，則照明控制器會(huì)立即斷開(kāi)照明電路，關(guān)閉照明系統(tǒng)。
由于無(wú)線識(shí)別器具有無(wú)線自組網(wǎng)的功能，因此一個(gè)或幾個(gè)無(wú)線識(shí)別器出現(xiàn)意 外而不能工作，不會(huì)影響其它無(wú)線識(shí)別器工作，故整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)由于局部無(wú)線識(shí) 別器不能工作而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。
由于無(wú)線識(shí)別器具有通過(guò)電力線載波通訊和無(wú)線通訊功能，因此只要該兩種 通訊方式只要有一種處于良好狀態(tài)，就能夠和地面控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。并且 井下無(wú)須鋪設(shè)任何通訊線纜，只要井下有電力系統(tǒng)即可，現(xiàn)實(shí)情況是所有井下都 有電力供給系統(tǒng)。這樣會(huì)使得井下礦人員設(shè)備定位系統(tǒng)的造價(jià)成本大大降低，免 去了通訊線纜的施工，縮短了工期，大大降低了系統(tǒng)施工難度。
由于該無(wú)線識(shí)別器本身具有照明和照明控制器，當(dāng)無(wú)人員設(shè)備在該無(wú)線識(shí)別 器范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉照明，從而大大節(jié)省了能源，無(wú)論有人沒(méi)人而不會(huì)一直 接通照明，造成巨大浪費(fèi)。

圖I是本實(shí)用新型的整體裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中無(wú)線識(shí)別器結(jié)構(gòu)示意框圖
4圖3是圖2中控制電路板的電路原理圖 圖4是圖2中電力載波模塊的電路原理圖 圖5是無(wú)線識(shí)別模塊和通訊模塊的原理圖
圖中l(wèi)地面監(jiān)控中心主機(jī)，2以太網(wǎng)，3數(shù)據(jù)服務(wù)器，4通訊控制器，5無(wú) 線識(shí)別器，6無(wú)線身份卡，7掛鉤，8控制電路板，9無(wú)線識(shí)別一通訊控制模塊， IO電力載波模塊，ll礦燈，12電源，13照明控制開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖具體說(shuō)明本裝置的結(jié)構(gòu)和使用方法。
一種井下礦人員設(shè)備定位數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線識(shí)別裝置，如圖2所示，在無(wú)線識(shí)別 器5的控制電路板8上聯(lián)接無(wú)線識(shí)別一通訊控制模塊9和電力載波模塊10，控 制電路板8聯(lián)接電源12接口，控制電路板8上裝有照明控制開(kāi)關(guān)，13和礦燈11。
無(wú)線識(shí)別器的電路聯(lián)接關(guān)系是 圖5無(wú)線識(shí)別模i央一通訊模塊中JP1的1、 3引腳分別連接圖3控制電路板8中 J5的2、 3引腳，圖4電力載波模塊中TXD， RXD接圖3控制電路板8中的J7 的2、 3引腳。
具體實(shí)施時(shí)是由地面監(jiān)控中心裝置和井下無(wú)線識(shí)別裝置組成。地面監(jiān)控中心 按常規(guī)監(jiān)控通訊裝置設(shè)置，如圖1所示井下需要進(jìn)行人員設(shè)備跟蹤的區(qū)域和巷 道中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體需要安置一定數(shù)量的無(wú)線識(shí)別裝置5作為無(wú)線識(shí)別和路由節(jié) 點(diǎn)，通常情況下一個(gè)地點(diǎn)只需要放置一臺(tái)即可跟蹤此地點(diǎn)作業(yè)人員設(shè)備情況，
井下作業(yè)的人員設(shè)備攜帶無(wú)線身份卡6。無(wú)線識(shí)別裝置具有無(wú)線自組網(wǎng)通訊 路由功能和通過(guò)電力線載波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和通訊電纜將識(shí) 別到的身份卡等相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心，將井下數(shù)據(jù)通過(guò)跳轉(zhuǎn)的方式和電 力線載波的傳輸方式傳輸?shù)降孛婵刂浦行?，同時(shí)利用井下已有的供電系統(tǒng)與無(wú)線 識(shí)別傳感器連接提供工作電源和電力線載波數(shù)據(jù)傳輸載體。這樣就完成了一個(gè)由 地面控制中心計(jì)算機(jī)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和通訊電纜連接井下無(wú)線識(shí)別傳感器的可靠 雙通道數(shù)據(jù)傳輸方法。
地面監(jiān)控中心通訊控制器4和數(shù)據(jù)服務(wù)器3通過(guò)通訊線纜連接，通訊控制 器4將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)服務(wù)器3中，地面監(jiān)控中心主機(jī)1與數(shù)據(jù)服務(wù)器3通過(guò)以 太網(wǎng)2相連接，地面監(jiān)控中心主機(jī)1通過(guò)以太網(wǎng)2訪問(wèn)數(shù)據(jù)服務(wù)器3對(duì)井下所有身份卡6進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
井下設(shè)置在井下穩(wěn)固安全的區(qū)域以頂掛式或壁掛式置有一個(gè)主無(wú)線識(shí)別裝
置5，主無(wú)線識(shí)別裝置5以電力線纜或無(wú)線通訊與地面上的通訊控制器4相聯(lián)接， 在巷道內(nèi)需要定位的位置，安裝多個(gè)分支無(wú)線識(shí)別裝置51、 52，對(duì)井下的每位 人員和需要檢測(cè)的設(shè)備佩帶無(wú)線身份卡6，識(shí)別身份卡的無(wú)線識(shí)別傳感器選用 IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee模塊，ZigBee技術(shù)是基于正EE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的高可 靠性,低成本和低功耗特性的無(wú)線技術(shù)。無(wú)線身份卡6時(shí)刻主動(dòng)向外發(fā)射無(wú)線信 號(hào)，無(wú)線識(shí)別一通訊控制模塊9能夠接收到無(wú)線身份卡6的無(wú)線信號(hào)并將無(wú)線身 份卡6的卡號(hào)保存在無(wú)線識(shí)別一通訊控制模塊9通過(guò)無(wú)線跳轉(zhuǎn)的方式將數(shù)據(jù)發(fā)送 到通訊控制器4中，同時(shí)電力載波模塊10通過(guò)電力線纜將無(wú)線識(shí)別一通訊控制 模塊9中的數(shù)據(jù)發(fā)送到通訊控制器4中，電力載波模塊選用抗噪聲干擾能力強(qiáng)， 傳輸距離遠(yuǎn)及可靠性高的符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的，通訊速率可供選擇的模塊。
通過(guò)無(wú)線與電力線兩種并行的通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，不僅保障了數(shù)據(jù)傳輸 的可靠性，而且免去了從地面到井下鋪設(shè)通訊線纜。
無(wú)線識(shí)別及存儲(chǔ)器芯片模塊8是實(shí)時(shí)識(shí)別并進(jìn)行存儲(chǔ)刷新的，當(dāng)無(wú)線識(shí)別一 通訊控制模塊9中有存儲(chǔ)信息時(shí)，照明控制開(kāi)關(guān)13會(huì)自動(dòng)接通電源12與井下礦 用礦燈11的供電，從而井下礦用礦燈14將會(huì)亮起來(lái)提供照明。礦燈選用100W 要有抗震動(dòng)保護(hù)罩，位于整個(gè)無(wú)線識(shí)別器下端。 一旦所有身份卡6都不在無(wú)線識(shí) 別 一 通訊控制模塊9范圍內(nèi)時(shí)，即無(wú)線識(shí)別_通訊控制模塊9中沒(méi)有存儲(chǔ)信息時(shí)， 照明控制開(kāi)關(guān)13會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)與電源12與井下礦用礦燈11的供電，從而井下礦 用礦燈11將會(huì)熄滅。從而無(wú)人員設(shè)備在無(wú)線識(shí)別器5范圍內(nèi)時(shí)會(huì)自^」關(guān)閉照明 系統(tǒng)，將會(huì)大大節(jié)省電能。
權(quán)利要求1、一種井下礦人員設(shè)備定位數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線識(shí)別裝置，其特征在于在無(wú)線識(shí)別器(5)控制電路板(8)上聯(lián)接無(wú)線識(shí)別-通訊控制模塊(9)和電力載波模塊(10)，控制電路板(8)聯(lián)接電源(12)接口，控制電路板(8)上裝有照明控制開(kāi)關(guān)(13)和礦燈(11)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1 一種并下礦人員設(shè)備定位數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線識(shí)別裝置，其特 征在于無(wú)線識(shí)別器的電路聯(lián)接關(guān)系是無(wú)線識(shí)別模塊一通訊模塊(9)中JP1的1、 3引腳分別聯(lián)接控制電路板(8)中J5的2、 3引腳，電力載波模塊中TXD， RXD聯(lián)接控制電路板(8)中的J7的2、 3引腳。
專利摘要一種井下礦人員設(shè)備定位數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線識(shí)別裝置，在控制電路板上聯(lián)接無(wú)線識(shí)別—通訊控制模塊和電力載波模塊，并裝有照明控制開(kāi)關(guān)和礦燈。無(wú)線識(shí)別裝置用電力線纜或無(wú)線通訊與地面監(jiān)控中心的通訊控制器相聯(lián)接，無(wú)線身份卡以無(wú)線通訊與無(wú)線識(shí)別裝置相聯(lián)接。由于無(wú)線識(shí)別裝置具有無(wú)線自組網(wǎng)的功能，因此個(gè)別無(wú)線識(shí)別裝置出現(xiàn)意外不能工作，不影響其它無(wú)線識(shí)別裝置工作，故不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。無(wú)線識(shí)別裝置具有通過(guò)電力線載波通訊和無(wú)線通訊功能，井下無(wú)須鋪設(shè)通訊線纜，縮短工期，降低施工難度，成本大大降低。由于該無(wú)線識(shí)別裝置本身具有照明和照明控制器，當(dāng)無(wú)人員設(shè)備在該無(wú)線識(shí)別裝置范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉照明，從而大大節(jié)省了能源。
文檔編號(hào)G01S13/74GK201321870SQ200820219808
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者何文超, 吳耀昕, 微 常, 張智鵬, 張海波, 李振宇, 楊興海, 樵永鋒, 石國(guó)鋒, 鄭學(xué)明 申請(qǐng)人:丹東東方測(cè)控技術(shù)有限公司