專利名稱：井下定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于井下定位技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種井下定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
礦井下工作環(huán)境惡劣，地質(zhì)情況復(fù)雜，隨時(shí)可能充斥各種有害氣體，透水及冒頂?shù)任ｋU(xiǎn)事故也可能隨時(shí)發(fā)生，然而礦井下復(fù)雜的環(huán)境決定了不是所有的情況都能夠采用設(shè)備檢測(cè)或者預(yù)計(jì)到。所以當(dāng)?shù)V井出現(xiàn)危險(xiǎn)事故時(shí)，需要通過(guò)井下定位系統(tǒng)準(zhǔn)確、快速地掌握井下工作人員的準(zhǔn)確位置、環(huán)境情況，及時(shí)與被困人員溝通信息，以利于高效的搶救被困人員，保證井下工作人員的生命安全?，F(xiàn)有的井下定位系統(tǒng)通常包括定位卡、位置信息采集裝置和監(jiān)控設(shè)備，定位卡與 位置信息采集裝置進(jìn)行通信，定位卡發(fā)送信號(hào)給位置信息采集裝置，位置信息采集裝置再將該信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給井上的監(jiān)控設(shè)備，井上監(jiān)控設(shè)備中的管理軟件依次輪詢位置信息采集器，將定位卡的編號(hào)、時(shí)間、位置信息采集器編號(hào)等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在監(jiān)控設(shè)備中，查詢某一編號(hào)的井下人員的行走路徑時(shí)，跟蹤與該編號(hào)相對(duì)應(yīng)的定位卡所經(jīng)過(guò)的所有位置信息采集器，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該編號(hào)井下人員定位跟蹤。但是監(jiān)控設(shè)備輪詢位置信息采集器，各位置信息采集器攜帶的信息數(shù)據(jù)幀之間存在時(shí)延等待，輪詢耗時(shí)較大，井下定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的跟蹤定位實(shí)時(shí)性較差，反應(yīng)速度慢。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的井下定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)性較差的問(wèn)題，提供一種井下定位系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為井下定位系統(tǒng)，包括多個(gè)RFID射頻識(shí)別卡、位置信息采集器和監(jiān)控設(shè)備，所述監(jiān)控設(shè)備設(shè)置于井上，所述RFID射頻識(shí)別卡安裝于井下人員身上，其特征在于，該井下定位系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)傳輸裝置，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置設(shè)置有CANBUS通信接口，數(shù)據(jù)傳輸裝置通過(guò)CAN總線與位置信息采集器連接，監(jiān)控設(shè)備通過(guò)有線方式連接至少一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸裝置，每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸裝置連接至少一個(gè)位置信息采集器，位置信息采集器安裝于井下不同位置，位置信息采集器通過(guò)無(wú)線方式與RFID射頻識(shí)別卡連接。采用CAN總線進(jìn)行信息交互，采用數(shù)據(jù)總線幀聽(tīng)方法，數(shù)據(jù)傳輸量大的位置信息采集器優(yōu)先存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)幀之間無(wú)需延時(shí)等待，數(shù)據(jù)傳輸無(wú)沖突、無(wú)遺漏，數(shù)據(jù)傳輸速度快，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。此外，采用總線進(jìn)行信息交互一臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸裝置可連接多個(gè)(包括兩個(gè))位置信息采集器，各個(gè)位置信息采集器采用不同的地址。一臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸裝置可連接多個(gè)位置信息采集器，節(jié)省設(shè)備成本。優(yōu)選地，所述RFID射頻識(shí)別卡包括內(nèi)嵌有ZIGBEE協(xié)議棧的無(wú)線發(fā)送器，位置信息采集器安裝于井下不同位置，位置信息采集器采集通過(guò)ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)與RFID射頻識(shí)別卡連接。RFID射頻識(shí)別卡與位置信息采集器之間通過(guò)ZIGBEE技術(shù)進(jìn)行通信，覆蓋率高，可實(shí)現(xiàn)低功耗、高可靠性、高穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)傳輸。[0008]進(jìn)一步的，所述位置信息采集器包括嵌有RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的ARM單片機(jī)和RFID射頻識(shí)別無(wú)線接收器，所述RFID射頻識(shí)別無(wú)線接收器與嵌有RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的ARM單片機(jī)連接。位置信息采集器采用RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)接收并進(jìn)行處理RFID射頻識(shí)別卡發(fā)來(lái)的信息，使得井下定位系統(tǒng)穩(wěn)定性提高。進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括嵌有RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的ARM單片機(jī)。優(yōu)選地，所述RFID射頻識(shí)別卡上設(shè)有欠壓檢測(cè)器和報(bào)警按鈕。RFID射頻識(shí)別卡上設(shè)置有欠壓檢測(cè)器，當(dāng)RFID射頻識(shí)別卡電源電壓較低時(shí)，欠壓檢測(cè)器檢測(cè)到電池電壓不足時(shí)，RFID射頻識(shí)別卡向井上監(jiān)控設(shè)備發(fā)送欠壓信息，以便于井上人員對(duì)RFID射頻識(shí)別卡進(jìn)行電池更換。RFID射頻識(shí)別卡上還設(shè)置有報(bào)警按鈕，當(dāng)井下人員在突遇危險(xiǎn)情況下可向井上人員發(fā)送報(bào)警信息，進(jìn)行呼救。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是I、本實(shí)用新型井下定位系統(tǒng)中，設(shè)置有數(shù)據(jù)傳輸裝置，數(shù)據(jù)傳輸裝置通過(guò)CANBUS總線與位置信息采集器連接，提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率，增強(qiáng)了系統(tǒng)時(shí)效性，為井下作業(yè)安全性提供了保障。2,RFID射頻識(shí)別卡中無(wú)線發(fā)送器嵌有ZIGBEE協(xié)議棧，通過(guò)ZIGBEE技術(shù)實(shí)現(xiàn)RFID射頻識(shí)別卡與位置信息采集器之間的通信，覆蓋率高，可靠性強(qiáng)，避免了因井下復(fù)雜環(huán)境而造成的井下定位系統(tǒng)覆蓋不足的問(wèn)題。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明。為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖I所示，井下定位系統(tǒng)，包括多個(gè)RFID射頻識(shí)別卡、多個(gè)位置信息采集器、多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸裝置和監(jiān)控設(shè)備，所述RFID射頻識(shí)別卡包括以CC2530為核心的無(wú)線發(fā)送器，所述無(wú)線發(fā)送器內(nèi)嵌有ZIGBEE協(xié)議棧，所述RFID射頻識(shí)別卡上設(shè)有欠壓檢測(cè)器和報(bào)警按鈕，一個(gè)RFID射頻識(shí)別卡安裝在一個(gè)井下工作人員(或移動(dòng)物體)身上；所述位置信息采集器包括嵌有RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的ARM單片機(jī)和RFID射頻識(shí)別無(wú)線接收器，多個(gè)位置信息采集器安裝在井下不同位置，即在一條井下巷道每隔一定距離(如40米)安裝位置信息采集器，每?jī)蓷l或兩條以上巷道的交接處安裝位置信息采集器，位置信息采集器采用RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)接收并處理RFID射頻識(shí)別卡發(fā)來(lái)的信息。所述數(shù)據(jù)傳輸裝置由嵌有RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的ARM單片機(jī)和CANBUS通信接口組成，位置信息采集器通過(guò)CAN通信接口與數(shù)據(jù)傳輸裝置連接，采用CAN總線進(jìn)行信息交互，采用數(shù)據(jù)總線幀聽(tīng)方法，數(shù)據(jù)傳輸量大的位置信息采集器優(yōu)先存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)幀之間無(wú)需延時(shí)等待，數(shù)據(jù)傳輸無(wú)沖突、無(wú)遺漏，數(shù)據(jù)傳輸速度快，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。本實(shí)施例中，一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸裝置連接位置信息采集器I和位置信息采集器II。所述監(jiān)控設(shè)備包括監(jiān)控服務(wù)器、顯示器和短信收發(fā)器，顯示器和短信收發(fā)器分別與監(jiān)控服務(wù)器連接，監(jiān)控設(shè)備內(nèi)安裝有管理軟件，所述管理軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖像的處理功能，所述短信收發(fā)器用于接收來(lái)自RFID射頻識(shí)別卡發(fā)出的信息，或者向RFID射頻識(shí)別卡發(fā)送撤離信息，監(jiān)控設(shè)備安裝于井上。監(jiān)控設(shè)備中，監(jiān)控服務(wù)器通過(guò)繪圖工具繪制出井下隧道圖，并根據(jù)各位置信息采集器的位置，在井下隧道圖中標(biāo)示出各位置信息采集器的位置，存儲(chǔ)在監(jiān)控服務(wù)器，并在顯示器中顯示。RFID射頻識(shí)別卡發(fā)出的信息以無(wú)線電波信號(hào)的形式傳輸，由于介質(zhì)損耗，RFID射頻識(shí)別卡距離監(jiān)控設(shè)備越遠(yuǎn)，無(wú)線電波信號(hào)強(qiáng)度越小，故根據(jù)無(wú)線電波信號(hào)強(qiáng)度可計(jì)算出該RFID射頻識(shí)別卡與位置信息采集設(shè)備的距離，結(jié)合井下隧道圖，可跟蹤探測(cè)發(fā)出信息的RFID射頻識(shí)別卡所經(jīng)過(guò)的所有位置信息采集器，從而跟蹤安裝RFID射頻識(shí)別卡的井下人員的行走路徑和位置。使用本實(shí)用新型井下定位系統(tǒng)，RFID射頻識(shí)別卡安裝在井下人員(或移動(dòng)物體)身上，各RFID射頻識(shí)別卡通過(guò)ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)，每隔I秒向其附近的位置信息采集器發(fā)送一次該RFID射頻識(shí)別卡的編號(hào)、該RFID射頻識(shí)別卡的電池電壓信息數(shù)據(jù)；各位置信息采集器接收 其附近的各RFID射頻識(shí)別卡發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)傳輸裝置；數(shù)據(jù)傳輸裝置再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至井上監(jiān)控設(shè)備，監(jiān)控設(shè)備中的管理軟件輪詢位置信息采集器，將RFID射頻識(shí)別卡的編號(hào)、時(shí)間、位置信息采集器編號(hào)等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在監(jiān)控服務(wù)器中。通過(guò)觀測(cè)所有接收到同一編號(hào)的RFID射頻識(shí)別卡發(fā)來(lái)的信息的位置信息采集器，在井下隧道圖中找出相應(yīng)的位置信息采集器圖標(biāo)，即可定位跟蹤攜帶該RFID射頻識(shí)別卡的井下人員的行走路徑，實(shí)現(xiàn)定位跟蹤功能。RFID射頻識(shí)別卡上設(shè)置有欠壓檢測(cè)器，當(dāng)RFID射頻識(shí)別卡電源電壓較低時(shí)，欠壓檢測(cè)器檢測(cè)到電池電壓不足時(shí)，RFID射頻識(shí)別卡向井上監(jiān)控設(shè)備發(fā)送欠壓信息，RFID射頻識(shí)別卡向井上監(jiān)控設(shè)備發(fā)送欠壓信息，以便于井上人員準(zhǔn)備好電源電池待用。RFID射頻識(shí)別卡上還設(shè)置有報(bào)警按鈕，當(dāng)井下人員在突遇危險(xiǎn)情況下可向井上人員發(fā)送報(bào)警信息，進(jìn)行呼救。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.井下定位系統(tǒng)，包括多個(gè)RFID射頻識(shí)別卡、位置信息采集器和監(jiān)控設(shè)備，所述監(jiān)控設(shè)備設(shè)置于井上，所述RFID射頻識(shí)別卡安裝于井下人員身上，其特征在于，該井下定位系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)傳輸裝置，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置設(shè)置有CANBUS通信接口，數(shù)據(jù)傳輸裝置通過(guò)CAN總線與位置信息采集器連接，監(jiān)控設(shè)備通過(guò)有線方式連接至少一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸裝置，每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸裝置連接至少一個(gè)位置信息采集器，位置信息采集器安裝于井下不同位置，位置信息采集器通過(guò)無(wú)線方式與RFID射頻識(shí)別卡連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的井下定位系統(tǒng)，其特征在于，所述RFID射頻識(shí)別卡包括內(nèi)嵌有ZIGBEE協(xié)議棧的無(wú)線發(fā)送器，位置信息采集器采集通過(guò)ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)與RFID射頻識(shí)別卡連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下定位系統(tǒng)，其特征在于，所述位置信息采集器包括嵌有RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的ARM單片機(jī)和RFID射頻識(shí)別無(wú)線接收器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下定位系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置還包括嵌有RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的ARM單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下定位系統(tǒng)，其特征在于，所述RFID射頻識(shí)別卡上還設(shè)有欠壓檢測(cè)器和報(bào)警按鈕。
專利摘要本實(shí)用新型涉及井下定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種井下定位系統(tǒng)，該井下定位系統(tǒng)包括多個(gè)RFID射頻識(shí)別卡、位置信息采集器、監(jiān)控設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸裝置，監(jiān)控設(shè)備設(shè)置于井上，RFID射頻識(shí)別卡安裝于井下人員身上，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置設(shè)置有CANBUS通信接口，數(shù)據(jù)傳輸裝置通過(guò)CANBUS總線與位置信息采集器連接，監(jiān)控設(shè)備通過(guò)無(wú)線方式連接至少一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸裝置，每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸裝置連接至少一個(gè)位置信息采集器，位置信息采集器安裝于井下不同位置。本實(shí)用新型井下定位系統(tǒng)中，設(shè)置有數(shù)據(jù)傳輸裝置，數(shù)據(jù)傳輸裝置通過(guò)CANBUS總線與位置信息采集器連接，提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率，增強(qiáng)了系統(tǒng)時(shí)效性，為井下作業(yè)安全性提供了保障。
文檔編號(hào)G06K17/00GK202523089SQ20122019934
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者周步祥, 宋凱, 楊安勇, 羅毅, 趙連興 申請(qǐng)人:成都常道科技有限責(zé)任公司