CN101737083A - 一种井下矿人员设备定位数据传输无线识别装置 - Google Patents

Abstract

一种井下矿人员设备定位数据传输无线识别装置，在控制电路板上联接无线识别-通讯控制模块和电力载波模块，并装有照明控制开关和矿灯。无线识别装置用电力线缆或无线通讯与地面监控中心的通讯控制器相联接，无线身份卡以无线通讯与无线识别装置相联接。由于无线识别装置具有无线自组网的功能，因此个别无线识别装置出现意外不能工作，不影响其它无线识别装置工作，故不会导致整个系统瘫痪。无线识别装置具有通过电力线载波通讯和无线通讯功能，井下无须铺设通讯线缆，缩短工期，降低施工难度，成本大大降低。由于该无线识别装置本身具有照明和照明控制器，当无人员设备在该无线识别装置范围内时，会自动关闭照明，从而大大节省了能源。

Description

一种井下矿人员设备定位数据传输无线识别装置

技术领域

本发明涉及一种矿井信号数据传输装置，具体涉及一种对井下人员设备所携带的身份卡进行识别，并利用电力线载波和无线自组网的定位数据传输的装置。

背景技术

目前对井下矿人员设备定位，最广泛应用的就是在井下安装一种识别器，只完成了井下人员设备的定位。其实现方式是在井下需要定位的巷道和作业面安装识别器，然后通过铺设光纤或通信电缆将识别器的定位数据传输到地面控制中心。

但是这种方式只能适用于没有任何安全事故的井下矿，一旦由于意外井下传输线缆中断，则整个井下矿人员设备定位系统立即瘫痪，由于局部出现线路故障而导致整个系统瘫痪，地面无法获知井下动态。

这种方式自身不能提供照明和照明控制，井下局部区域是否需要启动或关闭照明灯不得而知，若需要井下照明，还需要另外装置照明系统。

这种方式还需要铺设通讯传输线缆，若井下矿是煤矿，则需要所有铺设线缆防爆，而且铺设施工难度较大。

而无论国内外没有文献介绍有利用一个仪器实现了井下人员设备定位识别、无线自组网数据传输结合电力线载波数据传输的双数据传输保障、井下照明及其照明控制。

另外这种方式实施复杂，工期较长，造价昂贵，单纯用来人员设备定位没有充分发挥实用价值。

发明内容

针对目前井下矿人员设备定位方法和设备存在的问题，本发明提出一种易于实施、造价低的井下矿照明、人员设备定位识别的仪器装置。

解决上述技术问题所采用的具体技术方案是：一种井下矿人员设备定位数据传输无线识别装置，其特征在于：在无线识别器(5)控制电路板(8)上联接无线识别-通讯控制模块(9)和电力载波模块(10)，控制电路板(8)联接电源(12)接口，控制电路板(8)上装有照明控制开关(13)和矿灯(11)。

无线识别器的电路联接关系是：无线识别模块-通讯模块(9)中JP1的1、3引脚分别联接控制电路板(8)中J5的2、3引脚，电力载波模块中TXD，RXD联接控制电路板(8)中的J7的2、3引脚。

本发明的有益效果：

为下井的所有人员和设备佩带一个无线身份卡，当下井人员进入井下以后，只要通过或接近放置在巷道内的任何一个无线识别器，无线识别传感器便会马上感应到信号，这样照明控制器会立即接通照明电路，为井下该无线识别器区域提供照明，并将信号通过可靠双通道数据传输方法上传到地面控制中心主机，这样地面控制中心主机的软件就可判断出具体信息(如：是谁，在哪个位置，具体时间等)，同时通过GIS系统可把它显示在控制中心的大屏幕和电脑显示屏上，并做好数据备份存贮。当所有人员设备都不在无线识别器范围内，即无线识别器没有识别到任何无线身份卡，则照明控制器会立即断开照明电路，关闭照明系统。

由于无线识别器具有无线自组网的功能，因此一个或几个无线识别器出现意外而不能工作，不会影响其它无线识别器工作，故整个系统不会由于局部无线识别器不能工作而导致整个系统瘫痪。

由于无线识别器具有通过电力线载波通讯和无线通讯功能，因此只要该两种通讯方式只要有一种处于良好状态，就能够和地面控制系统进行数据传输。并且井下无须铺设任何通讯线缆，只要井下有电力系统即可，现实情况是所有井下都有电力供给系统。这样会使得井下矿人员设备定位系统的造价成本大大降低，免去了通讯线缆的施工，缩短了工期，大大降低了系统施工难度。

由于该无线识别器本身具有照明和照明控制器，当无人员设备在该无线识别器范围内时，会自动关闭照明，从而大大节省了能源，无论有人没人而不会一直接通照明，造成巨大浪费。

附图说明

图1是本发明的整体装置结构示意图；

图2是图1中无线识别器结构示意框图

图3是图2中控制电路板的电路原理图

图4是图2中电力载波模块的电路原理图

图5是无线识别模块和通讯模块的原理图

图中：1地面监控中心主机，2以太网，3数据服务器，4通讯控制器，5无线识别器，6无线身份卡，7挂钩，8控制电路板，9无线识别-通讯控制模块，10电力载波模块，11矿灯，12电源，13照明控制开关。

具体实施方式

结合附图具体说明本装置的结构和使用方法。

一种井下矿人员设备定位数据传输无线识别装置，如图2所示，在无线识别器5的控制电路板8上联接无线识别-通讯控制模块9和电力载波模块10，控制电路板8联接电源12接口，控制电路板8上装有照明控制开关13和矿灯11。

无线识别器的电路联接关系是：

图5无线识别模块-通讯模块中JP1的1、3引脚分别连接图3控制电路板8中J5的2、3引脚，图4电力载波模块中TXD，RXD接图3控制电路板8中的J7的2、3引脚。

具体实施时是由地面监控中心装置和井下无线识别装置组成。地面监控中心按常规监控通讯装置设置，如图1所示：井下需要进行人员设备跟踪的区域和巷道中根据现场具体需要安置一定数量的无线识别装置5作为无线识别和路由节点，通常情况下一个地点只需要放置一台即可跟踪此地点作业人员设备情况，

井下作业的人员设备携带无线身份卡6。无线识别装置具有无线自组网通讯路由功能和通过电力线载波进行数据传输的功能，通过无线网络和通讯电缆将识别到的身份卡等相关数据传输到地面监控中心，将井下数据通过跳转的方式和电力线载波的传输方式传输到地面控制中心，同时利用井下已有的供电系统与无线识别传感器连接提供工作电源和电力线载波数据传输载体。这样就完成了一个由地面控制中心计算机通过无线网络和通讯电缆连接井下无线识别传感器的可靠双通道数据传输方法。

地面监控中心：通讯控制器4和数据服务器3通过通讯线缆连接，通讯控制器4将数据存储到数据服务器3中，地面监控中心主机1与数据服务器3通过以太网2相连接，地面监控中心主机1通过以太网2访问数据服务器3对井下所有身份卡6进行实时监控。

井下设置：在井下稳固安全的区域以顶挂式或壁挂式置有一个主无线识别装置5，主无线识别装置5以电力线缆或无线通讯与地面上的通讯控制器4相联接，在巷道内需要定位的位置，安装多个分支无线识别装置51、52，对井下的每位人员和需要检测的设备佩带无线身份卡6，识别身份卡的无线识别传感器选用IEEE802.15.4标准的ZigBee模块，ZigBee技术是基于IEEE802.15.4标准的高可靠性，低成本和低功耗特性的无线技术。无线身份卡6时刻主动向外发射无线信号，无线识别-通讯控制模块9能够接收到无线身份卡6的无线信号并将无线身份卡6的卡号保存在无线识别-通讯控制模块9通过无线跳转的方式将数据发送到通讯控制器4中，同时电力载波模块10通过电力线缆将无线识别-通讯控制模块9中的数据发送到通讯控制器4中，电力载波模块选用抗噪声干扰能力强，传输距离远及可靠性高的符合工业标准的，通讯速率可供选择的模块。

通过无线与电力线两种并行的通讯方式进行数据传输，不仅保障了数据传输的可靠性，而且免去了从地面到井下铺设通讯线缆。

无线识别及存储器芯片模块8是实时识别并进行存储刷新的，当无线识别-通讯控制模块9中有存储信息时，照明控制开关13会自动接通电源12与井下矿用矿灯11的供电，从而井下矿用矿灯14将会亮起来提供照明。矿灯选用100W要有抗震动保护罩，位于整个无线识别器下端。一旦所有身份卡6都不在无线识别-通讯控制模块9范围内时，即无线识别-通讯控制模块9中没有存储信息时，照明控制开关13会自动断开与电源12与井下矿用矿灯11的供电，从而井下矿用矿灯11将会熄灭。从而无人员设备在无线识别器5范围内时会自动关闭照明系统，将会大大节省电能。

Claims (2)

1.一种井下矿人员设备定位数据传输无线识别装置，其特征在于：在无线识别器(5)控制电路板(8)上联接无线识别-通讯控制模块(9)和电力载波模块(10)，控制电路板(8)联接电源(12)接口，控制电路板(8)上装有照明控制开关(13)和矿灯(11)。

2.根据权利要求1一种井下矿人员设备定位数据传输无线识别装置，其特征在于：无线识别器的电路联接关系是：无线识别模块-通讯模块(9)中JP1的1、3引脚分别联接控制电路板(8)中J5的2、3引脚，电力载波模块中TXD，RXD联接控制电路板(8)中的J7的2、3引脚。

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