CN103029726B - 一种矿井机车精确定位及防撞系统 - Google Patents
一种矿井机车精确定位及防撞系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种矿井机车精确定位及防撞系统，包括：识别卡、位置标签、无线中继器、控制分站和控制中心，所述位置标签和无线中继器铺设在矿井下的巷道里，所述识别卡安装在机车上，所述控制分站与控制中心通过光纤相连。本发明不仅可以实现井下机车的精确定位，且能在机车距离过近时发出告警，实现机车防撞功能。
Description
技术领域
本发明涉及矿井机车安全技术领域，具体涉及一种矿井机车精确定位及防撞系统。
背景技术
井下运输监控系统在智能安全与管理中起着重要作用，其主要功能是辅助运输管理部门对各平巷、斜巷中的电瓶车、牵引车、人员进行监控，实现运行管理自动化。采取有针对性的监控措施，能有效的防止矿井下轨道运输事故，从而促进煤矿安全生产。
传统的煤矿井下机车定位所用技术，有以下几种：
1、可移动视频方法
原理：采用车载无线图像传送监视装置发射器，将机车运行位置捕捉巷道场景以图片的形式发射出去，这些图片采用对比识别技术进行比较，通过分站接收器接收发出的信息，识别后在调度站通过视频确定机车位置及方向；
缺点：以图片的形式捕捉机车运行位置，无法实现实时定位的功能；通过视频确定机车位置和方向，必须有值班人员用肉眼实时监测和调度，实际应用缺乏可操作性。
2、载波通信方法
原理：电机车上采用上行、下行2种不同的编码，调制载波发生器的载波信号，由信号回路耦合到架空线上去。当同方向的两车距离低于设定的安全距离时，触发报警回路；
缺点：两车之间的定位不准确；电力载波受线路的干扰严重；载波通信的通信距离近，需要大量的中继设备。
3、进入式定位方法
原理：在井下各个巷道进入口或关键处安装传感器，当机车经过该传感器时，记录该机车的信息，并将该机车信息及位置上传给调度站；
缺点：该方法无法实现精确定位，只能知道该机车进入了井下某一区域，无法实现机车防撞告警功能。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种矿井机车精确定位及防撞系统，不仅可以实现井下机车的精确定位，且能在机车距离过近时发出告警，实现机车防撞功能。
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明采取的技术方案是：一种矿井机车精确定位及防撞系统，包括：识别卡、位置标签、无线中继器、控制分站和控制中心，所述位置标签和无线中继器铺设在矿井下的巷道里，所述识别卡安装在机车上，所述控制分站与控制中心通过光纤相连。
所述识别卡，具备RFID读取功能和ZigBee无线通信功能，用于读取位置标签的RFID位置信息，并通过ZigBee发送位置信息至无线中继器，以及接收来自无线中继器的信息。
所述位置标签为无源RFID电子标签卡，用于存储该标签所在地理位置的位置信息。
所述无线中继器，具备ZigBee无线通信功能，通过ZigBee接收来自识别卡的位置信息，并将该信息发送给控制分站；将来自控制分站的信息发送给识别卡。
所述控制分站，具备ZigBee无线通信功能和光纤通信功能，通过ZigBee接收来自无线中继器的位置信息，发送给控制中心；将来自控制中心的信息发送给中继器。
所述控制中心，包括显示器和报警装置，具备光纤通信功能，用于接收从控制分站发送来的位置信息，所述位置信息体现的井下机车的精确位置通过显示器显示；所述报警装置用于当井下相邻两机车位置过近时下发告警信号并将报警信号发送给控制分站。
本发明所述精确定位及防撞系统的工作流程为：
(1)井下巷道每隔N米在电缆上挂一个位置标签，位置标签之间的距离N即是定位精度；位置标签里存有该位置标签所处物理位置的位置信息；
(2)机车上安装识别卡，当机车从巷道通过时，通过识别卡读取所经过位置标签的位置信息，将该位置信息通过ZigBee就近发给附近的中继器；
(3)中继器通过ZigBee将机车位置信息发送给控制分站；控制分站通过光纤将机车位置信息发送给井上定位控制中心；
(4)井上定位控制中心得到机车的精确位置信息并显示；判断如果相邻两机车的距离小于所设定的最小告警距离，则发出告警信号；该告警信号通过光纤传送给控制分站，控制分站通过ZigBee传送给中继器，中继器通过ZigBee传送给识别卡，机车读到识别卡内的告警信息，发出告警信号并作相应响应。
本发明所述精确定位及防撞系统的原理是：
RFID（无线射频识别）技术也被称为电子标签技术，它通过无线射频信号实现非接触方式下的双向通信，完成对目标对象的自动识别和数据的读写操作。基于RFID技术的产品具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离远、内容可加密、存储容量大、可同时识别多个高速运动标签等特点；使用RFID作为位置标签铺设在矿井下的巷道里，位置标签内存有该标签所在位置的精确位置信息；机车上安装有识别卡，当机车高速通过位置标签时，识别卡读取所经过位置标签的位置信息，即为该机车当时所处于的地理位置；通过Zigbee以及中继器迅速发送给最近的控制分站，控制分站通过光纤上传该位置信息至地面控制中心，地面控制中心可得到该机车的实时精确位置；定位的精度取决于位置标签铺设的单位间隔，因位置标签的造价低，可以铺设的很紧密，如单位间隔为1米，那么本定位系统的定位精度就是1米；控制中心得到多个机车的位置信息，当机车之间的距离过近，可以将告警信息通过控制分站转发给相应的机车，机车得到该信息后立刻告警并作出相应处理，如：减速、停车。
本发明所述系统不仅可以实现井下机车的精确定位，且能在机车距离过近时发出告警，实现机车防撞功能。
附图说明
图1是本发明所述系统的模型图；
图2是本发明实施例1所述的系统的工作流程图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1所示的一种矿井机车精确定位及防撞系统，包括：识别卡、位置标签、无线中继器、控制分站和控制中心，所述位置标签和无线中继器铺设在矿井下的巷道里，所述识别卡安装在机车上，所述控制分站与控制中心通过光纤相连。所述识别卡，具备RFID读取功能和ZigBee无线通信功能，用于读取位置标签的RFID位置信息，并通过ZigBee发送位置信息至无线中继器，以及接收来自无线中继器的信息。所述位置标签为无源RFID电子标签卡，用于存储该标签所在地理位置的位置信息。所述无线中继器，具备ZigBee无线通信功能，通过ZigBee接收来自识别卡的位置信息，并将该信息发送给控制分站；将来自控制分站的信息发送给识别卡。所述控制分站，具备ZigBee无线通信功能和光纤通信功能，通过ZigBee接收来自无线中继器的位置信息，发送给控制中心；将来自控制中心的信息发送给中继器。所述控制中心，包括显示器和报警装置，具备光纤通信功能，用于接收从控制分站发送来的位置信息，所述位置信息体现的井下机车的精确位置通过显示器显示；所述报警装置用于当井下相邻两机车位置过近时下发告警信号并将报警信号发送给控制分站。
如图2所示实施例1所述精确定位及防撞系统的工作流程为：
(1)在矿井巷道中每隔单位距离N米挂一个位置标签，其中N取决于系统所要求的定位精度，该位置标签储存了所在位置的位置信息；
(2)机车上安装识别卡，当机车从巷道通过时，通过识别卡读取所经过位置标签的位置信息，将该位置信息通过ZigBee就近发给附近的中继器；
(3)中继器通过ZigBee将机车位置信息发送给控制分站；控制分站通过光纤将机车位置信息发送给井上定位控制中心；
(4)井上定位控制中心得到机车的精确位置信息并显示；判断如果相邻两机车的距离小于所设定的最小告警距离，则发出告警信号；该告警信号通过光纤传送给控制分站，控制分站通过ZigBee传送给中继器，中继器通过ZigBee传送给识别卡。机车读到识别卡内的告警信息，发出告警信号并作相应响应。
Claims (2)
1.一种矿井机车精确定位及防撞系统，其特征在于，包括：识别卡、位置标签、无线中继器、控制分站和控制中心，所述位置标签和无线中继器铺设在矿井下的巷道里，所述识别卡安装在机车上，所述控制分站与控制中心通过光纤相连；
所述识别卡，具备RFID读取功能和ZigBee无线通信功能，用于读取位置标签的RFID位置信息，并通过ZigBee发送位置信息至无线中继器，以及接收来自无线中继器的信息；
所述无线中继器，具备ZigBee无线通信功能，通过ZigBee接收来自识别卡的位置信息，并将该信息发送给控制分站；将来自控制分站的信息发送给识别卡；
所述控制分站，具备ZigBee无线通信功能和光纤通信功能，通过ZigBee接收来自无线中继器的位置信息，发送给控制中心；将来自控制中心的信息发送给中继器；
所述控制中心，包括显示器和报警装置，具备光纤通信功能，用于接收从控制分站发送来的位置信息，所述位置信息体现的井下机车的精确位置通过显示器显示；所述报警装置用于当井下相邻两机车位置过近时下发告警信号并将报警信号发送给控制分站；
所述矿井机车精确定位及防撞系统的工作方式为：
(1)井下巷道每隔N米在电缆上挂一个位置标签，位置标签之间的距离N即是定位精度；位置标签里存有该位置标签所处物理位置的位置信息；
(2)机车上安装识别卡，当机车从巷道通过时，通过识别卡读取所经过位置标签的位置信息，将该位置信息通过ZigBee就近发给附近的中继器；
(3)中继器通过ZigBee将机车位置信息发送给控制分站；控制分站通过光纤将机车位置信息发送给井上定位控制中心；
(4)井上定位控制中心得到机车的精确位置信息并显示；判断如果相邻两机车的距离小于所设定的最小告警距离，则发出告警信号；该告警信号通过光纤传送给控制分站，控制分站通过ZigBee传送给中继器，中继器通过ZigBee传送给识别卡，机车读到识别卡内的告警信息，发出告警信号并作相应响应。
2.根据权利要求1所述的矿井机车精确定位及防撞系统，其特征在于：所述位置标签为无源RFID电子标签卡，用于存储该标签所在地理位置的位置信息。
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