CN103912312B - 一种具有辅助定位节点的工作面操作人员定位方法 - Google Patents
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Abstract
一种具有辅助定位节点的工作面操作人员定位方法，包括辅助定位节点、遥控器、接收器、电液控制系统；所述辅助定位节点内含地址信息并具有无线通信功能分布安装于工作面固定位置，所述遥控器具有无线通信功能，可通过接收器与电液控制系统交互并控制支架动作，所述接收器具有无线通信功能，可接收遥控器的指令信息并转发至控制系统，所述电液控制系统具有对工作面支架进行动作控制的功能。遥控器进入辅助定位节点所规定的地理围栏区域后确定所在位置，并与最近接收器建立连接，并通过接收器控制电液系统，同时闭锁所在支架，实现工作面操作人员自动定位并保证人员安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于煤矿井下综采工作面操作人员定位与安全保障的方法及其系统，尤其涉及一种带有辅助定位节点的高精度人员定位方法。
背景技术
在煤矿井下，存在遥控控制的工作环境，遥控控制方便工人操作。然而，在现有情况下，出于安全的考虑，通过操作规程规定操作人员只能在限定区域操作，以避免由于所在区域设备动作导致的意外发生。由于井下，尤其是工作面，其工作环境比较恶劣，如果采用人员精确定位技术实现工作面人员精确定位，并闭锁人员所在区域的设备，就能极大的改善操作人员的工作状况，提升安全顶级，提高工作效率。
矿井人员定位系统是一种集无线数据传输、信息采集与网络传输、地理信息系统等技术为一体的动态目标监控定位系统。该系统可以实时观察目标的移动情况、查询目标的历史数据、确定动态目标的当前位置等，目前广泛应用于煤矿人员、设备、车辆的安全管理。
现有人员定位系统普遍采用场强或者电波飞行时间实现定位。然而，由于采掘工作面设备复杂，空间狭小，而且存在较多粉尘，高湿度等环境恶劣。无线电波容易产生反射绕射等现象，依靠场强及飞行时间的传统定位系统在工作面往往定位精度较差，难于满足工作面人员精确定位的需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种具有辅助定位节点的工作面操作人员定位方法，包括工作面定位系统，所述工作面定位系统包括辅助定位节点、遥控器、接收器、电液控制系统；所述辅助定位节点内含地址信息并具有无线通信功能，其分布安装于工作面的固定位置；所述遥控器具有无线通信功能，可通过接收器与电液控制系统交互并控制支架动作；所述接收器具有无线通信功能，可接收遥控器的指令信息并转发至控制系统；所述电液控制系统具有对工作面支架进行动作控制的功能；
所述定位方法包括：遥控器进入辅助定位节点所确定的范围区域后确定自身所在位置，并与最近的接收器建立连接，通过接收器控制电液系统，同时闭锁所在支架，实现工作面操作人员自动定位并保证人员安全。
优选所述辅助定位节点与所述遥控器通过无线信号交互数据并实现定位。
优选所述的辅助定位节点包括无线传输模块和电池。
优选所述的辅助定位节点具有低功耗功能。
优选所述遥控器具有无线通信模块。
优选所述遥控器通过所述接收器接入电液控制系统，实现对工作面支架的遥控控制。
优选所述接收器具有无线通信功能和通信端口。
优选所述电液控制系统具有通信端口，接收器可以通过所述通信端口接入控制系统并执行控制动作。
优选所述人员定位系统优化辅助定位节点无线数据发送功率，实现辅助定位节点高密度布置，从而实现工作面人员精确定位。
本发明的优点在于，辅助定位节点体积小巧、成本低廉、安装方便并具有较好的防尘防潮性能，可以长期免维护工作。现有遥控型控制系统只需增加辅助定位节点即可实现操作人员自动定位功能，通过本发明专利实现遥控型工作面操作人员自动感知定位、支架自动安全闭锁，提高遥控型系统方便性的同时保证工作面安全性。
附图说明
附图1为本发明的定位系统原理示意图。
具体实施方式
参见附图1，其显示了本发明所述具有辅助定位节点的人员定位系统示意图。
定位系统包括辅助定位节点、遥控器、接收器、电液控制系统；辅助定位节点内置无线传输模块、电池，并含有位置信息。辅助定位节点平时处于睡眠状态，定时唤醒并发送含有本节点位置信息的数据帧。工作面支架操作人员携带的遥控器处于辅助定位节点附近时接收到辅助定位节点的数据帧，并同时获取数据帧的信号强度信息，通过对所收到的不同辅助节点数据帧的强度对比判断遥控器接近哪个辅助定位节点，将辅助定位节点按照支架划分成组，安装在一个支架上的4个辅助定位节点为一组，通过加权平均形成遥控器与某一支架的数学关系，这样可以克服天线极化方向，人、物体阻挡、吸收等干扰因素影响，提高系统定位精度，以上两点并结合短距离内场强与距离近似线性关系可以对遥控器位于工作面的位置进行精确定位。遥控器完成定位后自动与所在支架的无线接收器建立数据连接，并自动实现该支架的自动闭锁，并指示连接状态、闭锁信息，保护操作人员人身安全。遥控器可以通过无线链路与之连接的支架控制器操作支架。当操作人员完成支架操作后位置移动时，如前所述，遥控器所收到的辅助定位信息地址、强度等发生变化，遥控器依据最新的辅助定位信息判断其所在位置，当遥控器判断位置发生变化时，其首先连接并闭锁临近支架，再解除原闭锁支架并断开连接。
所述遥控器，具有无线通信功能，并可以测量接收到数据帧的强度信息。位于工作面的遥控器自动收集来自辅助定位节点的数据信息，根据强度、分组等信息判断所在的支架并与该支架建立无线连接，并通过该无线连接进行支架操作控制。
所述接收器，具有无线通信功能，通过将接收器连接到控制器上实现遥控型控制器功能，接收器通过接收来自遥控器的控制信息并转发该操作信息操作至电液控制系统实现遥控型电液控制系统。
电液控制系统通过接收器获得控制信息并执行支架动作。
以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替代，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种具有辅助定位节点的工作面操作人员定位方法，包括使用工作面定位系统定位，其特征在于：所述工作面定位系统包括辅助定位节点、遥控器、接收器、电液控制系统；所述辅助定位节点内含地址信息并具有无线通信功能，其分布安装于工作面的固定位置；所述遥控器具有无线通信功能，可通过接收器与电液控制系统交互并控制工作面支架动作；所述接收器具有无线通信功能，可接收遥控器的指令信息并转发至电液控制系统；所述电液控制系统具有对工作面支架进行动作控制的功能；
所述定位方法包括：所述辅助定位节点定时唤醒并发送含有本节点位置信息的数据帧，所述遥控器处于辅助定位节点附近时接收到辅助定位节点的数据帧，并同时获取数据帧的信号强度信息，所述遥控器与最近的接收器建立连接，通过接收器控制电液控制系统，同时闭锁人员及遥控器所在的工作面支架，实现工作面操作人员自动定位并保证人员安全。
2.如权利要求1所述的具有辅助定位节点的工作面操作人员定位方法，其特征在于：所述辅助定位节点与所述遥控器通过无线信号交互数据并实现定位。
3.如权利要求1所述的具有辅助定位节点的工作面操作人员定位方法，其特征在于：所述的辅助定位节点包括无线传输模块和电池。
4.如权利要求1所述的具有辅助定位节点的工作面操作人员定位方法，其特征在于：所述的辅助定位节点具有低功耗功能。
5.如权利要求1所述的具有辅助定位节点的工作面操作人员定位方法，其特征在于：所述遥控器具有无线通信模块。
6.如权利要求1所述的具有辅助定位节点的工作面操作人员定位方法，其特征在于：所述遥控器通过所述接收器接入电液控制系统，实现对工作面支架的遥控控制。
7.如权利要求1所述的具有辅助定位节点的工作面操作人员定位方法，其特征在于：所述接收器具有无线通信功能和通信端口。
8.如权利要求1所述的具有辅助定位节点的工作面操作人员定位方法，其特征在于：所述电液控制系统具有通信端口，接收器可以通过所述通信端口接入电液控制系统并执行控制动作。
9.如权利要求1-8任一所述的具有辅助定位节点的工作面操作人员定位方法，其特征在于：所述人员定位方法优化辅助定位节点无线数据发送功率，实现辅助定位节点高密度布置，从而实现工作面操作人员精确定位。
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