CN104459616A - 一种井下矿难搜救定位系统 - Google Patents

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CN104459616A CN201410737509.4A CN201410737509A CN104459616A CN 104459616 A CN104459616 A CN 104459616A CN 201410737509 A CN201410737509 A CN 201410737509A CN 104459616 A CN104459616 A CN 104459616A
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白中泽
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • G01S1/08—Systems for determining direction or position line

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Abstract

本发明公开了一种井下矿难搜救定位系统，包括分布在井下的有线信号传输网络、分布在矿下并与有线信号传输网络连接的多个定位仪、安装在可移动装备上的发射仪和设在地面上的控制中心，以及用于搜救的信号接收终端，所述控制中心与有线信号传输网络连接并接收定位仪传输的定位信号；所述发射仪穿戴在井下作业人员身上随井下作业人员移动，所述信号接收终端由搜救员携带并随搜救员移动靠近被困井下作业人员，并与其携带的发射仪发生无线信号响应。本发明系统结构简单，创建成本低，定位快速精度高，同时还能确定井下作业人员的行进方向；在发生矿难事故时能快速找寻到被困人员地址从而及时实施救援。

Description

一种井下矿难搜救定位系统
技术领域
本发明属于点对点定位通信技术领域，尤其涉及井下矿道内的定位技术。
背景技术
井下矿道作业是一项非常危险的工作，为了确保当发生矿难时作业人员的安全，通常会在井下构建作业人员动态分布与定位监控系统，从而在发生矿难时能第一时间通知人员撤离，并对井下设备进行调度。但目前的井下定位系统复杂，构建成本高，且由于井下地形复杂使得通信传输受限。
发明内容
发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供了一种井下矿难搜救定位系统，能有效快速对被困人员的定位并进行搜救。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种井下矿难搜救定位系统，包括分布在井下的有线信号传输网络、分布在矿下并与有线信号传输网络连接的多个定位仪、安装在可移动装备上的发射仪和设在地面上的控制中心，以及用于搜救的信号接收终端，所述控制中心与有线信号传输网络连接并接收定位仪传输的定位信号；所述发射仪穿戴在井下作业人员身上随井下作业人员移动，并与之最接近的定位仪发生无线点对点通信，从而使定位仪获取发射仪与定位仪之间的角度和距离信息数据，控制中心接收信息并进行数据处理；所述信号接收终端由搜救员携带并随搜救员移动靠近被困井下作业人员，并与其携带的发射仪发生无线信号响应。
所述定位仪和信号接收终端与发射仪之间采用无线射频识别通信技术。
所述井下矿道包括垂直井道和与之连通的巷道，所述巷道的入口处依次设有两个射频识别读写器，而射频标签设在井下作业人员身上。
所述定位仪和信号接收终端与发射仪之间采用Zigbee通讯技术
工作时分为正常模式和矿难模式，其中：
当处于正常模式时包括以下步骤：
（1）井下作业人员携带发射仪下到井下作业，靠近并进入定位仪的信号接收范围内时，定位仪对发射仪作出信号响应获取，并将信号通过有线传输网络传输至地面控制中心；
（2）当井下作业人员达到目的巷道时，设在巷道入口的两个射频识别读写器依次接收作业人员携带发射仪的射频信号，并传输给地面控制中心进行数据分析与处理，从而获取井下作业人员出入确认和所在位置信息；
当处于矿难模式时报刊以下步骤：
（1）首先地面控制中心通过残存的有限信号传输网络确定还在正常工作的定位仪，与此同时被困井下工作人员将发射仪切换成求救模式，该模式下发射仪能自主间断性发送求救信号；
（2）与此同时，搜救员携带信号接收终端下井搜寻，靠近并收到发射仪接收的求救信号，并展开救援；
（3）地面控制中心则调取正常工作定位仪，并检测是否收到求救信号以及求救信号的发出方位，并告知搜救员采取营救。
所述发射仪设有用于接收定位仪激活信号的激活模块，当发射仪接收到激活信号后进入工作状态，当发射仪未接收到激活信号时，发射仪处于休眠状态。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：该系统结构简单，创建成本低；通过发射仪与定位仪之间的无线点对点定位技术具有经过的定位精度，同时还能确定井下作业人员的行进方向；在发生矿难事故时能快速找寻到被困人员地址从而及时实施救援。
附图说明
图1为本发明所述点对点定位系统的结构示意图；
图2为本发明所述点对点定位系统的结构示意图。
其中，定位仪1、发射仪2、控制中心3、射频识别读写器4、信号接收终端5。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1和2所示，一种用于井下矿道的点对点定位系统，包括地面部分和地下部分，其中地下的垂直井道以及巷道内分布足够多个的定位仪，该定位仪用于接收井下作业人员携带的发射仪发出的的无线电编码信号，从而获取发射仪与定位仪之间的相对角度和距离，也可以是附近多个定位仪接收到发射仪发出的无线电编码信号进行三角定位技术确定发射仪与定位仪之间的相对位置信息，并将该无线电编码信号通过地下的有线方式的数据传输网络传送到地面部分的控制中心，控制中心进行数据处理和分析，并在显示屏上显示出作业人员在井下的精确位置，即采用这种点对点定位方式确定作业人员的位置。同时搜救员携带信号接收终端并移动靠近被困井下作业人员，与其携带的发射仪发生无线信号响应。所述发射仪设有正常模式和求救模式，两个模式下的工作过程：
当处于正常模式时包括以下步骤：
（1）井下作业人员携带发射仪下到井下作业，靠近并进入定位仪的信号接收范围内时，定位仪对发射仪作出信号响应获取，并将信号通过有线传输网络传输至地面控制中心；
（2）当井下作业人员达到目的巷道时，设在巷道入口的两个射频识别读写器依次接收作业人员携带发射仪的射频信号，并传输给地面控制中心进行数据分析与处理，从而获取井下作业人员出入确认和所在位置信息；
当处于矿难模式时报刊以下步骤：
（1）首先地面控制中心通过残存的有限信号传输网络确定还在正常工作的定位仪，与此同时被困井下工作人员将发射仪切换成求救模式，该模式下发射仪能自主间断性发送求救信号；
（2）与此同时，搜救员携带信号接收终端下井搜寻，靠近并收到发射仪接收的求救信号，并展开救援；
（3）地面控制中心则调取正常工作定位仪，并检测是否收到求救信号以及求救信号的发出方位，并告知搜救员采取营救。
另外为了节约用电，发射仪设有激活模块，当发射仪接收到激活信号后进入工作状态，当发射仪未接收到激活信号时，发射仪处于休眠状态。进一步改进，可以在每条巷道的入口处依次设置两个射频识别读写器，当作业人员携带发射仪进出巷道时，通过射频识别读写器接收到射频识别信号的先后顺序，从而可以确定作业人员在巷道中的前进方向。

Claims (6)

1.一种井下矿难搜救定位系统，其特征在于：包括分布在井下的有线信号传输网络、分布在矿下并与有线信号传输网络连接的多个定位仪、安装在可移动装备上的发射仪和设在地面上的控制中心，以及用于搜救的信号接收终端，所述控制中心与有线信号传输网络连接并接收定位仪传输的定位信号；所述发射仪穿戴在井下作业人员身上随井下作业人员移动，并与之最接近的定位仪发生无线点对点通信，从而使定位仪获取发射仪与定位仪之间的角度和距离信息数据，控制中心接收信息并进行数据处理；所述信号接收终端由搜救员携带并随搜救员移动靠近被困井下作业人员，并与其携带的发射仪发生无线信号响应。
2.根据权利要求1所述井下矿难搜救定位系统，其特征在于：所述定位仪和信号接收终端与发射仪之间采用无线射频识别通信技术。
3.根据权利要求2所述井下矿难搜救定位系统，其特征在于：所述井下矿道包括垂直井道和与之连通的巷道，所述巷道的入口处依次设有两个射频识别读写器，而射频标签设在井下作业人员身上。
4.根据权利要求1所述井下矿难搜救定位系统，其特征在于：所述定位仪和信号接收终端与发射仪之间采用Zigbee通讯技术。
5.根据权利要求1所述井下矿难搜救定位系统，其特征在于：工作时分为正常模式和矿难模式，其中：
当处于正常模式时包括以下步骤：
（1）井下作业人员携带发射仪下到井下作业，靠近并进入定位仪的信号接收范围内时，定位仪对发射仪作出信号响应获取，并将信号通过有线传输网络传输至地面控制中心；
（2）当井下作业人员达到目的巷道时，设在巷道入口的两个射频识别读写器依次接收作业人员携带发射仪的射频信号，并传输给地面控制中心进行数据分析与处理，从而获取井下作业人员出入确认和所在位置信息；
当处于矿难模式时报刊以下步骤：
（1）首先地面控制中心通过残存的有限信号传输网络确定还在正常工作的定位仪，与此同时被困井下工作人员将发射仪切换成求救模式，该模式下发射仪能自主间断性发送求救信号；
（2）与此同时，搜救员携带信号接收终端下井搜寻，靠近并收到发射仪接收的求救信号，并展开救援；
（3）地面控制中心则调取正常工作定位仪，并检测是否收到求救信号以及求救信号的发出方位，并告知搜救员采取营救。
6.根据权利要求5所述井下矿难搜救定位系统，其特征在于：所述发射仪设有用于接收定位仪激活信号的激活模块，当发射仪接收到激活信号后进入工作状态，当发射仪未接收到激活信号时，发射仪处于休眠状态。
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