CN106961288B - 矿井救援漂浮定位系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矿井救援漂浮定位系统及方法，该系统包括地面监控台、与地面监控台连接的光纤电缆、设置在光纤电缆上且伸入至井下透水区的救援定位子系统，救援定位子系统包括多个无线救援终端，无线救援终端包括内部装有营养液的储物瓶、控制模块和通信接口，储物瓶外套装有漂浮层，控制模块包括处理器、供电电源、存储器、心电传感器、称重传感器和数据传输单元，地面监控台包括工控机和无线数据收发模块；该方法包括步骤：一、初始化救援定位子系统；二、钻孔并投放无线救援终端；三、定位被困人员位置并获取被困人员生命体征参数。本发明利用可漂浮储物瓶定位被困人员位置，同时为被困人员带去维持生命的营养物质，为救援被困人员提供帮助。

Description

矿井救援漂浮定位系统及方法
技术领域
本发明属于井下救援技术领域，具体涉及一种矿井救援漂浮定位系统及方法。
背景技术
矿井在建设和生产过程中，地面水和地下水通过各种通道涌入矿井，当矿井涌水超过正常排水能力时，就造成矿井水灾，通常称为透水，矿井透水是我国煤矿事故主要地质灾害之一，透水事故一旦发生，严重的直接淹没采区，造成矿井内的设备损失，造成大量经济损失。同时，事故也会造成人员伤亡，井下一部分被困人员不能被及时救援，会威胁其生命安全，造成严重后果。目前，已经有成熟的地面救援设备和救援技术，如无人机、救援机器人、探测卫星等。但并没有相关的对井下被困人员进行定位的装置和技术。井下人员一旦被困，很难及时定位、救援，为救援工作带来严重不便。因此，缺少一种井下救援定位系统及方法，对井下被困人员进行精确定位，并为井下被困人员提供维持生命的营养物质，延长被困人员等待救援的时间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿井救援漂浮定位系统，其利用可漂浮储物瓶定位被困人员位置，同时为被困人员带去维持生命的营养物质，为救援工作赢取时间，为救援被困人员提供帮助，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：矿井救援漂浮定位系统，其特征在于：包括设置在井上的地面监控台、与所述地面监控台连接的光纤电缆以及设置在光纤电缆上且伸入至井下透水区的救援定位子系统，所述救援定位子系统包括多个无线救援终端，多个无线救援终端沿光纤电缆长度方向依次设置在光纤电缆上，相邻两个无线救援终端之间的距离为L且L<D，其中，D为相邻两个无线救援终端无线通信的有效距离，无线救援终端包括内部装有营养液的储物瓶、设置在储物瓶瓶身内的控制模块和设置在储物瓶上的通信接口，储物瓶外套装有漂浮层，所述控制模块包括处理器、供电电源以及与处理器相接的存储器和用于无线数据通信的数据传输单元，处理器的输入端接有心电传感器和安装在储物瓶瓶身底部的称重传感器，处理器的输出端接有安装在漂浮层外的指示灯，所述地面监控台包括工控机和与工控机相接的无线数据收发模块，处理器依次通过通信接口和光纤电缆与工控机进行通信。
上述的矿井救援漂浮定位系统，其特征在于：所述心电传感器和称重传感器均通过A/D转换电路与处理器的输入端相接。
上述的矿井救援漂浮定位系统，其特征在于：所述数据传输单元包括射频收发器CC2420，相邻两个射频收发器CC2420之间通信的有效距离为100m～120m，相邻两个无线救援终端之间的距离L满足：80m<L<100m。
上述的矿井救援漂浮定位系统，其特征在于：所述地面监控台还包括与工控机输出端相接的显示器。
上述的矿井救援漂浮定位系统，其特征在于：所述多个无线救援终端中靠近所述地面监控台的无线救援终端与所述地面监控台之间的距离小于相邻两个无线救援终端之间的距离L。
上述的矿井救援漂浮定位系统，其特征在于：所述无线数据收发模块与靠近所述地面监控台的无线救援终端中的数据传输单元进行无线通信。
同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理、可快速定位井下被困人员的矿井救援漂浮定位的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、初始化救援定位子系统：首先，给安装在光纤电缆上全部的无线救援终端进行上电复位，全部的无线救援终端采用自组网或相邻两个无线救援终端之间无线信号传递的方式进行数据通信，确保每个无线救援终端无线通信正常；然后，工控机通过光纤电缆向光纤电缆上安装的全部的无线救援终端发出指令，全部的无线救援终端均通过光纤电缆向工控机反馈信号，确保每个无线救援终端有线通信正常；
每个无线救援终端中的数据传输单元采用射频收发器CC2420，相邻两个无线救援终端之间的距离L满足：80m<L<100m，其中，相邻两个射频收发器CC2420之间通信的有效距离为100m～120m；当检测每个无线救援终端无线通信正常时，若光纤电缆呈一字状布设时，全部的无线救援终端采用相邻两个无线救援终端之间无线信号传递的方式进行数据通信；若光纤电缆非一字状布设时，光纤电缆中非一字状布设的电缆段上安装的无线救援终端采用自组网无线信号传递的方式进行数据通信；
步骤二、钻孔并投放无线救援终端：在矿井透水区的地面上开钻与透水区连通且可容纳无线救援终端通过的投放孔，将安装有多个无线救援终端的光纤电缆沿投放孔下放至透水区；
步骤三、定位被困人员位置并获取被困人员生命体征参数，过程如下：
步骤301、判断光纤电缆是否故障：通过工控机定时向光纤电缆上安装的全部的无线救援终端发出指令，若无线救援终端向工控机反馈信号，说明光纤电缆通信正常，执行步骤302；若无线救援终端未向工控机反馈信号，说明光纤电缆故障，执行步骤303；
步骤302、有线与无线通信方式并存模式下定位被困人员位置并获取被困人员生命体征参数：首先，通过无线救援终端中的称重传感器采集营养液重量变化，采用光纤电缆将营养液重量变化的无线救援终端位置有线传输至工控机，同时，采用无线救援终端自组网或相邻两个无线救援终端之间无线信号传递的方式将营养液重量变化的无线救援终端位置无线传输至工控机，定位井下被困人员位置，通过营养液重量变化的无线救援终端的数量确定被困人员被找到的数量；
然后，通过被困人员与营养液重量变化的无线救援终端接触，采用该无线救援终端中的心电传感器获取该被困人员的生命体征参数；
最后，通过与工控机连接的显示器显示井下被困人员位置及被困人员生命体征参数；
步骤303、无线通信方式模式下定位被困人员位置并获取被困人员生命体征参数：首先，通过无线救援终端中的称重传感器采集营养液重量变化，采用无线救援终端自组网或相邻两个无线救援终端之间无线信号传递的方式将营养液重量变化的无线救援终端位置无线传输至工控机，定位井下被困人员位置，通过营养液重量变化的无线救援终端的数量确定被困人员被找到的数量；然后，通过被困人员与营养液重量变化的无线救援终端接触，采用该无线救援终端中的心电传感器获取该被困人员的生命体征参数；最后，通过与工控机连接的显示器显示井下被困人员位置及被困人员生命体征参数。
上述的方法，其特征在于：步骤302和步骤303中无线救援终端自组网或相邻两个无线救援终端之间无线信号传递，将营养液重量变化的无线救援终端位置无线传输至靠近所述地面监控台的无线救援终端中，靠近所述地面监控台的无线救援终端中的数据传输单元与无线数据收发模块无线通信，无线数据收发模块将营养液重量变化的无线救援终端位置无线传输至工控机。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的矿井救援漂浮定位系统采用大量装有营养液的可漂浮储物瓶向井下被困人员提供维持生命的营养物质，为救援工作赢取时间，为救援被困人员提供帮助，每个储物瓶均安装有无线数据传输单元同时大量的储物瓶被光纤电缆连接，实现有线数据传输与无线数据传输来定位井下被困人员位置，便于推广使用。
2、本发明的矿井救援漂浮定位系统中储物瓶上安装有称重传感器采集瓶内营养液重量的变化，进而确定是否有人获取营养液来定位被困人员信息，同时通过人体与储物瓶接触测量人体生命体征参数，可靠稳定，使用效果好。
3、本发明的矿井救援漂浮定位系统中储物瓶上还安装有指示灯，不仅便于被困人员在井下黑暗环境中找到救生途径，为被困人员指明方向，同时便于为井下黑暗环境提供照明，方便观察井下环境，寻找有利资源。
4、本发明的矿井救援漂浮定位方法实现方便有效，利用水流方向投放无线救援终端，无线救援终端沿水流方向漂向井下透水区，采用工控机定时与救援定位子系统进通信，实现有线通信与无线通信兼备的通信模式，为被困人员的救援提供有利的保障，方法步骤简单，实现效果好。
综上所述，本发明设计新颖合理，利用可漂浮储物瓶定位被困人员位置，同时为被困人员带去维持生命的营养物质，为救援工作赢取时间，为救援被困人员提供帮助，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明矿井救援漂浮定位系统的结构示意图。
图2为本发明无线救援终端的结构示意图。
图3为本发明控制模块与地面监控台的电路连接原理框图。
图4为本发明方法的流程框图。
附图标记说明:
1—工控机；           2—无线救援终端；     2-1—储物瓶；
2-2—营养液；         2-3—指示灯；         2-4—称重传感器；
2-5—漂浮层；         2-6—通信接口；       2-7—心电传感器；
2-8—A/D转换电路；    2-9—处理器；         2-10—供电电源；
2-11—数据传输单元；  2-12—存储器；        3—光纤电缆；
4—地面；             5—投放孔；           6—显示器；
7—无线数据收发模块。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明所述的矿井救援漂浮定位系统，包括设置在井上的地面监控台、与所述地面监控台连接的光纤电缆3以及设置在光纤电缆3上且伸入至井下透水区的救援定位子系统，所述救援定位子系统包括多个无线救援终端2，多个无线救援终端2沿光纤电缆3长度方向依次设置在光纤电缆3上，相邻两个无线救援终端2之间的距离为L且L<D，其中，D为相邻两个无线救援终端2无线通信的有效距离，无线救援终端2包括内部装有营养液2-2的储物瓶2-1、设置在储物瓶2-1瓶身内的控制模块和设置在储物瓶2-1上的通信接口2-6，储物瓶2-1外套装有漂浮层2-5，所述控制模块包括处理器2-9、供电电源2-10以及与处理器2-9相接的存储器2-12和用于无线数据通信的数据传输单元2-11，处理器2-9的输入端接有心电传感器2-7和安装在储物瓶2-1瓶身底部的称重传感器2-4，处理器2-9的输出端接有安装在漂浮层2-5外的指示灯2-3，所述地面监控台包括工控机1和与工控机1相接的无线数据收发模块7，处理器2-9依次通过通信接口2-6和光纤电缆3与工控机1进行通信。
采用光纤电缆3连接地面监控台与救援定位子系统是为了加快数据传输的速度，光纤电缆有利于数据的高速传输且抗干扰性强，井下救援工作争分夺秒，传统的普通电缆多用于能源传输及低端数据信息传输，传输时间长，对于发生透水事故的矿井，一旦发生透水事故将影响上千米的巷道，数据的上下形通信会带来很大的延时，不利于救援工作，采用光纤通信能够大幅度的缩短延时，为救援工作争取宝贵的时间。
设置在光纤电缆3上且伸入至井下透水区的救援定位子系统包括多个无线救援终端2，两个无线救援终端2在有效通信距离内可实现无线通信，光纤电缆3的设置一方面提供了有线通信模式，使每个无线救援终端2采集的数据均可通过光纤电缆3有线传输至地面监控台，另一方面为设置在光纤电缆3上且伸入至井下透水区的救援定位子系统提供了安装基础，避免投放进井下的大量的无线救援终端2因为距离相差大为隔断通信，造成定位信号无法有效上传回地面监控台，相邻两个无线救援终端2之间的距离为L且L<D，保证了每个无线救援终端2至少有一个可与其通信的模块，确保数据能逐级最终上传至地面监控台；采用救援定位子系统的无线数据通信作为备用通信方式，与光纤电缆3的有线数据传输结合，功能完备。使井下通信更有保障。
储物瓶2-1内部装有营养液2-2，实际操作中，营养液2-2可选用葡萄糖水，一方面为人体补充水分，维持生命，另一方面通过葡萄糖增加能量，且营养液2-2的添加不易过满，每个储物瓶2-1内装半瓶营养液2-2，储物瓶2-1中另外的半瓶空间为空气，便于储物瓶2-1漂浮在水中，储物瓶2-1优选的采用PC材质的塑料瓶，PC材质的塑料瓶抗冲击性能佳且使用温度范围广，可适应井下复杂多变的环境，同时易于漂浮在水中，一旦储物瓶2-1沉入水底，被困人员难以发现，并且大量的储物瓶2-1积压会给井下恶劣的环境带来更为复杂的局面，造成水流堵塞，无法起到救援的效果，因此，使储物瓶2-1漂浮在水中也是较为关键的因素，漂浮层2-5套装在储物瓶2-1外是为了保证储物瓶2-1更好的漂浮在水中，从而更好的利用井下急流的水流使无线救援终端2沿水流方向漂流在井下。
漂浮层2-5外安装有指示灯2-3，指示灯2-3的设置不仅便于被困人员在井下黑暗环境中找到救生途径，为被困人员指明方向，同时便于为井下黑暗环境提供照明，方便被困人员观察井下环境，寻找有利资源；储物瓶2-1瓶身底部安装有称重传感器2-4，提前给每个储物瓶2-1内部装重量接近的营养液2-2，称重传感器2-4是为了称量营养液2-2的重量，当有被困人员获得储物瓶2-1后，通过营养液2-2补充体力，救援人员可通过营养液2-2的重量变化准确的定位被困人员；储物瓶2-1上设置心电传感器2-7是为了获取被困人员的生命体征参数，当被困人员抓住储物瓶2-1后心电传感器2-7可快速测量被困人员心率、脉搏，救援人员可查看被困人员目前的身体状态。
如图3所示，本实施例中，所述心电传感器2-7和称重传感器2-4均通过A/D转换电路2-8与处理器2-9的输入端相接。
A/D转换电路2-8的设置是为了将心电传感器2-7和称重传感器2-4采集的微弱的模拟信号转换为数字信号，便于处理器2-9快速处理，实际使用中，处理器2-9优选的采用TI公司的MSP430F149，具有超低功耗工作模式，MSP430F149的运行环境温度范围为-40～+85℃，可以适应各种恶劣的环境。
本实施例中，所述数据传输单元2-11包括射频收发器CC2420，相邻两个射频收发器CC2420之间通信的有效距离为100m～120m，相邻两个无线救援终端2之间的距离L满足：80m<L<100m。
数据传输单元2-11采用射频收发器CC2420实现无线救援终端2间的无线通信，射频收发器CC2420具有多点对多点的快速组网，集微电子技术、低功耗信号处理、低功耗位运算和廉价无线网络等性能于一身，相邻两个无线救援终端2之间的距离L满足：80m<L<100m，由于井下环境恶劣，无线信号衰减严重，两个无线救援终端2之间的距离L小于两个无线救援终端2之间通信的有效距离是为了保证数据通信有效收发。
如图3所示，本实施例中，所述地面监控台还包括与工控机1输出端相接的显示器6。
显示器6的设置可查看无线救援终端2的具体位置，进而定位被困人员，同时获取井下多个无线救援终端2的拓扑结构。
本实施例中，所述多个无线救援终端2中靠近所述地面监控台的无线救援终端2与所述地面监控台之间的距离小于相邻两个无线救援终端2之间的距离L。
多个无线救援终端2中靠近所述地面监控台的无线救援终端2与所述地面监控台之间的距离小于相邻两个无线救援终端2之间的距离L是为了保证在光纤电缆3故障的条件下，多个无线救援终端2传递的通信信号能无线上传至所述地面监控台。
本实施例中，所述无线数据收发模块7与靠近所述地面监控台的无线救援终端2中的数据传输单元2-11进行无线通信。
如图4所示的一种矿井救援漂浮定位的方法，包括以下步骤：
步骤一、初始化救援定位子系统：首先，给安装在光纤电缆3上全部的无线救援终端2进行上电复位，全部的无线救援终端2采用自组网或相邻两个无线救援终端2之间无线信号传递的方式进行数据通信，确保每个无线救援终端2无线通信正常；然后，工控机1通过光纤电缆3向光纤电缆3上安装的全部的无线救援终端2发出指令，全部的无线救援终端2均通过光纤电缆3向工控机1反馈信号，确保每个无线救援终端2有线通信正常；
每个无线救援终端2中的数据传输单元2-11采用射频收发器CC2420，相邻两个无线救援终端2之间的距离L满足：80m<L<100m，其中，相邻两个射频收发器CC2420之间通信的有效距离为100m～120m；当检测每个无线救援终端2无线通信正常时，若光纤电缆3呈一字状布设时，全部的无线救援终端2采用相邻两个无线救援终端2之间无线信号传递的方式进行数据通信；若光纤电缆3非一字状布设时，光纤电缆3中非一字状布设的电缆段上安装的无线救援终端2采用自组网无线信号传递的方式进行数据通信；
投放大量的无线救援终端2之前需对大量的无线救援终端2组成的救援定位子系统初始化，保证救援定位子系统完好，先将大量的无线救援终端2依次安装在光纤电缆3，每个无线救援终端2中的数据传输单元2-11采用射频收发器CC2420，可实现多点对多点的快速组网，若放置在井上的光纤电缆3呈一字状布设时，每个无线救援终端2之间的距离只满足与其相邻的无线救援终端2通信，因此，信号通过末端远离工控机1的无线救援终端2向前端靠近工控机1的无线救援终端2依次传递信号，由于井下巷道距离一般都长达上千米，距离较长，光纤电缆3呈一字状布设占用的井上空间太大，无法满足，光纤电缆3多呈堆积或是卷曲状，此时，拉近了光纤电缆3上原本不相邻的多个无线救援终端2的距离，任意两个无线救援终端2之间的距离小于其通信的有效距离时便会实现数据通信，多个无线救援终端2采用各自的射频收发器CC2420可实现自组网，根据多个无线救援终端2自然形成的拓扑结构，使各个无线救援终端2的通信变的灵活，加快了数据传输的速度，节省了时间；
救援定位子系统无线通信初始化后，工控机1通过光纤电缆3向光纤电缆3上安装的全部的无线救援终端2发出指令，全部的无线救援终端2均通过光纤电缆3向工控机1反馈信号，实现救援定位子系统有线通信初始化；
步骤二、钻孔并投放无线救援终端：在矿井透水区的地面4上开钻与透水区连通且可容纳无线救援终端2通过的投放孔5，将安装有多个无线救援终端2的光纤电缆3沿投放孔5下放至透水区；
在矿井透水区的地面4上开钻与透水区连通且可容纳无线救援终端2通过的投放孔5，便于无线救援终端2顺利通过投放孔5，无线救援终端2上的储物瓶2-1沿着透水区水流流向并随着光纤电缆3漂向透水区深处；
步骤三、定位被困人员位置并获取被困人员生命体征参数，过程如下：
步骤301、判断光纤电缆是否故障：通过工控机1定时向光纤电缆3上安装的全部的无线救援终端2发出指令，若无线救援终端2向工控机1反馈信号，说明光纤电缆3通信正常，执行步骤302；若无线救援终端2未向工控机1反馈信号，说明光纤电缆3故障，执行步骤303；
由于井下环境恶劣，未知的情况较多，光纤电缆随时会出现故障，导致有线数据通信模式中断，无线有效传递被困人员位置，光纤电缆3的使用一方面是实现有线通信，另一方面是为了拴住多个无线救援终端2，提前保证了多个无线救援终端2之前的有效通信距离；
步骤302、有线与无线通信方式并存模式下定位被困人员位置并获取被困人员生命体征参数：首先，通过无线救援终端2中的称重传感器2-4采集营养液2-2重量变化，采用光纤电缆3将营养液2-2重量变化的无线救援终端2位置有线传输至工控机1，同时，采用无线救援终端2自组网或相邻两个无线救援终端2之间无线信号传递的方式将营养液2-2重量变化的无线救援终端2位置无线传输至工控机1，定位井下被困人员位置，通过营养液2-2重量变化的无线救援终端2的数量确定被困人员被找到的数量；
然后，通过被困人员与营养液2-2重量变化的无线救援终端2接触，采用该无线救援终端2中的心电传感器2-7获取该被困人员的生命体征参数；
最后，通过与工控机1连接的显示器6显示井下被困人员位置及被困人员生命体征参数；
步骤303、无线通信方式模式下定位被困人员位置并获取被困人员生命体征参数：首先，通过无线救援终端2中的称重传感器2-4采集营养液2-2重量变化，采用无线救援终端2自组网或相邻两个无线救援终端2之间无线信号传递的方式将营养液2-2重量变化的无线救援终端2位置无线传输至工控机1，定位井下被困人员位置，通过营养液2-2重量变化的无线救援终端2的数量确定被困人员被找到的数量；然后，通过被困人员与营养液2-2重量变化的无线救援终端2接触，采用该无线救援终端2中的心电传感器2-7获取该被困人员的生命体征参数；最后，通过与工控机1连接的显示器6显示井下被困人员位置及被困人员生命体征参数。
本实施例中，步骤302和步骤303中无线救援终端2自组网或相邻两个无线救援终端2之间无线信号传递，将营养液2-2重量变化的无线救援终端2位置无线传输至靠近所述地面监控台的无线救援终端2中，靠近所述地面监控台的无线救援终端2中的数据传输单元2-11与无线数据收发模块7无线通信，无线数据收发模块7将营养液2-2重量变化的无线救援终端2位置无线传输至工控机1。
本发明使用时，提前定制好内置控制模块的大量的储物瓶2-1，给每个储物瓶2-1中装重量接近的营养液2-2，便于工控机1设定称重传感器2-4称重的阈值范围，给每个储物瓶2-1均套装一个漂浮层2-5，漂浮层2-5上设置有与指示灯2-3配合的通孔，便于指示灯2-3裸露在漂浮层2-5外，以便储物瓶2-1在水中漂流的过程中指示灯2-3被遮挡，通过通信接口2-6将大量的无线救援终端2安装在光纤电缆3上，且给光纤电缆3和安装在光纤电缆3上的大量的无线救援终端2做防水处理，避免无线救援终端2遇水损坏，导致通信失败，无法实现被困人员的定位，初始化救援定位子系统后，将救援定位子系统沿投放孔5投放至透水区深处，每个无线救援终端2中的供电电源2-10为各自的处理器2-9供电，采用工控机1定时的通过光纤电缆3向每个无线救援终端2中的处理器2-9发送指令，检测光纤电缆3通信是否正常，光纤电缆3正常则采用有线与无线通信方式并存模式下定位被困人员位置并获取被困人员生命体征参数；光纤电缆3故障则采用无线通信方式模式定位被困人员位置并获取被困人员生命体征参数；通过称重传感器2-4检测营养液2-2重量变化，心电传感器2-7获取当前取被困人员心率、脉搏参数，数据均存储在其对应的存储器2-12内，且传输至工控机1，采用显示器6显示各无线救援终端2位置及状态，易于实现。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (2)

1.一种利用矿井救援漂浮定位系统进行矿井救援漂浮定位的方法，其特征在于，所述矿井救援漂浮定位系统包括设置在井上的地面监控台、与所述地面监控台连接的光纤电缆（3）以及设置在光纤电缆（3）上且伸入至井下透水区的救援定位子系统，所述救援定位子系统包括多个无线救援终端（2），多个无线救援终端（2）沿光纤电缆（3）长度方向依次设置在光纤电缆（3）上，相邻两个无线救援终端（2）之间的距离为且，其中，为相邻两个无线救援终端（2）无线通信的有效距离，无线救援终端（2）包括内部装有营养液（2-2）的储物瓶（2-1）、设置在储物瓶（2-1）瓶身内的控制模块和设置在储物瓶（2-1）上的通信接口（2-6），储物瓶（2-1）外套装有漂浮层（2-5），所述控制模块包括处理器（2-9）、供电电源（2-10）以及与处理器（2-9）相接的存储器（2-12）和用于无线数据通信的数据传输单元（2-11），处理器（2-9）的输入端接有心电传感器（2-7）和安装在储物瓶（2-1）瓶身底部的称重传感器（2-4），处理器（2-9）的输出端接有安装在漂浮层（2-5）外的指示灯（2-3），所述地面监控台包括工控机（1）和与工控机（1）相接的无线数据收发模块（7），处理器（2-9）依次通过通信接口（2-6）和光纤电缆（3）与工控机（1）进行通信；
所述多个无线救援终端（2）中靠近所述地面监控台的无线救援终端（2）与所述地面监控台之间的距离小于相邻两个无线救援终端（2）之间的距离；
所述无线数据收发模块（7）与靠近所述地面监控台的无线救援终端（2）中的数据传输单元（2-11）进行无线通信；
该方法包括以下步骤：
步骤一、初始化救援定位子系统：首先，给安装在光纤电缆（3）上全部的无线救援终端（2）进行上电复位，全部的无线救援终端（2）采用自组网或相邻两个无线救援终端（2）之间无线信号传递的方式进行数据通信，确保每个无线救援终端（2）无线通信正常；然后，工控机（1）通过光纤电缆（3）向光纤电缆（3）上安装的全部的无线救援终端（2）发出指令，全部的无线救援终端（2）均通过光纤电缆（3）向工控机（1）反馈信号，确保每个无线救援终端（2）有线通信正常；
每个无线救援终端（2）中的数据传输单元（2-11）采用射频收发器CC2420，相邻两个无线救援终端（2）之间的距离满足：，其中，相邻两个射频收发器CC2420之间通信的有效距离为100m～120m；当检测每个无线救援终端（2）无线通信正常时，若光纤电缆（3）呈一字状布设时，全部的无线救援终端（2）采用相邻两个无线救援终端（2）之间无线信号传递的方式进行数据通信；若光纤电缆（3）非一字状布设时，光纤电缆（3）中非一字状布设的电缆段上安装的无线救援终端（2）采用自组网无线信号传递的方式进行数据通信；
步骤二、钻孔并投放无线救援终端：在矿井透水区的地面（4）上开钻与透水区连通且可容纳无线救援终端（2）通过的投放孔（5），将安装有多个无线救援终端（2）的光纤电缆（3）沿投放孔（5）下放至透水区；
步骤三、定位被困人员位置并获取被困人员生命体征参数，过程如下：
步骤301、判断光纤电缆是否故障：通过工控机（1）定时向光纤电缆（3）上安装的全部的无线救援终端（2）发出指令，若无线救援终端（2）向工控机（1）反馈信号，说明光纤电缆（3）通信正常，执行步骤302；若无线救援终端（2）未向工控机（1）反馈信号，说明光纤电缆（3）故障，执行步骤303；
步骤302、有线与无线通信方式并存模式下定位被困人员位置并获取被困人员生命体征参数：首先，通过无线救援终端（2）中的称重传感器（2-4）采集营养液（2-2）重量变化，采用光纤电缆（3）将营养液（2-2）重量变化的无线救援终端（2）位置有线传输至工控机（1），同时，采用无线救援终端（2）自组网或相邻两个无线救援终端（2）之间无线信号传递的方式将营养液（2-2）重量变化的无线救援终端（2）位置无线传输至工控机（1），定位井下被困人员位置，通过营养液（2-2）重量变化的无线救援终端（2）的数量确定被困人员被找到的数量；
然后，通过被困人员与营养液（2-2）重量变化的无线救援终端（2）接触，采用该无线救援终端（2）中的心电传感器（2-7）获取该被困人员的生命体征参数；
最后，通过与工控机（1）连接的显示器（6）显示井下被困人员位置及被困人员生命体征参数；
步骤303、无线通信方式模式下定位被困人员位置并获取被困人员生命体征参数：首先，通过无线救援终端（2）中的称重传感器（2-4）采集营养液（2-2）重量变化，采用无线救援终端（2）自组网或相邻两个无线救援终端（2）之间无线信号传递的方式将营养液（2-2）重量变化的无线救援终端（2）位置无线传输至工控机（1），定位井下被困人员位置，通过营养液（2-2）重量变化的无线救援终端（2）的数量确定被困人员被找到的数量；然后，通过被困人员与营养液（2-2）重量变化的无线救援终端（2）接触，采用该无线救援终端（2）中的心电传感器（2-7）获取该被困人员的生命体征参数；最后，通过与工控机（1）连接的显示器（6）显示井下被困人员位置及被困人员生命体征参数；
步骤302和步骤303中无线救援终端（2）自组网或相邻两个无线救援终端（2）之间无线信号传递，将营养液（2-2）重量变化的无线救援终端（2）位置无线传输至靠近所述地面监控台的无线救援终端（2）中，靠近所述地面监控台的无线救援终端（2）中的数据传输单元（2-11）与无线数据收发模块（7）无线通信，无线数据收发模块（7）将营养液（2-2）重量变化的无线救援终端（2）位置无线传输至工控机（1）。
2.按照权利要求1所述的一种利用矿井救援漂浮定位系统进行矿井救援漂浮定位的方法，其特征在于：所述心电传感器（2-7）和称重传感器（2-4）均通过A/D转换电路（2-8）与处理器（2-9）的输入端相接。
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