CN112034502A - 生产人员实时定位系统 - Google Patents

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彭国仲
杨皓珅
张建贺
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Abstract

本发明公开了一种生产人员实时定位系统，包括M组定位设备、N个UWB基站以及监控服务器，M和N为正整数；每组定位设备对应由一名生产人员佩戴，包括UWB定位终端和GPS接收终端，所述UWB定位终端用于发出UWB脉冲信号，所述GPS接收终端用于接收GPS定位信号，并根据所述GPS定位信号产生第一位置信息；每个UWB基站设置在室内生产区域，用于接收所述UWB脉冲信号，并根据所述UWB脉冲信号产生第二位置信息；所述监控服务器用于接收所述第一位置信息和所述第二位置信息，并根据所述第一位置信息和所述第二位置信息确定所述生产人员的实时位置。本发明提供的生产人员实时定位系统，通过UWB技术和GPS技术相结合，实现了室内室外生产人员定位全覆盖。

Description

生产人员实时定位系统
技术领域
本发明涉及定位技术领域，具体涉及一种生产人员实时定位系统。
背景技术
所谓安全生产，是指在生产经营活动中，为了避免造成人员伤害和财产损失的事故而采取相应的事故预防和控制措施，使生产过程在符合规定的条件下进行，以保证从业人员的人身安全与健康，设备和设施免受损坏，环境免遭破坏，保证生产经营活动得以顺利进行的相关活动。长期以来，安全生产主要以人力巡视和监控监查为主进行生产人员的定位。由于生产现场区域较大，生产过程中的不安全事件时有发生，单靠人力进行定位防范远远不能达到安全生产保障的需要。
发明内容
本发明所要解决的是以人力巡视和监控监查进行定位防范不能达到安全生产保障的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种生产人员实时定位系统，包括M组定位设备、N个UWB基站以及监控服务器，M和N为正整数；
每组定位设备对应由一名生产人员佩戴，包括UWB定位终端和GPS接收终端，所述UWB定位终端用于发出UWB脉冲信号，所述GPS接收终端用于接收GPS定位信号，并根据所述GPS定位信号产生第一位置信息；
每个UWB基站设置在室内生产区域，用于接收所述UWB脉冲信号，并根据所述UWB脉冲信号产生第二位置信息；
所述监控服务器用于接收所述第一位置信息和所述第二位置信息，并根据所述第一位置信息和所述第二位置信息确定所述生产人员的实时位置。
可选的，所述UWB定位终端还用于检测所述UWB定位终端是否处于静止状态，并在所述UWB定位终端处于静止状态的时间超过第一预设时间时，控制所述UWB定位终端进入休眠状态。
可选的，所述UWB定位终端还用于在所述UWB定位终端处于静止状态的时间超过所述第一预设时间时，通过所述UWB基站向所述监控服务器发送静止信息，并在接收到第一提醒指令时产生第一提醒动作；
所述监控服务器还用于在接收到所述静止信息时，判断所述UWB定位终端是否具有预设权限，并在所述UWB定位终端具有所述预设权限时产生第一报警信息，还通过所述UWB基站向所述UWB定位终端发送所述第一提醒指令。
可选的，所述监控服务器还用于根据所述实时位置判断所述生产人员是否进入第一预设区域，并在所述生产人员进入所述第一预设区域时产生第二报警信息，还通过所述UWB基站向所述UWB定位终端发送第二提醒指令；
所述UWB定位终端还用于在接收到所述第二提醒指令时产生第二提醒动作。
可选的，所述监控服务器还用于根据所述实时位置判断所述生产人员在第二预设区域的停留时间是否超过第二预设时间，并在所述生产人员在所述第二预设区域的停留时间超过所述第二预设时间时产生第三报警信息，还通过所述UWB基站向所述UWB定位终端发送第三提醒指令；
所述UWB定位终端还用于在接收到所述第三提醒指令时产生第三提醒动作。
可选的，所述监控服务器还用于根据所述实时位置判断具有互保关系的两名生产人员之间的距离是否大于预设距离，并在所述具有互保关系的两名生产人员之间的距离大于所述预设距离时产生第四报警信息，还通过所述UWB基站向所述UWB定位终端发送第四提醒指令；
所述UWB定位终端还用于在接收到所述第四提醒指令时产生第四提醒动作。
可选的，所述UWB定位终端还用于检测所述生产人员的心率以获得心率数据，并通过所述UWB基站向所述监控服务器发送所述心率数据；
所述监控服务器还用于在接收到所述心率数据时，判断所述心率数据是否异常，并在所述心率数据异常时产生第五报警信息。
可选的，所述监控服务器还用于根据所述实时位置显示所述生产人员的移动轨迹。
可选的，所述监控服务器还用于在地图引擎上显示所述实时位置。
可选的，所述生产人员实时定位系统还包括总交换机与两台以上POE交换机；
所述监控服务器通过所述总交换机连接所述两台以上POE交换机，每台所述POE交换机连接一个以上所述UWB基站。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明提供的生产人员实时定位系统，包括M组定位设备、N个UWB基站以及监控服务器。每组定位设备对应由一名生产人员佩戴，包括UWB定位终端和GPS接收终端。所述UWB定位终端用于发出UWB脉冲信号，所述GPS接收终端用于接收GPS定位信号，并根据所述GPS定位信号产生第一位置信息。每个UWB基站设置在室内生产区域，用于接收所述UWB脉冲信号，并根据所述UWB脉冲信号产生第二位置信息。所述监控服务器用于接收所述第一位置信息和所述第二位置信息，并根据所述第一位置信息和所述第二位置信息确定所述生产人员的实时位置。本发明提供的生产人员实时定位系统，采用UWB技术实现室内定位，采用GPS技术实现室外定位，通过UWB技术和GPS技术相结合，实现了室内室外生产人员定位全覆盖，从而可以根据生产人员的实时位置，及时发现不安全事件的隐患，是安全生产中非常重要的预防手段。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明实施例的生产人员实时定位系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
本实施例提供一种生产人员实时定位系统，图1是所述生产人员实时定位系统的结构示意图，所述生产人员实时定位系统包括M组定位设备、N个UWB(超宽带，Ultra WideBand)基站以及监控服务器，其中，M和N为正整数。需要说明的是，所述定位设备的数量M根据需要进行定位的生产人员的数量确定，每组定位设备对应由一名生产人员佩戴。例如，某个工厂需要对50名生产人员进行定位，则M的取值为50。所述UWB基站的数量N根据具体定位维度进行确定，例如，若是进行零维定位，即进行存在性检测，检测某个区域内是否存在生产人员，则所述UWB基站的数量N为1个以上；若是进行一维定位，即对生产人员进行测距，则所述UWB基站的数量N为2个以上；若是进行二维定位，即确定生产人员的二维坐标，则所述UWB基站的数量N为3个以上；若是进行三维定位，即确定生产人员的三维坐标，则所述UWB基站的数量N为4个以上。
具体地，每组定位设备包括UWB定位终端和GPS接收终端。所述UWB定位终端用于发出UWB脉冲信号，其可以为包括UWB标签的手环、卡片等可以被生产人员佩戴的终端。所述GPS接收终端用于接收GPS定位信号，并根据所述GPS定位信号产生第一位置信息，其可以为安装有GPS定位程序且可以被生产人员佩戴的终端，例如可以为智能手机等。所述GPS接收终端通过公网与所述监控服务器连接，将所述第一位置信息发送给所述监控服务器。
每个UWB基站设置在室内生产区域，用于接收所述UWB脉冲信号，并根据所述UWB脉冲信号产生第二位置信息。通过在室内生产区域设置所述UWB基站，可以使得室内生产区域被无线信号覆盖。当佩戴有所述UWB定位终端的生产人员进入室内生产区域后，所述UWB基站可以接收所述UWB脉冲信号，从而获得生产人员的位置信息。所述UWB基站可以通过无线方式与所述监控服务器连接，也可以通过有线方式与所述监控服务器连接。当所述UWB基站通过无线方式与所述监控服务器连接时，所述UWB基站内设置有无线通信模块，通过所述无线通信模块将所述第二位置信息发送给所述监控服务器。当所述UWB基站通过有线方式与所述监控服务器连接时，所述生产人员实时定位系统还包括总交换机与两台以上POE交换机。所述监控服务器通过所述总交换机连接所述两台以上POE交换机，每台所述POE交换机连接一个以上所述UWB基站并为所述一个以上所述UWB基站供电。
所述监控服务器用于接收所述第一位置信息和所述第二位置信息，并根据所述第一位置信息和所述第二位置信息确定所述生产人员的实时位置。当某名生产人员位于室外生产区域时，所述监控服务器根据该生产人员佩戴的GPS接收终端产生的第一位置信息计算该生产人员的实时位置；当某名生产人员位于室内生产区域时，所述监控服务器根据特定的UWB基站产生的第二位置信息计算该生产人员的实时位置，所述特定的UWB基站为接收该生产人员佩戴的UWB定位终端发出的UWB脉冲信号的UWB基站。需要说明的是，本领域技术人员知晓所述监控服务器如何根据所述第一位置信息或者所述第二位置信息计算所述生产人员的实时位置，在此不再赘述。
本实施例提供的生产人员实时定位系统，通过在室内生产区域设置N个UWB基站和为生产人员佩戴UWB定位终端，可以对生产人员实现室内定位；通过为生产人员佩戴GPS接收终端，可以对生产人员实现室外定位。即通过UWB技术和GPS技术相结合，实现了室内室外生产人员定位全覆盖，从而可以根据生产人员的实时位置，及时发现不安全事件的隐患，是安全生产中非常重要的预防手段。
在一种可选实现方式中，所述UWB定位终端还包括静止检测传感器，所述UWB定位终端还用于检测所述UWB定位终端是否处于静止状态，并在所述UWB定位终端处于静止状态的时间超过第一预设时间时，控制所述UWB定位终端进入休眠状态。所述UWB定位终端进入所述休眠状态后，发出UWB脉冲信号的频率降低。通过在所述UWB定位终端中设置所述静止检测传感器，所述UWB定位终端可以检测其自身是否处于静止状态，即检测佩戴所述UWB定位终端的生产人员是否处于静止状态。并且，在所述UWB定位终端处于静止状态的时间超过所述第一预设时间时，所述UWB定位终端进入休眠状态，可以增加所述UWB定位终端的待机时长。
对于某些岗位的生产人员，在生产过程中是需要处于移动状态的。该类生产人员若长时间处于静止状态，则可以判断其未佩戴所述UWB定位终端或者生产人员发生了危险情况。因此，在一种可选实现方式中，所述UWB定位终端还用于在所述UWB定位终端处于静止状态的时间超过所述第一预设时间时，通过所述UWB基站向所述监控服务器发送静止信息；所述监控服务器还用于在接收到所述静止信息时，判断所述UWB定位终端是否具有预设权限，并在所述UWB定位终端具有所述预设权限时产生第一报警信息，还通过所述UWB基站向所述UWB定位终端发送第一提醒指令；所述UWB定位终端在接收到第一提醒指令时产生第一提醒动作。所述监控服务器可以根据预先设置的每个UWB定位终端的ID以及每个UWB定位终端的权限之间的对应关系，判断所述UWB定位终端是否具有预设权限。进一步，可以通过邮件的方式将所述第一报警信息发送至指定的邮箱地址，还可以通过短信的方式将所述第一报警信息发送至指定的移动终端，还可以通过对话框的形式直接在所述监控服务器的显示装置上显示所述第一报警信息，还可以通过即时通信的方式将所述第一报警信息发送给安全管理人员。当然，可以采用上述任意一种方式将所述第一报警信息发送给安全管理人员，也可以采用任意几种方式的组合将所述第一报警信息发送给安全管理人员。所述第一提醒动作可根据实际需求进行设置，可以包括产生语音提示、产生灯光闪烁或者产生振动中的至少一种。相应地，所述UWB定位终端还可以包括语音播放模块、闪光模块以及震动模块中的至少一种。通过产生所述第一报警信息，安全管理人员可及时知晓生产人员未携带设备或发生危险情况；通过产生所述第一提醒动作，可以提醒生产人员佩戴所述UWB定位终端。
在一种可选实现方式中，所述监控服务器还用于根据所述实时位置判断所述生产人员是否进入第一预设区域，并在所述生产人员进入所述第一预设区域时产生第二报警信息，还通过所述UWB基站向所述UWB定位终端发送第二提醒指令；所述UWB定位终端还用于在接收到所述第二提醒指令时产生第二提醒动作。通过产生所述第二报警信息，安全管理人员可及时知晓生产人员靠近或者进入了危险区域；通过产生所述第二提醒动作，可以提醒生产人员远离危险区域，从而实现电子围栏的功能，可以防止安全事故的发生。进一步，所述监控服务器还可以对所述第二报警信息进行统计，统计生产人员进入和离开所述第一预设区域的时间。
在一种可选实现方式中，所述监控服务器还用于根据所述实时位置判断所述生产人员在第二预设区域的停留时间是否超过第二预设时间，并在所述生产人员在所述第二预设区域的停留时间超过所述第二预设时间时产生第三报警信息，还通过所述UWB基站向所述UWB定位终端发送第三提醒指令；所述UWB定位终端还用于在接收到所述第三提醒指令时产生第三提醒动作。通过产生所述第三报警信息，安全管理人员可及时知晓生产人员滞留在危险区域；通过产生所述第三提醒动作，可以提醒生产人员及时离开危险区域，从而可以防止安全事故的发生。进一步，所述监控服务器还可以对所述第三报警信息进行统计，统计生产人员进入和离开所述第二预设区域的时间。
在一种可选实现方式中，所述监控服务器还用于根据所述实时位置判断具有互保关系的两名生产人员之间的距离是否大于预设距离，并在所述具有互保关系的两名生产人员之间的距离大于所述预设距离时产生第四报警信息，还通过所述UWB基站向所述UWB定位终端发送第四提醒指令；所述UWB定位终端还用于在接收到所述第四提醒指令时产生第四提醒动作。通过产生所述第四报警信息，安全管理人员可及时知晓具有互保关系的两名生产人员之间的距离过远，存在安全隐患；通过产生所述第四提醒动作，可以提醒具有互保关系的两名生产人员及时调整距离，从而可以防止安全事故的发生。
在一种可选实现方式中，所述UWB定位终端还包括心率传感器，所述UWB定位终端还用于检测所述生产人员的心率以获得心率数据，并通过所述UWB基站向所述监控服务器发送所述心率数据；所述监控服务器还用于在接收到所述心率数据时，判断所述心率数据是否异常，并在所述心率数据异常时产生第五报警信息。通过所述UWB定位终端检测生产人员的心率，可以检测生产人员的生命体征，及时监测生产人员的体征状态，当生产人员的心率波动较大时，所述监控服务器可以及时通知安全管理人员。
在一种可选实现方式中，所述监控服务器还用于根据所述实时位置显示所述生产人员的移动轨迹。进一步，所述监控服务器还可以对所述生产人员的移动轨迹进行加速回放。
在一种可选实现方式中，所述UWB定位终端还包括电池电量检测模块，所述UWB定位终端还用于对所述UWB定位终端的电池电量进行检测，并在所述UWB定位终端的电池电量低于预设电量时进行报警，以提醒生产人员对所述UWB定位终端的电池及时充电。进一步，所述UWB定位终端还用于在所述UWB定位终端的电池电量低于所述预设电量时，通过所述UWB基站向所述监控服务器发送电量信息；所述监控服务器在接收到所述电量信息后，可以显示所述UWB定位终端的剩余电量，并产生报警信息。
在一种可选实现方式中，基于系统高精度定位的特性，还可以在厂区入口等位置加设所述UWB基站，记录生产人员出入区域记录，并记录生产人员出入区域的时间，从而实现考勤辅助功能。
在一种可选实现方式中，所述监控服务器还用于在地图引擎上显示所述实时位置。所述监控服务器可以将所述第一位置信息和所述第二位置信息统一到同一坐标系下，在地图引擎上显示，实现室内外定位无缝融合。室外地图可以采用直接调用现有地图的形式显示，也可以采用由提供CAD地图和简单测绘统一到规范坐标系下实现。通过在地图引擎上显示所述实时位置，可以实现实时可视化管理，实现对系统的全局把控，防范安全事故的发生。
在一种可选实现方式中，所述生产人员实时定位系统还包括用户端设备，所述用户端设备可以为台式电脑或者平板电脑。通过设置所述用户端设备，用户可以通过所述用户端设备采用WEB形式来查看所述实时位置。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生产人员实时定位系统，其特征在于，包括M组定位设备、N个UWB基站以及监控服务器，M和N为正整数；
每组定位设备对应由一名生产人员佩戴，包括UWB定位终端和GPS接收终端，所述UWB定位终端用于发出UWB脉冲信号，所述GPS接收终端用于接收GPS定位信号，并根据所述GPS定位信号产生第一位置信息；
每个UWB基站设置在室内生产区域，用于接收所述UWB脉冲信号，并根据所述UWB脉冲信号产生第二位置信息；
所述监控服务器用于接收所述第一位置信息和所述第二位置信息，并根据所述第一位置信息和所述第二位置信息确定所述生产人员的实时位置。
2.根据权利要求1所述的生产人员实时定位系统，其特征在于，所述UWB定位终端还用于检测所述UWB定位终端是否处于静止状态，并在所述UWB定位终端处于静止状态的时间超过第一预设时间时，控制所述UWB定位终端进入休眠状态。
3.根据权利要求2所述的生产人员实时定位系统，其特征在于，所述UWB定位终端还用于在所述UWB定位终端处于静止状态的时间超过所述第一预设时间时，通过所述UWB基站向所述监控服务器发送静止信息，并在接收到第一提醒指令时产生第一提醒动作；
所述监控服务器还用于在接收到所述静止信息时，判断所述UWB定位终端是否具有预设权限，并在所述UWB定位终端具有所述预设权限时产生第一报警信息，还通过所述UWB基站向所述UWB定位终端发送所述第一提醒指令。
4.根据权利要求1所述的生产人员实时定位系统，其特征在于，所述监控服务器还用于根据所述实时位置判断所述生产人员是否进入第一预设区域，并在所述生产人员进入所述第一预设区域时产生第二报警信息，还通过所述UWB基站向所述UWB定位终端发送第二提醒指令；
所述UWB定位终端还用于在接收到所述第二提醒指令时产生第二提醒动作。
5.根据权利要求1所述的生产人员实时定位系统，其特征在于，所述监控服务器还用于根据所述实时位置判断所述生产人员在第二预设区域的停留时间是否超过第二预设时间，并在所述生产人员在所述第二预设区域的停留时间超过所述第二预设时间时产生第三报警信息，还通过所述UWB基站向所述UWB定位终端发送第三提醒指令；
所述UWB定位终端还用于在接收到所述第三提醒指令时产生第三提醒动作。
6.根据权利要求1所述的生产人员实时定位系统，其特征在于，所述监控服务器还用于根据所述实时位置判断具有互保关系的两名生产人员之间的距离是否大于预设距离，并在所述具有互保关系的两名生产人员之间的距离大于所述预设距离时产生第四报警信息，还通过所述UWB基站向所述UWB定位终端发送第四提醒指令；
所述UWB定位终端还用于在接收到所述第四提醒指令时产生第四提醒动作。
7.根据权利要求1所述的生产人员实时定位系统，其特征在于，所述UWB定位终端还用于检测所述生产人员的心率以获得心率数据，并通过所述UWB基站向所述监控服务器发送所述心率数据；
所述监控服务器还用于在接收到所述心率数据时，判断所述心率数据是否异常，并在所述心率数据异常时产生第五报警信息。
8.根据权利要求1所述的生产人员实时定位系统，其特征在于，所述监控服务器还用于根据所述实时位置显示所述生产人员的移动轨迹。
9.根据权利要求1所述的生产人员实时定位系统，其特征在于，所述监控服务器还用于在地图引擎上显示所述实时位置。
10.根据权利要求1所述的生产人员实时定位系统，其特征在于，还包括总交换机与两台以上POE交换机；
所述监控服务器通过所述总交换机连接所述两台以上POE交换机，每台所述POE交换机连接一个以上所述UWB基站。
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