CN112097137A - 多频组合定位本安型信息矿灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多频组合定位本安型信息矿灯，能够将位置信息上报至外端定位系统，包括：电池盒组件，电池盒组件的最外层上设有定位板组件，定位板组件设有定位电路板，定位电路板包括：UWB无线模块、RFID射频模块和125K低频唤醒模块，125K低频唤醒模块能够进行场景识别且能够从UWB无线模块或者RFID射频模块将识别信息上报至外端定位系统；灯头；灯头与电池盒组件通过线缆相连接。该多频组合定位本安型信息矿灯不仅能够实现井下特殊区域危险预警、特殊区域快速识别、远距离测距上报、人员运动危险感知，还能够实现井下精准定位。该多频组合定位本安型信息矿灯具有定位精准、场景识别快速等优点。

Description

多频组合定位本安型信息矿灯
技术领域
本发明属于信息矿灯技术领域，具体涉及一种多频组合定位本安型信息矿灯。
背景技术
信息化矿灯是近几年矿灯行业发展的趋势，目前市面上，常见的信息化矿灯主要由固定在矿用安全帽上的灯头、挂在腰间的电池盒以及头灯与电池盒之间的矿灯用灯帽线组成。其矿灯电池盒内部集成有人员定位、报警功能，电池盒内装有定位标识卡及本安电池组件，使用过程中固定在矿工腰部，人员定位模块普遍采用单一2.4G的RFID或Zigbee等区域定位方式。现有的信息化矿灯只能实现单一的区域定位功能，在井下使用时容易受矿灯自身电池组件、矿工身体遮挡等因素影响，无法实现远距离定位，同时定位精度无法保证。
目前急需一种能够实现多种射频融合定位，实现多频组合定位，具有特殊区域危险预警、人员危险感知、特殊区域快速识别，以充分满足煤矿井下特殊场景使用。该新型信息化矿灯不仅能够优化结构设计，符合煤矿使用要求，实现远距离、高精度定位，并且在信息矿灯系统下，实现精确定位，测距信息主动上报。
现有技术方案：
《CN103438360B-本安型信息化矿灯》一种基于头灯组件、线缆、电池盒、电池组件和电路装置等结构设计，一种具备“明暗”闪烁提示的信息矿灯，只能进行单一的区域定位，无法进行精确定位。
《CN204268436U-具有定位功能的本安型信息矿灯装置》是一种具有短距离唤醒功能的区域定位矿灯，不具备精确定位功能。
《CN110671627A-一种集成有UWB通信组件的本安型信息化矿灯》是一种采用UWB单一模式的精确定位矿灯，其通信组件安装在矿灯灯壳内，且无法进行多频组合定位。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明提出一种多频组合定位本安型信息矿灯，该多频组合定位本安型信息矿灯具有定位精准、场景识别快速等优点。
根据本发明实施例的多频组合定位本安型信息矿灯，能够将位置信息上报至外端定位系统，包括：电池盒组件，所述电池盒组件的最外层上设有定位板组件，所述定位板组件设有定位电路板，所述定位电路板包括：UWB无线模块、RFID射频模块和125K低频唤醒模块，所述125K低频唤醒模块能够进行场景识别且能够从所述UWB无线模块或者所述RFID射频模块将识别信息上报至外端定位系统；灯头；所述灯头与所述电池盒组件通过线缆相连接。
根据本发明实施例的多频组合定位本安型信息矿灯，采用UWB无线模块、RFID射频模块和125K低频唤醒模块组合定位的方式，不仅能够实现井下特殊区域危险预警、特殊区域快速识别、远距离测距上报、人员运动危险感知，还能够实现井下精准定位。该多频组合定位本安型信息矿灯具有定位精准、场景识别快速等优点。
根据本发明一个实施例，所述定位电路板还包括：运动检测模块，所述运动检测模块能够与所述UWB无线模块、RFID射频模块和125K低频唤醒模块相结合进行运动检测。
根据本发明一个实施例，所述定位电路板还包括：控制模块，所述控制模块与所述运动检测、UWB无线模块、RFID射频模块和125K低频唤醒模块相连接，并进行信息采集；LED控制模块，所述LED控制模块能够通过所述控制模块进行控制用以提供照明；看门狗模块，所述看门狗模块能够监测所述控制模块是否正常工作。
根据本发明一个实施例，所述定位板组件上还设有按键接口，所述按键接口与报警按键相连接。
根据本发明一个实施例，所述定位板组件还包括:电路板封胶盒，所述定位电路板固定在所述电路板封胶盒内。
根据本发明一个实施例，所述定位板组件还包括:定位天线，所述定位天线固定在所述电路板封胶盒上。
根据本发明一个实施例，所述电池盒组件包括：电池盒壳体，所述电池盒壳体上方安装有电池盒盖。
根据本发明一个实施例，所述电池盒组件还包括：本安电池组件，所述本安电池组件设在电池盒壳体内，其一侧设有所述定位板组件。
根据本发明一个实施例，所述电池盒组件还包括：电池组件固定压板，所述电池组件固定压板设在所述电池壳体内，用以固定所述本安电池组件。
根据本发明一个实施例，所述多频组合定位本安型信息矿灯，还包括：工作指示灯，所述工作指示灯与所述报警按键相邻设置。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的多频组合定位本安型信息矿灯的整体结构示意图；
图2是根据本发明实施例的多频组合定位本安型信息矿灯的局部结构示意图；
图3是根据本发明实施例的多频组合定位本安型信息矿灯的定位板组件的结构示意图。
图4是根据本发明实施例的多频组合定位本安型信息矿灯的定位板组件的模块示意图。
附图标记：
多频组合定位本安型信息矿灯100；
电池盒组件10；电池盒壳体11；电池盒盖12；
灯头20；
线缆30
定位板组件40；定位电路板41；电路板封胶盒42；定位天线43
报警按键50；
工作指示灯60；
控制模块70；UWB无线模块71；RFID射频模块72；125K低频唤醒模块73；运动检测模块74；看门狗模块75；LED控制模块76；ADC模块77；LDO电源模块78；矿灯电池模块79。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考附图具体描述根据本发明实施例的多频组合定位本安型信息矿灯100。
如图1至图3所示，根据本发明实施例的多频组合定位本安型信息矿灯100，能够将位置信息上报至外端定位系统，包括电池盒组件10和灯头20。
具体而言，根据本发明实施例的多频组合定位本安型信息矿灯100，电池盒组件10的最外层上设有定位板组件40，定位板组件40设有定位电路板41，定位电路板41包括：UWB无线模块71、RFID射频模块72和125K低频唤醒模块73，125K低频唤醒模块73能够进行场景识别且能够从UWB无线模块71或者RFID射频模块72将识别信息上报至外端定位系统；灯头20与电池盒组件10通过线缆30相连接。
换言之，根据本发明实施例的多频组合定位本安型信息矿灯100，主要包括电池盒组件10和灯头20，将定位板组件40封胶后设在电池盒组件10内部的最外层，便于信号的传输，定位板组件40设有定位电路板41，定位电路板41上设有UWB无线模块71、RFID射频模块72和125K低频唤醒模块73，井下针对不同地点设有相应的地标，125K低频唤醒模块73能够进行场景及地标识别，例如当遇到放炮点时，125K低频唤醒模块73能快速识别出该地点为危险地带。由于井下针对不同频率同时存在UWB系统和RFID系统，125K低频唤醒模块73可以自主选择从UWB无线模块71或者RFID射频模块72将位置信息上报给外端定位系统，UWB无线模块71针对的频率要高于RFID射频模块72所针对的频率，可以根据频率的不同进行远距离测距定位来上报位置信息，从而实现了不同频率组合定位。具体地，该外端定位系统为外部设备具有的系统，如计算机或者其它监控设备等。125K低频唤醒模块73可以自主调整定位的周期及发送功率，实现煤矿井下特殊场景的使用和巡检地标信息上报。
由此，根据本发明实施例的多频组合定位本安型信息矿灯100，采用UWB无线模块71、RFID射频模块72和125K低频唤醒模块73组合定位的方式，不仅能够满足井下特殊区域危险预警、特殊区域快速识别、远距离测距上报、人员运动危险感知等，还能够实现井下精准定位。该多频组合定位本安型信息矿灯100具有定位精准、场景识别快速等优点。
进一步地，定位电路板41还包括运动检测模块74。运动检测模块74能够与UWB无线模块71、RFID射频模块72和125K低频唤醒模块73相结合进行运动检测。通过运动检测模块74能够感知井下作业人员是在静止状态还是运动状态。具体地，当井下作业人员在井下固定在一个地方不动，如果时间超过一个小时则可能发生了危险，此时可以进行预警上报。如果井下作业人员在井上时，超过1小时不动则该多频组合定位本安型信息矿灯进入低能耗工作模式。其不仅能够实现低功耗工作，还可以实现井下“1小时”预警提示及上报。运动检测模块74与UWB无线模块71、RFID射频模块72和125K低频唤醒模块73相结合可以实现井下“限员限区”管理，提供井下定位位置信息确认，提高煤矿生产的安全性。
根据本发明的一个实施例，定位电路板41还包括控制模块70、LED控制模块76和看门狗模块75。控制模块70与运动检测、UWB无线模块71、RFID射频模块72和125K低频唤醒模块73相连接，并进行信息采集，控制模块70可以是MCU。LED控制模块76能够通过所述控制模块70进行控制用以提供照明；看门狗模块75能够监测所述控制模块70是否正常工作，为多频组合定位本安型信息矿灯100能够正常使用提供保障。
如图4所示，具体地，定位电路板41还包括LDO电源模块78、ADC模块77和矿灯电池模块79。
在本发明的一些具体实施方式中，定位板组件40上还设有按键接口，按键接口与报警按键50相连接。通过报警按键50能够一键报警，当人员遇到危险情况时，可以及时的发出求救信号。
可选地，定位板组件40还包括电路板封胶盒42，定位电路板41固定在电路板封胶盒42内。
进一步地，定位板组件40还包括定位天线43，定位天线43固定在电路板封胶盒42上。解决了采用外置定位天线43所造成的灯头壳尺寸变大、重量增加，矿工长期使用，感觉头部偏重，射频影响矿工身体的问题。具体地，将定位电路板41固定在电路板胶封盒42内，同时固定好定位天线43，用回天312硅胶材料灌封，最终形成定位板组件安装于电池盒组件10最外层，定位天线43外置有效的减小电池及身体的遮挡所造成的定位精度下降。
在本发明的一些具体实施方式中，电池盒组件10包括电池盒壳体11，电池盒壳体11上方安装有电池盒盖12，用以封闭电池盒壳体11，并与线缆30相连接。
根据本发明的一个实施例，电池盒组件10还包括本安电池组件，本安电池组件设在电池盒壳体11内，其一侧设有定位板组件40。
进一步地，电池盒组件10还包括电池组件固定压板，所述电池组件固定压板设在所述电池壳体内，用以固定所述本安电池组件，提高牢固性。
可选地，多频组合定位本安型信息矿灯100还包括工作指示灯60，工作指示灯60与报警按键50相邻设置。由于井下视线不佳，通过工作指示灯60可以看见人员工作状态，一目了然。通过报警按键50能够一键报警，当人员遇到危险情况时，可以及时的发出求救信号。
总而言之，根据本发明实施例的多频组合定位本安型信息矿灯100，通过将将UWB无线模块71、RFID射频模块72和125K低频唤醒模块73安装矿灯电池盒内，实现了多频定位模块组合使用。其通过矿灯本安电池供电，在不影响矿灯照明的前提下，不仅实现远距离、高精度测距定位并主动上报、能够进行特殊区域危险提示、人员危险感知、特殊区域快速识别，并将信息上报。根据煤矿井下使用场景的不同，可自主识别切换，并主动上报，利用不同频段的差异及特点，充分满足井下不用场景的使用。
根据本发明实施例的多频组合定位本安型信息矿灯的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种多频组合定位本安型信息矿灯，能够将位置信息上报至外端定位系统，其特征在于，包括：
电池盒组件，所述电池盒组件的最外层上设有定位板组件，所述定位板组件设有定位电路板，所述定位电路板包括：UWB无线模块、RFID射频模块和125K低频唤醒模块，所述125K低频唤醒模块能够进行场景识别且能够从所述UWB无线模块或者所述RFID射频模块将识别信息上报至外端定位系统；
灯头,所述灯头与所述电池盒组件通过线缆相连接。
2.根据权利要求1所述的多频组合定位本安型信息矿灯，其特征在于，所述定位电路板还包括：运动检测模块，所述运动检测模块能够与所述UWB无线模块、RFID射频模块和125K低频唤醒模块相结合进行运动检测。
3.根据权利要求2所述的多频组合定位本安型信息矿灯，其特征在于，所述定位电路板还包括：
控制模块，所述控制模块与所述运动检测、UWB无线模块、RFID射频模块和125K低频唤醒模块相连接，并进行信息采集；
LED控制模块，所述LED控制模块能够通过所述控制模块进行控制用以提供照明；
看门狗模块，所述看门狗模块能够监测所述控制模块是否正常工作。
4.根据权利要求3所述的多频组合定位本安型信息矿灯，其特征在于，所述定位板组件上还设有按键接口，所述按键接口与报警按键相连接。
5.根据权利要求4所述的多频组合定位本安型信息矿灯，其特征在于，所述定位板组件还包括:电路板封胶盒，所述定位电路板固定在所述电路板封胶盒内。
6.根据权利要求5所述的多频组合定位本安型信息矿灯，其特征在于，所述定位板组件还包括:
定位天线，所述定位天线固定在所述电路板封胶盒上。
7.根据权利要求1所述的多频组合定位本安型信息矿灯，其特征在于，所述电池盒组件包括：
电池盒壳体，所述电池盒壳体上方安装有电池盒盖。
8.根据权利要求7所述的多频组合定位本安型信息矿灯，其特征在于，所述电池盒组件还包括：
本安电池组件，所述本安电池组件设在电池盒壳体内，其一侧设有所述定位板组件。
9.根据权利要求8所述的多频组合定位本安型信息矿灯，其特征在于，所述电池盒组件还包括：
电池组件固定压板，所述电池组件固定压板设在所述电池壳体内，用以固定所述本安电池组件。
10.根据权利要求4所述的多频组合定位本安型信息矿灯，其特征在于，还包括：
工作指示灯，所述工作指示灯与所述报警按键相邻设置。
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