CN202818611U

CN202818611U - 一种用于矿井的下矿人员定位系统

Info

Publication number: CN202818611U
Application number: CN 201220513086
Authority: CN
Inventors: 张朝平; 景杰
Original assignee: SHANGHAI SHSANY ELECTRONIC ELECTRICAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: Shanghai Sany Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2012-09-29
Filing date: 2012-09-29
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2022-09-29

Abstract

本实用新型涉及一种用于矿井的下矿人员定位系统，其特征在于：所述定位系统包括设于地面上的服务器、多个固定设置在矿井中的WIFI基站以及下矿人员携带的便携式矿灯；其中，所述WIFI基站与所述服务器有线连接，所述矿灯包括具有蓄电池组的矿灯本体和通过电缆与所述矿灯本体连接的灯头，所述矿灯本体内设置有实现与所述WIFI基站通信的WIFI模块和控制连接所述WIFI模块的控制器。其优点是：将矿灯作为一个便携终端，能够实时、快速的将通过摄像头采取现场图像信息以及声音信息传输至调度中心，而且还具有对下井人员识别、跟踪、定位和紧急通知功能。

Description

一种用于矿井的下矿人员定位系统

技术领域

本实用新型涉及一种自动识别和定位技术领域，具体涉及一种用于矿井的下矿人员定位系统。

背景技术

生产安全问题长期以来都是困扰各国煤炭开采的一个难于解决的棘手问题，而煤矿井下无线定位和通信又是这一问题的症结。一套完善的、可靠的井下无线定位和通信系统应用于煤矿地面与井下人员通信，监控和调度井下工作，以及事故发生后的人员搜救，对于煤矿提高效率，安全生产都是极为重要的。近年来国内外一直都致力于探索研发适合煤矿应用的无线定位和通信体系。正在研究和已应用的煤矿通信系统所采用的主要技术手段是基于RFID（射频识别，电子标签）技术的井下网络系统。这种系统的原理是矿井人员携带着的RDID发射一个简单的信号，由井下事先布置好的RFID读取器读取信号并对其进行定位。井下的所有读取器都有线或无线连接起来组成一个定位和通信网络，网络中心再跟地面主控室有线连接实现一个地面对矿井人员实时定位和通信的功能。但在实际应用中，由于RFID芯片的发射功率小，导致RFID和读取器之间的有效读取距离较小，而且一定要直接可视，故此井下必须铺设大量的RFID阅读器。但是井下环境恶劣，瓦斯含量高，安装过多的电子设备不仅导致通信网络架设和维护费用高，而且还造成安全隐患。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是针对现有技术的不足，提出一种用于矿井的下矿人员定位系统，能够实时、快速的将通过摄像头采取现场图像信息传输至调度中心，也可与调度中心或者班组成员之间实时语音通讯。而且还具有对下井人员识别、跟踪、定位和紧急通知功能，下井人员也可在紧急状况下主动通过一键式呼叫调度中心。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型实施例提出的一种用于矿井的下矿人员定位系统是通过以下技术方案实现的：

一种用于矿井的下矿人员定位系统，其特征在于：所述定位系统包括设于地面上的服务器、多个固定设置在矿井中的WIFI基站以及下矿人员携带的便携式矿灯；其中，所述WIFI基站与所述服务器有线连接，所述矿灯包括具有蓄电池组的矿灯本体和通过电缆与所述矿灯本体连接的灯头，所述矿灯本体内设置有实现与所述WIFI基站通信的WIFI模块和控制连接所述WIFI模块的控制器。

所述便携式矿灯还包括：存储数据的存储模块、采集图像信息的摄像头模块、显示屏和按键模组；所述显示屏和按键模组形成所述矿灯本体表面，所述摄像头模块设置在所述灯头上或所述矿灯本体上；所述存储模块、摄像头模块、显示屏和按键模组均与所述控制器相连接。

所述摄像头模块包括嵌装在所述矿灯本体的壳体表面的镜头以及设于所述壳体内的CCD模块，所述CCD模块与所述控制器相连接。

所述矿灯本体中还设置有拾音器，所述拾音器通过模数转换器与所述控制器连接，所述壳体对应所述拾音器的位置形成有拾音孔。

所述矿灯本体中还设置有扬声器，所述扬声器通过数模转换器与所述控制器连接，所述壳体对应所述扬声器的位置形成有扬声孔。

所述矿灯本体上还设置有实现有线通讯的USB通信接口，所述USB通信接口与所述控制器相连接。

所述矿灯本体内还设置有分别与所述控制器和蓄电池组相连的电源管理电路。

本实用新型公开了一种用于矿井的下矿人员定位系统，与现有技术相比具有以下有益效果：矿灯作为一个便携终端，能够实时、快速的将通过摄像头采取现场图像信息以及声音信息传输至调度中心，而且还具有对下井人员识别、跟踪、定位和紧急通知功能。通过调度中心内服务器实时的监控和数据处理，加强了矿业企业的现代化、信息化管理。

附图说明

通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本实用新型上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1为本实用新型实施例下矿人员定位系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例便携矿灯终端的结构示意图；

图3为本实用新型实施例便携矿灯终端的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-3所示，标号分别表示：矿灯本体1、壳体2、灯头3、控制器4、存储模块5、蓄电池组6、WIFI模块7、操作键盘8、拾音器9、扬声器10、USB通信接口11、CCD图像传感器12、显示屏13、显示屏开关14、线缆15、镜头16、拾音孔17、扬声器孔18、电源管理电路19、模数转换器20、数模转换器21、WIFI基站22、服务器23。

参见图1-3，本实用新型实施例提出一种下矿人员定位系统，主要由便携式矿灯终端、WIFI基站22和服务器23组成，其中：

一、便携式矿灯终端

便携式矿灯终端主要包括矿灯本体1和灯头3两部分，灯头3和矿灯本体1之间通过线缆15连接。

矿灯本体1主要由壳体2、控制器4、存储模块5、蓄电池组6、WIFI模块7、按键模组、语音通讯组件、USB通信接口11、摄像头模块12和显示屏13组成。

摄像头模块主要包括镜头16与CCD图像传感器12组成。镜头16嵌装并外露于壳体2表面上，CCD图像传感器12与控制器4相连接，用于实现图像信息和视频信息的采集。

WIFI模块7与控制器4相连接，可以与井下的WIFI基站22通信，由此控制器4通过WIFI模块7和WIFI基站22之间的通信把数字信号通过上传至地面调度中心的服务器23中，实现下井人员与地面调度的通信联络。使矿灯作为一个便携终端能够实时、快速的将信息传输至服务器23，无需进行繁琐的布线，摆脱了传统线缆对终端的限制，使之数据传输方便快捷，提高了井下异常状况处理的效率。

语音通讯组件主要包括扬声器拾音器9和扬声器10组成，二者均固定安装在壳体2内，壳体2上对应拾音器9和扬声器10还形成有用于声波通过的拾音孔17和扬声器孔18。所述拾音器9通过模数转换器20与所述控制器4连接，所述扬声器10通过数模转换器21与所述控制器4连接，用于实现音频信号的采集和播放，以及音频信号通过WIFI模块7进行的无线发送和接受。

存储模块5设置在壳体2内，与控制器4相连接，用于实现数据的存储和读取。

蓄电池组6设置在壳体2内，给整个矿灯提供电能，为了保证矿下使用的安装和便携，蓄电池组6采用锂电池。控制器4通过电源管理电路19控制连接蓄电池组6，以提高电池的续航性能，以及对于电池的电路进行管理。

显示屏13采用嵌装在壳体2表面上的LCD屏，用来显示控制器4所提供的矿灯本身的各个参数以及控制器23发送的信息。

按键模组的控制模块与控制器4相连接，用于实现相应开关量的输入。其主要包括操作键盘8和显示屏开关14两部分组成。操作键盘8上主要实现如下功能：控制显示屏13显示内容、灯头3照明的启闭、语音通讯的建立和切断、摄像模块的启闭。而显示屏开关14则用来打开和关闭显示屏13的背光。

USB通信接口11用于实现与其他电子产品或PC机的USB有线通讯，以便实现数据的移动、存储和相关程序的下载升级。

二、WIFI基站22和服务器23

WIFI基站22和服务器23之间通过网线连接，而WIFI基站22则提供了基于IEEE802.11无线局域网（Wi-Fi）的无线信号传输方案。目前，在实际应用中也已经提出了许多基于WIFI网络的定位方案，如测量接收信噪比（SNR），以及使用更广泛的接收信号强度指示（RSSI）等等。由于此类定位技术为本领域技术人员公知常识，因此在本文不在详细描述。

承上述，本实用新型实施例所提供的下矿人员定位系统主要具有如下功能：

1、通过设置WIFI模块，可以与井下WIFI基站22通信，实现下井人员与地面调度的通信联络以及班组人员之间的通话，使矿灯作为一个便携终端能够实时、快速的将信息传输至服务器，无需进行繁琐的布线，摆脱了传统线缆对终端的限制，使之数据传输方便快捷，提高了井下作业的效率；

2、可基于WIFI定位技术对于矿灯终端的位置进行定位，并结合摄像头模块12所采集的视频图像信息，可准确掌握该矿灯终端的准确位置，通过矿灯中绑定的唯一ID确定终端身份，由此服务器可掌握矿下全部矿工每一时刻在井下的位置，以保证矿工的安全。不仅如此，还可结合井上WIFI基站22以及相关设备实现考勤、进出入管理、充电时长管理等功能，加强了矿业企业的现代化、信息化管理；

3、通过设置扬声器和拾音器，基于WIFI技术来实现和调度的语音通信。按下对讲按钮时，向调度发起语音通讯，汇报井下情况；收到调度语音指令后，扬声器自动循环播放调度指令。并且通过设计呼叫按钮，在发生险情时，可以一键式呼叫调度。

4、通过设置显示屏，当收到调度文字信息时，会显示在屏幕上，并进行闪光提示。

本实用新型所属领域的一般技术人员可以理解，本实用新型以上实施例仅为本实用新型的优选实施例之一。为篇幅限制，这里不能逐一列举所有实施方式，任何可以体现本实用新型权利要求技术方案的实施，都在本实用新型的保护范围内。

需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，在上述实施例的指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种用于矿井的下矿人员定位系统，其特征在于：所述定位系统包括设于地面上的服务器、多个固定设置在矿井中的WIFI基站以及下矿人员携带的便携式矿灯；其中，所述WIFI基站与所述服务器有线连接，所述矿灯包括具有蓄电池组的矿灯本体和通过电缆与所述矿灯本体连接的灯头，所述矿灯本体内设置有实现与所述WIFI基站通信的WIFI模块和控制连接所述WIFI模块的控制器。

2.如权利要求1所述的一种用于矿井的下矿人员定位系统，其特征在于，所述便携式矿灯还包括：存储数据的存储模块、采集图像信息的摄像头模块、显示屏和按键模组；所述显示屏和按键模组形成所述矿灯本体表面，所述摄像头模块设置在所述灯头上或所述矿灯本体上；所述存储模块、摄像头模块、显示屏和按键模组均与所述控制器相连接。

3.如权利要求2所述的一种用于矿井的下矿人员定位系统，其特征在于：所述摄像头模块包括嵌装在所述矿灯本体的壳体表面的镜头以及设于所述壳体内的CCD模块，所述CCD模块与所述控制器相连接。

4.如权利要求3所述的一种用于矿井的下矿人员定位系统，其特征在于：所述矿灯本体中还设置有拾音器，所述拾音器通过模数转换器与所述控制器连接，所述壳体对应所述拾音器的位置形成有拾音孔。

5.如权利要求4所述的一种用于矿井的下矿人员定位系统，其特征在于：所述矿灯本体中还设置有扬声器，所述扬声器通过数模转换器与所述控制器连接，所述壳体对应所述扬声器的位置形成有扬声孔。

6.如权利要求4所述的一种用于矿井的下矿人员定位系统，其特征在于：所述矿灯本体上还设置有实现有线通讯的USB通信接口，所述USB通信接口与所述控制器相连接。

7.如权利要求6所述的一种用于矿井的下矿人员定位系统，其特征在于：所述矿灯本体内还设置有分别与所述控制器和蓄电池组相连的电源管理电路。