CN202954854U - 一种矿井井下人员定位设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种矿井井下人员定位设备，包括：置于井下人员身上的定位卡；至少两个对定位卡进行定位并得到第一距离的定位辅站；与所述定位辅站一一对应、并对定位卡进行定位并得到第二距离，根据第一距离和第二距离得到精确位置信息的定位主站；对所述精确位置信息进行传输的传输分站；所述定位主站之间依次连接，依次连接后的定位主站与所述传输分站连接，所述定位辅站位于所述相对应的定位主站的固定一侧。本实用新型通过定位主站与定位主站之间的信息传输，将定位卡的位置信息一级一级的传输至传输分站，有效减少井下传输线的数量，减少井下布线，减少因为线路断路造成的故障。
Description
技术领域
本实用新型涉及矿井设备，尤其是涉及一种矿井井下人员定位设备。
背景技术
矿井开采作为安全事故频发的重工业，对安全监督管理系统的要求很高。矿井人员的位置监测在矿井生产管理、安全决策、抢险救灾等方面具有举足轻重的作用。矿井开采作为安全事故频发的重工业，对安全监督管理系统的要求很高。利用无线通信精确定位系统，对井下人员进行实时定位监督，将在很大程度上加强井下作业的安全保障。
当矿井出现煤与瓦斯突出、透水及冒顶等危险事故时, 需要准确、快速地掌握井下矿工的精确位置、环境状况, 及时与被困人员沟通信息, 以利于高效的抢险救灾和人员搜救。
一般的井下定位系统的多个定位主站不能相互通信，每个定位主站只能通过相应的传输分站进行通信，各传输分站再将位置信息传输给工控机；或者每个定位主站与一个传输分站连接，该传输分站再将位置信息传输给工控机。以上两种形式的定位系统均存在连线较多的问题，导致矿井井下的传输线较多，不方便井下人员作业。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，从而提供了一种可以减少井下传输线的矿井井下人员定位设备。
为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
一种矿井井下人员定位设备，包括：置于井下人员身上的定位卡，至少两个对定位卡进行定位并得到第一距离的定位辅站；与所述定位辅站一一对应、并对定位卡进行定位并得到第二距离，根据第一距离和第二距离得到精确位置信息的定位主站；对所述精确位置信息进行传输的传输分站；所述定位主站之间依次连接，依次连接后的定位主站与所述传输分站连接，所述定位辅站位于所述相对应的定位主站的固定一侧。
进一步地，所述矿井井下人员定位设备还包括用于接收所述传输分站传来的定位卡的位置信息，并显示每张定位卡的位置分布图的井上工控机，所述井上工控机与所述传输分站有线连接。
进一步地，所述传输分站与井上工控机通过RJ45接口连接。
进一步地，所述矿井井下人员定位设备还包括提供井下人员之间进行通信的通信主站，所述通信主站与所述定位主站连接。
进一步地，所述定位主站与所述通讯主站通过RS485接口连接。
进一步地，所述定位主站之间通过RS485接口连接。
进一步地，所述定位主站和传输分站之间通过RS485接口连接。
进一步地，所述定位主站包括UART转RS485模块。
进一步地，所述定位主站、定位辅站以及定位卡之间通过ZigBee进行无线通信。
进一步地，所述定位卡还包括一向定位主站发送求救信号的求救报警模块。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型公开的矿井井下人员定位设备，通过定位主站与定位主站之间的信息传输，将定位卡的精确位置信息一级一级的传输至传输分站，这样的定位系统可以有效减少井下传输线的数量，减少井下布线，有效减少因为线路断路造成的故障，提高井下人员作业效率。
附图说明
图1是本实用新型第一实施例矿井井下人员定位设备的原理框图。
图2是本实用新型第二实施例矿井井下人员定位设备的原理框图。
图3是本实用新型第三实施例矿井井下人员定位设备的原理框图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1是本实用新型第一实施例矿井井下人员定位设备的原理框图，公开了一种矿井井下人员定位设备，包括：置于井下人员身上的定位卡30，至少两个对定位卡30进行定位并得到第一距离的定位辅站21；与所述定位辅站21一一对应、对定位卡30进行定位并得到第二距离，根据第一距离和第二距离得到精确位置信息的定位主站20；对所述精确位置信息进行传输的传输分站10；所述定位主站20之间依次连接，依次连接后的定位主站20与所述传输分站10连接，所述定位辅站21位于所述相对应的定位主站20的固定一侧。本实用新型实施例通过定位主站与定位主站之间的信息传输，将定位卡的精确位置信息一级一级的传输至传输分站，这样的定位系统可以有效减少井下传输线的数量，减少井下布线，有效减少因为线路断路造成的故障，提高井下人员作业效率。
本实施例中定位主站20还给定位辅站21提供电源；定位主站20与定位辅站21的数量相同并一一对应。本系统的具体定位并传输信息如下：所述定位辅站21用于测量定位辅站21与定位卡30之间的第一距离，并将定位辅站21与定位卡30之间的第一距离通过无线上报给定位主站20；所述定位主站20测量定位主站20与定位卡30之间的第二距离，并根据定位主站20与定位卡30之间的第二距离以及定位辅站21与定位卡30之间的第一距离判断定位卡30的方向，对定位卡30的位置进行精确定位得到定位卡30的精确位置信息。然后由定位主站20将定位卡30的精确位置信息传输给距离该主站最近并靠近传输分站10的定位主站，然后依次一级一级往上传输，直至传输至传输分站10。上述定位主站之间的通信通过RS485接口连接。
图2是本实用新型第二实施例矿井井下人员定位设备的原理框图；本实施例在上述图1实施例的基础上，矿井井下人员定位设备还包括用于接收所述传输分站10传来的定位卡的位置信息，并显示每张定位卡30的位置分布图的井上工控机50，所述井上工控机50与所述传输分站10有线连接。并且所述传输分站10与井上工控机50通过RJ45接口连接，所述传输分站10将定位主站20得到的定位卡30的位置信息进行传输至井上工控机50，以便进一步进行后续操作。
图3是本实用新型第三实施例矿井井下人员定位设备的原理框图；本实施例在上述图2实施例的基础上，所述矿井井下人员定位设备还包括提供井下人员之间进行通信的通信主站40，所述通信主站40与所述定位主站20连接，所述定位主站20与所述通讯主站40通过RS485接口连接；通讯主站40可以发射通信信号，井下人员之间的通信便可以通过通信主站进行通信，比如手机通讯，这样可以方便井下人员通过手机进行联系。本实施例中的通信主站40也可以为多个，多个通信主站可以分别设置在定位主站之间，也可以多个通信主站进行连接后再与定位主站进行连接。
上述实施例中，所述定位主站20和传输分站21之间通过RS485接口连接；定位主站20之间、定位主站20与通信主站40之间均通过RS485接口连接，在定位主站20内部还包括有将UART转换为RS485口的UART转RS485模块。所述定位主站20、定位辅站21以及定位卡30的无线通信是通过ZigBee进行无线通信。ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术，主要用于近距离无线连接。因此，采用Zigbee技术作为矿井人员的无线定位及上传数据方案，具有高精度，低功耗，高可靠，高覆盖范围的特点。本实用新型真是利用定位主站与定位卡之间以及定位辅站与定位卡之间均采用ZigBee技术进行通信，使得定位精度非常高，同时又具有低功耗，高可靠，高覆盖范围的优点。
本实施例中，所述定位卡30还包括一向定位主站20发送求救信号的求救报警模块，工控机50可以下发“撤离信号”或“取消撤离信号”，通过传输分站10，再通过定位主站20，转发至定位卡30，通知井下人员撤离或取消撤离；井上工控机50的后台监控程序可以通过有线向定位主站20发撤离信号，再由定位主站20通过无线转发到定位卡30，定位卡30也可以向定位主站20发求救信号，再由定位主站20上报到井上工控机50的后台监控程序。这样在实现精确定位的同时，还可实现地面监控中心对井下人员管理，以及实现井下人员向监控中心求救等辅助功能。
定位主站和定位卡之间可相互做TOF（Time Of Flight)），即可相互测量井下定位主站到定位卡之间无线信号的传播延迟时间。定位辅站和定位卡之间也可相互做TOF，即可相互测量井下定位辅站到定位卡之间无线信号的传播延迟时间。所述定位辅站测量定位辅站与定位卡之间的第一距离，并将定位辅站与定位卡之间的第一距离通过无线上报给定位主站；所述定位主站测量定位主站与定位卡之间的第二距离，并根据定位主站与定位卡之间的第二距离以及定位辅站与定位卡之间的第一距离判断定位卡的方向，对定位卡的位置进行精确定位。所述定位主站与定位卡之间的第二距离是通过测量定位主站到定位卡之间无线信号的传播延迟时间，再乘以电磁波在空气中传播的速度计算获得；所述定位辅站与定位卡之间的第一距离是通过测量定位辅站到定位卡之间无线信号的传播延迟时间，再乘以电磁波在空气中传播的速度计算获得。
在具体进行精确定位时，定位主站20上电后开始工作， 通过无线发出检测信号，不断探测定位卡30，探测到定位卡30就可以加入到该定位主站20的网络，然后定位主站20周期性地和定位卡30做TOF测距。直到该定位卡30不在该定位主站的覆盖范围而离网。定位主站20需要配合定位辅站21一起工作，当定位卡30在定位主站20的网络范围内时，定位卡30分别跟定位主站20和定位辅站21做TOF测距，根据这两个测距的距离，来确定定位卡30的精确位置，定位主站20根据定位主站20与定位卡30之间的距离以及定位辅站21与定位卡30之间的距离判断定位卡30的方向；这样便得到定位卡30的精确位置信息；定位卡30的精确位置信息是指，定位卡离定位主站的距离及方向，同时还包括定位卡30的状态。当携带此定位卡的下井人员在定位主站覆盖范围内时，定位主站20就可得到定位卡的ID码、报警状态及测距等信息，并将此信息通过RS485总线一级一级传送给传输分站10，传输分站10进一步通过RJ45接口传输给井上工控机50，井上工控机50根据得到的信息做后续工作。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种矿井井下人员定位设备，其特征在于，包括：
置于井下人员身上的定位卡；
至少两个对定位卡进行定位并得到第一距离的定位辅站；
与所述定位辅站一一对应、对定位卡进行定位并得到第二距离，根据第一距离和第二距离得到精确位置信息的定位主站；
对所述精确位置信息进行传输的传输分站；
所述定位主站之间依次连接，依次连接后的定位主站与所述对应的传输分站连接，所述定位辅站位于所述相对应的定位主站的固定一侧。
2.根据权利要求1所述的矿井井下人员定位设备，其特征在于，所述矿井井下人员定位设备还包括用于接收所述传输分站传来的定位卡的位置信息，并显示每张定位卡的位置分布图的井上工控机，所述井上工控机与所述传输分站有线连接。
3.根据权利要求2所述的矿井井下人员定位设备，其特征在于，所述传输分站与井上工控机通过RJ45接口连接。
4.根据权利要求1任一项所述的矿井井下人员定位设备，其特征在于，所述矿井井下人员定位设备还包括提供井下人员之间进行通信的通信主站，所述通信主站与所述定位主站连接。
5.根据权利要求4所述的矿井井下人员定位设备，其特征在于，所述定位主站与所述通讯主站通过RS485接口连接。
6.根据权利要求1所述的矿井井下人员定位设备，其特征在于，所述定位主站之间通过RS485接口连接。
7.根据权利要求1所述的矿井井下人员定位设备，其特征在于，所述定位主站和传输分站之间通过RS485接口连接。
8.根据权利要求6或7所述的矿井井下人员定位设备，其特征在于，所述定位主站包括UART转RS485模块。
9.根据权利要求1-7任一项所述的矿井井下人员定位设备，其特征在于，所述定位主站、定位辅站以及定位卡之间通过ZigBee进行无线通信。
10.根据权利要求1-7任一项所述的矿井井下人员定位设备，其特征在于，所述定位卡还包括向定位主站发送求救信号的求救报警模块。
Priority Applications (1)
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| CN 201220616901 CN202954854U (zh) | 2012-11-21 | 2012-11-21 | 一种矿井井下人员定位设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 201220616901 CN202954854U (zh) | 2012-11-21 | 2012-11-21 | 一种矿井井下人员定位设备 |
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| CN202954854U true CN202954854U (zh) | 2013-05-29 |
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Family Applications (1)
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| CN 201220616901 Expired - Lifetime CN202954854U (zh) | 2012-11-21 | 2012-11-21 | 一种矿井井下人员定位设备 |
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| CN (1) | CN202954854U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107146021A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-09-08 | 江苏三恒科技股份有限公司 | 一种自组网式的矿山人员和车辆管理系统及方法 |
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2012
- 2012-11-21 CN CN 201220616901 patent/CN202954854U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN107146021A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-09-08 | 江苏三恒科技股份有限公司 | 一种自组网式的矿山人员和车辆管理系统及方法 |
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Legal Events
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Address after: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District Guangdong streets High-tech Industrial Park South seven road No. 11 Shenzhen Software Park building T3 B District 5 floor Patentee after: Shenzhen Yiri Technology Co.,Ltd. Address before: Shenzhen City, Nanshan District high tech Industrial Park in Guangdong province 518000 South six road to Kelon building 15 Floor Patentee before: Shenzhen Yiri Technology Co.,Ltd. |
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| CP02 | Change in the address of a patent holder |
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| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
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Granted publication date: 20130529 |
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