CN203204146U - 基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统 - Google Patents

基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统 Download PDF

Info

Publication number
CN203204146U
CN203204146U CN2013201421653U CN201320142165U CN203204146U CN 203204146 U CN203204146 U CN 203204146U CN 2013201421653 U CN2013201421653 U CN 2013201421653U CN 201320142165 U CN201320142165 U CN 201320142165U CN 203204146 U CN203204146 U CN 203204146U
Authority
CN
China
Prior art keywords
zigbee network
ultrasonic
base station
transmission device
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN2013201421653U
Other languages
English (en)
Inventor
孙豹
李亚东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LICHENG INTEGRATED SCIENCE AND TECHNOLOGY RESEARCH CENTER
Original Assignee
LICHENG INTEGRATED SCIENCE AND TECHNOLOGY RESEARCH CENTER
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LICHENG INTEGRATED SCIENCE AND TECHNOLOGY RESEARCH CENTER filed Critical LICHENG INTEGRATED SCIENCE AND TECHNOLOGY RESEARCH CENTER
Priority to CN2013201421653U priority Critical patent/CN203204146U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN203204146U publication Critical patent/CN203204146U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本实用新型提供的基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统，属于测量技术领域。主要解决井下事故后被困人员定位精确度较低的问题，包括具有射频收发装置（3）的上位机管理系统（2），其特点是：还包括若干zigbee网络定位基站（1）和定位卡（4），所述zigbee网络定位基站（1）包括射频收发装置和超声波发射装置（5）；所述定位卡包括射频收发装置、超声波接收装置和计时器。每个zigbee网络定位基站包括至少两个超声波发射装置，每个超声波发射装置对应不同的方向。该系统无线组网，且组网灵活、施工方便、低功耗、定位精度较高。

Description

基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统
技术领域
本实用新型属于测量技术领域，具体涉及基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统。
背景技术
对于煤矿、非金属矿山来说，实现精确井下人员定位不仅可以提高安全生产管理水平、提高劳动生产率，并且为事故后进行人员搜救提供了精确的人员位置信息，节省搜救时间并提高搜救成功率。
经对现有技术的检索比对发现，现有井下人员定位方法主要有两种。
第一种是采用射频标签定位方法，这种方法具有以下不足之处：
1）定位精度低，仅仅实现区域定位，无法精确定位、定位精度一般在几百到几十米；
2）容易丢失信号、成本高，且不易随处定位；3.定位不及时、容易漏检。
第二种是采用zigbee网络的射频信号衰减进行定位方法，这种方法具有以下不足之处：
1）定位精度不高，一般最好水平能达到小于10米；
2）定位信息受井下环境影响严重，例如井下湿度，巷道墙体对电磁吸收、反射，巷道中金属物体位置移动等。
因此，已有的井下人员定位方法已不能完全满足井下人员定位的要求。在矿山安全生产方面，迫切需要研究开发一种具有定位精度高、漏检率低、受环境影响小的井下人员定位方法。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供定位精度较高的基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统。
本实用新型为解决上述技术问题而采取的技术方案是：
基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统，包括具有射频收发装置的上位机管理系统，其特征是：还包括若干zigbee网络定位基站和定位卡，所述zigbee网络定位基站包括射频收发装置和超声波发射装置；所述定位卡包括射频收发装置、超声波接收装置和计时器。
每个zigbee网络定位基站包括两个以上的超声波发射装置，每个超声波发射装置对应不同的方向。
所述zigbee网络定位基站中的射频收发装置从上位机管理系统得到定位命令后，发送射频电波定位命令，此命令包括zigbee网络定位基站位置及编号信息，同时，zigbee网络定位基站中的超声波发射装置发送超声波脉冲，定位卡收到射频命令后，启动超声波接收电路以及计时器，收到超声波信号停止计时，计时器的数值就是声波的传播时间T；定位卡上的射频收发装置通过zigbee网络将传播时间T、自身ID号、对应基站信息、超声波方向信息发送给zigbee网络定位基站，zigbee网络定位基站中的射频收发装置将得到的信息发送给上位机管理系统处理；传播时间T乘以超声波速度得到定位卡与该zigbee网络定位基站对应方向上的超声波发射装置之间的距离。
本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：
本实用新型中采用了zigbee网络遥控超声波发射装置，利用安装在射频基站的超声波发射装置和安装在定位卡上的超声波接收装置进行测距并确定定位卡的坐标，该系统定位精度高、漏检率低、受环境影响小。具体优点如下：
1）定位系统全部采用无线组网，组网灵活、施工方便，并且避免了因通信电缆破坏造成的定位网络局部失效或者全网瘫痪的问题。
2）本系统充分利用了zigbee网络节点的超低功耗的特点，实现了人员定位卡的超低功耗工作，在电池供电的情况下，可以保证较长时间的正常工作。并且，在井下供电中断的情况下，定位基站可以继续工作一段时间。
3）本系统的定位精度受环境影响小，仅仅取决于定位基站与定位卡之间超声波的飞行时间，可以实现定位精度小于等于1米的高精度井下人员定位。
附图说明
图1为本实用新型的结构原理示意图。
图中：1—zigbee网络定位基站；2—上位机管理系统；3—定位卡；4—超声波发射装置。
具体实施方式
如图1所示，基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统，包括具有射频收发装置的上位机管理系统2，其特点是：还包括若干zigbee网络定位基站1和定位卡3，所述zigbee网络定位基站1包括射频收发装置和超声波发射装置4；所述定位卡3包括射频收发装置、超声波接收装置和计时器。
每个zigbee网络定位基站1包括两个以上的超声波发射装置4，每个超声波发射装置对应不同的方向。
所述zigbee网络定位基站1中的射频收发装置从上位机管理系统2得到定位命令后，发送射频电波定位命令，此命令包括zigbee网络定位基站1位置及编号信息，同时，zigbee网络定位基站1中的超声波发射装置4发送超声波脉冲，定位卡3收到射频命令后，启动超声波接收电路以及计时器，收到超声波信号停止计时，计时器的数值就是声波的传播时间T；定位卡3上的射频收发装置通过zigbee网络将将传播时间T、自身ID号、对应基站信息、超声波方向信息发送给zigbee网络定位基站1，zigbee网络定位基站1中的射频收发装置将得到的信息发送给上位机管理系统2处理；传播时间T乘以超声波速度得到定位卡3与该zigbee网络定位基站1对应方向上的超声波发射装置4之间的距离，
工作原理：
系统连接zigbee网络，其中zigbee网络定位基站1中相应的zigbee节点为参考节点，每个基站的位置坐标信息和参考节点的ID号对应；定位卡中相应的zigbee节点为盲节点，每个工人的姓名、年龄、工号、身份证号等和盲节点的ID号对应。
当系统要对人员进行定位时，则定位基站通过zigbee射频信号发送定位命令，此命令包括发射命令信息的基站坐标信息，超声波发射装置的方向信息。同时，相应的超声波发射装置发送超声波脉冲，并等待定位卡返回定位信息。
定位卡接收到射频信号定位命令后，则打开超声波接收装置同时打开内部的计时器，收到超声波脉冲后，关闭超声波接收装置并同时停止计时，定位卡读取计时器的值。
定位卡将计时器数值、自身ID号、对应基站信息、超声波方向信息，通过zigbee网络上传至上位机管理系统，由上位机管理系统根据上述信息计算出定位卡所在具体位置。

Claims (3)

1.基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统，包括具有射频收发装置（3）的上位机管理系统（2），其特征是：还包括若干zigbee网络定位基站（1）和定位卡（4），所述zigbee网络定位基站（1）包括射频收发装置和超声波发射装置（5）；所述定位卡（4）包括射频收发装置、超声波接收装置和计时器。
2.依据权利要求1所述的基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统，其特征是：所述zigbee网络定位基站（1）包括至少两个超声波发射装置（5），每个超声波发射装置（5）对应不同的方向。
3.依据权利要求1所述的基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统，其特征在于：所述zigbee网络定位基站（1）中的射频收发装置从上位机管理系统（2）得到定位命令后，发送射频电波定位命令，此命令包括zigbee网络定位基站（1）位置及编号信息，同时，zigbee网络定位基站（1）中的超声波发射装置（5）发送超声波脉冲，定位卡（4）收到射频命令后，启动超声波接收电路以及计时器，收到超声波信号停止计时，计时器的数值就是声波的传播时间T；定位卡（4）上的射频收发装置通过zigbee网络将传播时间T、自身ID号、对应基站信息、超声波方向信息发送给zigbee网络定位基站（1），zigbee网络定位基站（1）中的射频收发装置将得到的信息发送给上位机管理系统（2）处理；传播时间T乘以超声波速度得到定位卡（4）与该zigbee网络定位基站（1）对应方向上的超声波发射装置（5）之间的距离。
CN2013201421653U 2013-03-26 2013-03-26 基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统 Expired - Lifetime CN203204146U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013201421653U CN203204146U (zh) 2013-03-26 2013-03-26 基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013201421653U CN203204146U (zh) 2013-03-26 2013-03-26 基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN203204146U true CN203204146U (zh) 2013-09-18

Family

ID=49148242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013201421653U Expired - Lifetime CN203204146U (zh) 2013-03-26 2013-03-26 基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN203204146U (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103235285A (zh) * 2013-03-26 2013-08-07 黎城县综合科学技术研究中心 基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统
CN104062629A (zh) * 2014-07-04 2014-09-24 引通通讯科技（上海）有限公司 矿井精确定位方法及系统
CN113873444A (zh) * 2020-06-30 2021-12-31 华为技术有限公司 一种定位方法及电子设备

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103235285A (zh) * 2013-03-26 2013-08-07 黎城县综合科学技术研究中心 基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统
CN104062629A (zh) * 2014-07-04 2014-09-24 引通通讯科技（上海）有限公司 矿井精确定位方法及系统
CN113873444A (zh) * 2020-06-30 2021-12-31 华为技术有限公司 一种定位方法及电子设备
CN113873444B (zh) * 2020-06-30 2023-03-10 华为技术有限公司 一种定位方法及电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103235285A (zh) 基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统
CN102523621B (zh) 一种井下人员定位系统及方法
CN110794364A (zh) 一种uwb室内定位方法
CN102761964B (zh) 基于ZigBee的井下人员定位方法
CN103228041B (zh) 一种煤矿井下人员定位系统及定位方法
CN102721944B (zh) 基于距离约束的井下电磁波超声联合定位方法
CN102638763B (zh) 井下电磁波超声联合定位系统及方法
CN106121723B (zh) 一种工作面装备定位系统
CN104280716A (zh) 室内定位装置及方法
CN103777174A (zh) 基于有源多功能rfid标签室内定位系统
CN104105063A (zh) 一种基于rfid和蓝牙网络的监控定位系统和方法
CN102625238A (zh) 一种矿井精确定位方法及系统
CN203204146U (zh) 基于zigbee网络和超声波测距的井下定位系统
CN103383447A (zh) 基于漏泄通讯电缆信号衰减差值的位移定位系统及其定位方法
CN102868751A (zh) 基于距离约束的井下目标定位系统及方法
CN111970644A (zh) 用于矿井定位系统的蓝牙信标基站、基站群和收发网络
CN111970643B (zh) 一种基于蓝牙的矿井定位系统
CN102724755B (zh) 一种煤矿井下人员精确定位的方法
CN202772928U (zh) 基于距离约束的井下目标定位系统
CN205067727U (zh) 一种基于ZigBee和RFID的服务机器人定位系统
CN202583451U (zh) 井下电磁波超声联合定位系统
CN202870292U (zh) 基于距离约束的井下电磁波超声联合定位系统
CN103016061B (zh) 一种井下定位监测通信系统
CN104331725A (zh) 一种基于射频识别技术的监狱无线定位系统
CN103150530B (zh) 一种煤矿井下人员定位方法

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant