CN210051889U - 一种用于化工厂中的位置监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于化工厂中的位置监测系统，该系统包括：多个信号源，其配置为发射带有第一标识信息的无线电信号；一个或多个移动设备，每个移动设备被分配给化工厂中的对应的对象，以检测该对象周围的无线电信号并将所检测到的所有无线电信号以数据集的形式发送至中转基站；中转基站，其配置为与所述移动设备进行通信连接以从所述移动设备接收数据集并对其进行预处理；以及服务器，其配置为与所述中转基站进行通信连接以从所述中转基站接收经预处理后的数据集，并基于所接收的数据集计算对应的移动设备在化工厂中的位置坐标。该系统能够有效监测化工厂中的对象位置，从而能够根据对象位置方便地实现化工厂的安全管理和绩效管理。

Description

一种用于化工厂中的位置监测系统

技术领域

本实用新型涉及室内定位领域，更具体地，本实用新型涉及一种用于化工厂中的位置监测系统。

背景技术

在化工产品的生产过程中，火灾爆炸、中毒窒息、腐蚀灼烫等安全事故常有发生，由于化工厂的区域分布复杂且人员数量较多，这些事故一旦发生便是灾难性的。因此，安全管理是所有化工企业在生产过程中极力关注的一个重要方面。另外，在化工产品的生产过程中，需要对不同人员(例如工人、承包商)进行绩效管理，以提高工作效率。

然而，现有技术中，无法对化工厂中的对象(例如工作人员和作业车辆)的位置进行准确的实时监测，因而也无法根据对象位置进行有效的安全管理和绩效管理。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提出了一种用于化工厂中的位置监测系统，该系统能够通过简单的布置结构实现对工厂中的对象(人或车辆)位置的准确监测，进而能够对化工厂实现有效的安全管理和绩效管理。此外，根据本实用新型的位置监测系统采用多个信号源的分散式布置方式来实现对化工厂内的所有对象的集中式管理，定位精度高，适用于化工场景，并且维护方便。

具体地，本实用新型提出了一种用于化工厂中的位置监测系统，该系统包括：多个信号源，所述多个信号源配置为发射带有第一标识信息的无线电信号；一个或多个移动设备，每个移动设备被分配给化工厂中的对应的对象，以检测该对象周围的无线电信号并将所检测到的所有无线电信号以数据集的形式发送至中转基站；中转基站，所述中转基站配置为与所述移动设备进行通信连接以从所述移动设备接收数据集并对其进行预处理；以及服务器，所述服务器配置为与所述中转基站进行通信连接以从所述中转基站接收经预处理后的数据集，并基于所接收的数据集计算对应的移动设备在化工厂中的位置坐标。

其中，所述第一标识信息包括信号源在化工厂中的基准位置，其中所述服务器根据所述移动设备所检测到的各个无线电信号的信号强度及相应的信号源的基准位置来计算所述移动设备在化工厂中的位置坐标。

其中，在所述服务器中存储有化工厂地图，所述化工厂地图被划分为不同的子区域，并且所述系统还包括显示单元，该显示单元配置为将所述移动设备的位置坐标以图形化的方式显示在化工厂区地图的相应子区域上。

其中，所述服务器还能够记录每个移动设备的历史位置坐标，以根据所述历史位置坐标统计携带有移动设备的对象在化工厂的各个子区域中的停留时间和/或分析每个子区域中的对象分布变化情况。

其中，所述服务器还配置为根据相应的对象在各个子区域中的停留时间计算该对象的工作效率。

其中，在所述服务器中还存储有每个子区域所对应的第二标识信息，所述第二标识信息包括子区域的类别、面积大小、访问权限、停留时间极限值、人员密度极限值、安全系数极限值和历史故障情况。

其中，所述服务器还配置为统计每个子区域内的移动设备的数量，以基于子区域的面积大小及其内的移动设备的数量计算该子区域内的人员密度。

其中，所述服务器还配置为根据子区域的类别、历史故障情况和人员密度计算该子区域的安全系数，该安全系数可被用作评估化工厂中相应的子区域的整体安全情况的总指标。

其中，所述显示单元还配置为将各子区域内的人员密度和/或安全系数实时显示在化工厂区地图上。

其中，所述服务器还配置为：当子区域内的人员密度、停留时间和/或安全系数超过预先设定的极限值时，借助一警报装置发出警报，其中所述警报装置设置在相应的子区域内，和/或设置在所述服务器上，和/或设置在相应的移动设备上。

其中，子区域的类别包括休息区、工作区、开票区、危险区、储物区和研发区，其中当不具备相应子区域的访问权限的对象闯入该子区域时，所述服务器借助一警报装置发出警报。

其中，在所述服务器中还预先存储有每个移动设备所对应的对象的第三标识信息。

其中，所述第三标识信息包括对象的类别、历史不安全行为或违章记录以及身份信息。

其中，所述移动设备上设置有紧急按钮，当所述紧急按钮被按下时能够向所述服务器发送呼救信号。

其中，由所述多个信号源发射的无线电信号为蓝牙信号。

其中，所述中转基站与所述一个或多个移动设备借助远距离无线电技术进行通信连接；和/或所述中转基站与所述服务器借助局域网进行通信连接。

综上，根据本实用新型的位置监测系统既可用作化工厂中的安全管理系统(例如用于监测化工厂中各个区域的安全情况)，也可用作承包商管理系统(例如用于评估合作承包商的工作效率)。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本实用新型的某些原理的具体实施方式，本实用新型的系统所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以说明。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的用于化工厂中的位置监测系统的结构图；以及

图2示出了图1中的位置监测系统的各个模块在化工厂中的分布示意图。

具体实施方式

下面将参照附图并通过实施例来描述根据本实用新型的用于化工厂中的位置监测系统。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本实用新型。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的各个方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

图1示出了根据本实用新型的用于化工厂中的位置监测系统的结构图。如图1中所示，该系统包括多个信号源，每个信号源向其周围的预定区域发射带有其自身标识信息的无线电信号。作为一示例，本实用新型的信号源为向外广播蓝牙信号的beacon信标。由信号源发射的无线电信号可被其附近(位于信号源的辐射范围内)的移动设备探测到，该移动设备被分配给化工厂中的对应的对象。

通常，某一移动设备可能同时探测到其周围的多个信号源的无线电信号，所探测到的各个无线电信号的信号强度取决于该移动设备与对应的信号源之间的距离。在这种情况下，移动设备以一定的时间间隔将其探测到的所有无线电信号以数据集的形式发送至附近的中转基站(也可称为“定位基站”)，在中转基站内对该数据集进行预处理，例如滤波、去噪等处理，随后中转基站将经预处理后的数据集发送至远程/后台服务器。服务器根据该移动设备所检测到的各个无线电信号的信号强度及相应的信号源的基准位置来计算该移动设备在化工厂中的位置坐标。

图2示出了根据本实用新型的位置监测系统的各个模块在化工厂中的分布示意图。图2简单示意出了一化工厂场景，在该化工厂场景的各个区域内预先分布有多个信号源(例如在本文的化工场景下布置有800个beacon)，每个信号源在化工厂中的安装位置是预先确定好的，并且作为基准位置被存储在后台服务器上。这些信号源以预定的辐射范围向外辐射无线电信号，利用多个信号源的适当布置结构可使整个化工厂覆盖在无线电网络之下。

当某一对象(人或车辆)进入某一信号源的辐射范围内时，该对象上所配备的移动设备探测到该信号源的无线电信号。通常，某一对象的移动设备可能同时探测到其周围的多个信号源(例如信号源1、信号源2及信号源3)的无线电信号——所检测到的各个无线电信号的信号强度取决于移动设备与对应的信号源之间的距离，在这种情况下该移动设备以一定的时间间隔将其探测到的所有无线电信号以数据集的形式传输至附近的中转基站。

例如，在本文中的化工场景下总共设置有8个基站，移动设备与中转基站之间例如可借助远距离无线电(Long Range Radio,RoLa)技术进行通信，例如移动设备借助RoLa技术将其数据集发送至附近的中转基站，以在该中转基站内对数据集进行一些基本的滤波、去噪等预处理，随后中转基站将经预处理后的数据集例如借助厂内局域网发送至远程/后台服务器，以在该处进一步计算移动设备的位置坐标。特别是，服务器根据该移动设备所检测到的各个无线电信号的信号强度及相应的信号源的基准位置来计算该移动设备在化工厂中的位置坐标。

根据上述列举的优选实施例，在信号源与移动设备之间、移动设备与中转基站之间以及中转基站与服务器之间依次采用蓝牙、RoLa技术、局域网的通讯方式，适合于系统中不同层级之间的传输距离和精度要求，并且能够避免不同层级之间的通讯干扰。

在远程服务器中预先存储有化工厂地图，该地图将化工厂划分为多个子区域，在远程服务器中还存储有每个子区域的标识信息，包括但不限于：各区域的类别(例如休息区、工作区、开票区、危险区、储物区和研发区等)、面积大小、访问权限(即，定义哪些对象可访问该子区域)、停留时间极限(即，定义每个对象最多可在该子区域停留多长时间)、人员密度极限(也可用“人员总数极限”来代替)、安全系数极限值(由于各个子区域的类别或属性不同，其所能承受的安全极限也不同)及历史故障情况(即，在该子区域内发生过的历史故障，其可用于评估该子区域的安全等级)。

远程/后台服务器连接有或带有显示单元，用于将各个移动设备的位置坐标以图形化的方式显示在化工厂区地图的相应子区域上。根据一优选示例，后台服务器还能够记录每个移动设备的历史位置坐标，以根据历史位置坐标统计相应的对象在化工厂的各个子区域中的停留时间和/或分析每个子区域中的对象分布变化情况。例如，借助后台服务器可在显示单元上选择性地显示某一对象在化工厂中的历史移动轨迹。

根据本实用新型的位置监测系统还可包括一个或多个警报器，所述警报器可设置在相应的子区域内，或者设置在系统的总监控端(例如后台服务器上)，和/或设置在由各个对象随身携带的移动设备上。当满足警报条件时，后台服务器可触发对应的警报装置发出警报。

根据一个示例，后台服务器可根据某一对象(单个工作人员，或包括多个工作人员的团队，例如承包商)在各个子区域内的停留时间估计该对象的工作效率。

根据另一个示例，化工厂中的某些区域含有毒气体，因此限制工作人员在此区域停留不可超过30分钟，在这些区域可设置警报器，当检测到某一对象在该区域内停留超过30分钟时，远程服务器可触发所述警报器发出警报，该警报可以是声音警报。此外，远程服务器也可以将该警报以模拟动画的形式呈现在显示单元上，以向监控人员实时显示报警的具体位置。

根据再一个示例，化工厂中的研发区可设置为只能被研发人员访问，当非研发人员闯入该区域时可触发警报。

根据又一个示例，远程服务器还可统计每个子区域内的移动设备的数量，以基于相应的子区域的面积大小及其内的移动设备的数量计算该子区域内的人员密度，该密度可以数字化的形式呈现在显示单元上。当某一子区域的人员密度超过其极限值时，可触发警报。

此外，远程服务器可基于子区域的类别、历史故障情况和人员密度等信息计算各个子区域的安全系数，并且将该安全系数实时标注在工厂地图上。当某一子区域的安全系数超过预先设定的安全值时，可触发警报。

在后台服务器中还存储有每个移动设备所对应的对象的标识信息，包括但不限于：对象的类别(包括人员和作业车辆，其中人员例如包括研发人员、承包商、流水线工人和客户等)、历史不安全行为或违章记录(例如该对象由于在某个子区域内的停留时间过长或闯入未经授权的子区域而引发警报的次数)以及身份信息(人员的年龄、性别和身高等，或者车辆的尺寸、型号和用途等)。例如，当某一对象的不安全行为或违章记录超过预定次数时，远程服务器将其拉入黑名单中。此外，在移动设备上可设置紧急按钮，当所述紧急按钮被按下时可直接向远程服务器发送呼救信号。

综上，根据本实用新型的位置监测系统通过简单的布置结构实现了对工厂内的对象(人或车辆)的位置和工作情况的有效监控，其定位精度较高，适用于化工场景，并且维护方便。

本领域技术人员应当理解，“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的模块和步骤以外，本实用新型的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它模块和步骤的情形。再者，诸如“第一”、“第二”之类的用语并不表示数值在大小等方面的顺序而仅仅是作区分各数值之用。

虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围内，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (16)

1.一种用于化工厂中的位置监测系统，其特征在于，该系统包括：

多个信号源，所述多个信号源配置为发射带有第一标识信息的无线电信号；

一个或多个移动设备，每个移动设备被分配给化工厂中的对应的对象，以检测该对象周围的无线电信号并将所检测到的所有无线电信号以数据集的形式发送至中转基站；

中转基站，所述中转基站配置为与所述移动设备进行通信连接以从所述移动设备接收数据集并对其进行预处理；以及

服务器，所述服务器配置为与所述中转基站进行通信连接以从所述中转基站接收经预处理后的数据集，并基于所接收的数据集计算对应的移动设备在化工厂中的位置坐标。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一标识信息包括信号源在化工厂中的基准位置，其中所述服务器配置为根据所述移动设备所检测到的各个无线电信号的信号强度及相应的信号源的基准位置来计算所述移动设备在化工厂中的位置坐标。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，在所述服务器中存储有化工厂地图，所述化工厂地图被划分为不同的子区域，并且所述系统还包括显示单元，该显示单元配置为将所述移动设备的位置坐标以图形化的方式显示在化工厂区地图的相应子区域上。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述服务器还配置为记录每个移动设备的历史位置坐标，以根据所述历史位置坐标统计携带有移动设备的对象在化工厂的各个子区域中的停留时间和/或分析每个子区域中的对象分布变化情况。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述服务器还配置为根据相应的对象在各个子区域中的停留时间计算该对象的工作效率。

6.根据权利要求4或5所述的系统，其特征在于，在所述服务器中还存储有每个子区域所对应的第二标识信息，所述第二标识信息包括子区域的类别、面积大小、访问权限、停留时间极限值、人员密度极限值、安全系数极限值和历史故障情况。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述服务器还配置为统计每个子区域内的移动设备的数量，以基于子区域的面积大小及其内的移动设备的数量计算该子区域内的人员密度。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述服务器还配置为根据子区域的类别、历史故障情况和人员密度计算该子区域的安全系数。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述显示单元还配置为将各子区域内的人员密度和/或安全系数实时显示在化工厂区地图上。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述服务器还配置为：当子区域内的人员密度、停留时间和/或安全系数超过预先设定的极限值时，借助警报装置发出警报，其中所述警报装置设置在相应的子区域内，和/或设置在所述服务器上，和/或设置在相应的移动设备上。

11.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，子区域的类别包括休息区、工作区、开票区、危险区、储物区和研发区，且当不具备相应子区域的访问权限的对象进入该子区域时，所述服务器借助警报装置发出警报。

12.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，在所述服务器中还预先存储有每个移动设备所对应的对象的第三标识信息。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述第三标识信息包括对象的类别、历史不安全行为或违章记录以及身份信息。

14.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述移动设备上设置有紧急按钮，当所述紧急按钮被按下时向所述服务器发送呼救信号。

15.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，由所述多个信号源发射的无线电信号为蓝牙信号。

16.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述中转基站与所述一个或多个移动设备借助远距离无线电技术进行通信连接；和/或所述中转基站与所述服务器借助局域网进行通信连接。

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