CN219421045U - 一种人员定位车载系统及防爆无轨胶轮车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及煤矿车辆定位技术领域，尤其涉及一种人员定位车载系统，包括低频唤醒发射器，用于发射无线空中唤醒电磁波信号，将UWB定位卡的无线信号进行信道转换；第一无线收发模块，用于接收并发送信道转换后的UWB定位卡无线信号；核心处理模块，用于接收处理所述第一无线收发模块发送的数据；时钟模块，与所述核心处理模块连接，用于对所述核心处理模块处理后的数据提供时间戳信息；UWB车外天线，用于放大所述时钟模块处理后的数据并与车外定位基站通信，利用低频唤醒发射器将工作人员身上佩戴的UWB定位卡的无线信号进行信道转换，有效防止了定位卡与车外定位基站偶尔通信，使得精确定位系统的定位数据更准确可靠。

Description

一种人员定位车载系统及防爆无轨胶轮车

技术领域

本实用新型涉及煤矿车辆定位技术领域，尤其涉及一种人员定位车载系统。

背景技术

煤矿井下精确定位系统采用UWB定位技术，实现井下人员、车辆、设备的实时精确定位，是持续优化企业的业务流程，为煤矿安全生产保驾护航的基础。

目前煤矿井下人员的移动多乘坐防爆无轨胶轮车的形式，因防爆无轨胶轮车车厢构造采用大量金属包裹，携带UWB定位标识卡的人员乘坐其中，车外定位基站发出的UWB定位信号会受到车厢金属屏蔽的影响，且车辆行驶速度较快，造成对车厢内人员的实时定位不准确，甚至无法定位、轨迹大量丢失，监测信息与实际情况不相符等问题，因此也无法准确的统计乘车人员的数量，无法实现根据乘车人数进行井下智慧约车、派车等车辆智慧调度任务，以及对车辆超载、拒载等违规行为的有效监管。

现有技术采用车辆UWB定位设备结合上下车刷IC卡的方式，来实现对车内人员的定位以及区分车内车外人员。通过上下车刷IC卡方式，可以准确知道乘车人员的信息及数量，再把这些信息通过总线传给车辆UWB定位设备，车辆UWB定位设备将这些人员信息通过外置UWB天线与车外的定位基站通信，完成对车辆的定位，进而间接实现对车内人员的定位与统计，但是排队刷卡会存在漏刷或忘刷的情况，造成车内人员统计错误以及定位不可靠的问题，且车厢无法完全屏蔽UWB信号，车厢内的UWB定位卡仍存在与车外定位基站偶尔通信，造成定位数据不可靠。

综上所述，如何实现煤矿井下矿车内人员精准定位是目前有待解决的问题。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中煤矿井下矿车内人员无法精准定位的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种人员定位车载系统，包括：

低频唤醒发射器，设置于车厢内，用于发射无线空中唤醒电磁波信号，将UWB定位卡的无线信号进行信道转换；

第一无线收发模块，用于接收并发送信道转换后的UWB定位卡无线信号；

第二无线收发模块，用于接收并发送未转换的UWB无线信号，与车外定位基站通信，完成对车辆的精确定位；

核心处理模块，与所述第一无线收发模块和所述第二无线收发模块连接，用于接收处理所述第一无线收发模块发送的数据，及控制第二无线收发模块与车外定位基站通信；

UWB车外天线，与所述第二无线收发模块连接，用于放大所述第二无线收发模块发送的数据并与车外定位基站通信。

在本实用新型的一个实施例中，所述核心处理模块还包括存储模块，用于存储所述UWB定位卡人员信息、UWB无线通信参数。

在本实用新型的一个实施例中，还包括时钟模块，与所述核心处理模块连接，用于对所述核心处理模块采用的UWB定位算法提供时间戳信息。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一无线收发模块频率与所述第二无线收发模块频率不同。

在本实用新型的一个实施例中，还包括UWB车内天线，与所述第一无线收发模块连接，用于放大所述第一无线收发模块发送的UWB无线信号，与车厢内的定位标识卡通信。

在本实用新型的一个实施例中，还包括显示模块，与所述核心处理模块连接，用于显示所述UWB定位卡的卡号及对应的人员信息。

在本实用新型的一个实施例中，所述显示模块采用液晶显示器。

在本实用新型的一个实施例中，还包括声光指示模块，与所述核心处理模块连接，用于提示报警信息，包括：

扬声器，用于发出报警信息；

LED灯带，设置于所述扬声器旁。

在本实用新型的一个实施例中，还包括电源转换模块，用于将车辆电瓶电压进行电压变换，为系统提供电源。

在本实用新型还提供一种防爆无轨胶轮车，设置有上述的人员定位车载系统。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有一下优点：

本实用新型所述的人员定位车载系统，利用低频唤醒发射器将工作人员身上佩戴的UWB定位卡的无线信号进行信道转换，使得所述UWB定位卡的信道与车外定位基站的信道不一致，有效防止了车厢内的定位卡与车外定位基站偶尔通信，且利用第一无线收发模块可以无需刷卡即可获取员工定位信息，有效防止漏刷卡，使得精确定位系统的定位数据更准确可靠，可根据车内人员信息及数量开展井下智慧约车、派车等智慧交通业务，并对车辆的超载、拒载行为进行有效监管。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型一种实施例所提供的一种人员定位车载系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1所示，本实用新型所提供的一种人员定位车载系统包括：

低频唤醒发射器，设置于车厢内，用于发射无线空中唤醒电磁波信号，将UWB定位卡的无线信号进行信道转换；

第一无线收发模块，用于接收并发送信道转换后的UWB定位卡无线信号；

第二无线收发模块，用于接收并发送未转换的UWB无线信号，与车外定位基站通信，完成对车辆的精确定位；

所述第一无线收发模块频率与所述第二无线收发模块频率不同。

核心处理模块，与所述第一无线收发模块和所述第二无线收发模块连接，用于接收处理所述第一无线收发模块发送的数据，及控制第二无线收发模块与车外定位基站通信；

时钟模块，与所述核心处理模块连接，用于对所述核心处理模块处理后的数据提供时间戳信息；

UWB车外天线，与所述第二无线收发模块连接，用于放大所述第二无线收发模块发送的数据并与车外定位基站通信。

存储模块，用于存储所述UWB定位卡人员信息、UWB无线通信参数。

UWB车内天线，与所述第一无线收发模块连接，用于放大所述第一无线收发模块发送的UWB无线信号，与车厢内的定位标识卡通信。

显示模块，与所述核心处理模块连接，用于显示所述UWB定位卡的卡号及对应的人员信息，所述核心处理模块通过UART与所述显示模块通信，实时显示定位标识卡卡号、定位标识卡电压、定位标识卡数量、定位标识卡对应的人员信息、报警信息等；

声光指示模块，与所述核心处理模块连接，用于提示报警信息，包括：

扬声器，用于发出报警信息；

LED灯带，设置于所述扬声器旁；

所述核心处理模块通过TTL电平控制所述声光指示模块，用来指示电源及各工作模块的工作状态，同时当车内人员超载或上位机系统下发报警信息时，进行报警提示。

电源转换模块，用于将车辆电瓶电压进行电压变换，为系统提供电源。

本实用新型利用低频唤醒发射器将工作人员身上佩戴的UWB定位卡的无线信号进行信道转换，使得所述UWB定位卡的信道与车外定位基站的信道不一致，有效区分车厢内与车厢外人员，使精确定位系统的定位数据更准确、可靠，解决了因车厢金属屏蔽造成的车厢内乘坐人员无法精确定位与准确统计的问题，避免了上下车忘记刷IC卡或故意不刷IC卡现象造成车内人员统计错误，以及定位数据不可靠的问题。

基于以上实施例，本实施例对人员定位车载系统进一步说明：

所述低频唤醒发射器采用125KHz低频唤醒发射器，与所述电源转换模块连接，用于发射125KHz无线空中唤醒电磁波信号，进入到车内的UWB定位卡接收到此唤醒信号触发后，将UWB无线信号从信道2切换到信道5，即工作中心频率从3993.6MHz频段切换到6489.6MHz频段，这样工作频段的改变使得车内的定位标识卡只能与车厢内的第一无线收发模块(信道5)通信，不再与车外定位基站(工作在信道2，中心频率3993.6MHz频段)通信，保证了车内定位标识卡定位数据的可靠性。

所述核心处理模块采用ARM核心处理模块，通过SPI总线控制第一无线收发模块(信道5)，使UWB信号的中心频率工作在6489.6MHz频段，通过车内UWB天线进行信号放大，与定位标识卡通信，获得定位标识卡的卡号、电压、数量等信息。

当人员离开车辆时，由于UWB定位卡不再与所述第一无线收发模块通信，UWB定位卡通信工作参数从信道5切回到信道2，使UWB无线信号的中心频率重新工作在3993.6MHz频段。

所述核心处理模块从所述存储模块里读取预先设置的UWB通信工作参数，无论车辆上不上人员，所述第二无线收发模块都与车外定位基站实时通信，实现对车辆的精确定位。车厢内的125KHz低频唤醒发射器时时发射125KHz频率触发信号，携带UWB定位卡的人员进入到车厢内后，会受到125KHz信号触发，改变UWB通信信道，从信道2切换到信道5，即使工作中心频率从3993.6MHz频段切换到6489.6MHz频段。工作频段的改变使车内的定位标识卡只能与处在同一频段的第一无线收发模块(信道5)通信，不再与车外的定位基站通信。这样便判断出了车内和车外的定位标识卡。ARM核心处理模块对车厢内的定位标识卡信息进行获取，进行本地液晶屏显示的同时，通过第二无线收发模块将定位标识卡的信息上传到车外定位基站，定位基站再将这些信息通过光纤上传到地面系统，系统便知道了车辆的精确位置以及在车上的所有定位标识卡信息。系统也可以下发报警信息给车载读卡器，通过车载读卡器通知到车内的定位标识卡，解决了车内定位标识卡因金属屏蔽影响导致的UWB信号收发丢失问题。车载读卡器的声光指示模块也可对各模块的通信状态、故障状态、系统下发的报警信息、超载状态进行语音及灯光提示。

本实用新型还提供一种防爆无轨胶轮车，设置有上述的人员定位车载系统。

本实用新型采用125KHz低频唤醒发射器改变UWB定位卡通信信道，使之不再与车外定位基站通信，实现了对矿用车辆车厢内携带UWB定位卡的人员精准定位与数量统计，不再受车厢金属屏蔽的影响，保证了车内定位标识卡定位数据的可靠性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种人员定位车载系统，其特征在于，包括：

低频唤醒发射器，设置于车厢内，用于发射无线空中唤醒电磁波信号，将UWB定位卡的无线信号进行信道转换；

第一无线收发模块，用于接收并发送信道转换后的UWB定位卡无线信号；

第二无线收发模块，用于接收并发送未转换的UWB无线信号，与车外定位基站通信，完成对车辆的精确定位；

核心处理模块，与所述第一无线收发模块和所述第二无线收发模块连接，用于接收处理所述第一无线收发模块发送的数据，及控制第二无线收发模块与车外定位基站通信；

UWB车外天线，与所述第二无线收发模块连接，用于放大所述第二无线收发模块发送的数据并与车外定位基站通信。

2.如权利要求1所述的人员定位车载系统，其特征在于，所述核心处理模块还包括存储模块，用于存储所述UWB定位卡人员信息、UWB无线通信参数。

3.如权利要求1所述的人员定位车载系统，其特征在于，还包括时钟模块，与所述核心处理模块连接，用于对所述核心处理模块采用的UWB定位算法提供时间戳信息。

4.如权利要求1所述的人员定位车载系统，其特征在于，所述第一无线收发模块频率与所述第二无线收发模块频率不同。

5.如权利要求1所述的人员定位车载系统，其特征在于，还包括UWB车内天线，与所述第一无线收发模块连接，用于放大所述第一无线收发模块发送的UWB无线信号，与车厢内的定位标识卡通信。

6.如权利要求1所述的人员定位车载系统，其特征在于，还包括显示模块，与所述核心处理模块连接，用于显示所述UWB定位卡的卡号及对应的人员信息。

7.如权利要求6所述的人员定位车载系统，其特征在于，所述显示模块采用液晶显示器。

8.如权利要求1所述的人员定位车载系统，其特征在于，还包括声光指示模块，与所述核心处理模块连接，用于提示报警信息，包括：

扬声器，用于发出报警信息；

LED灯带，设置于所述扬声器旁。

9.如权利要求1所述的人员定位车载系统，其特征在于，还包括电源转换模块，用于将车辆电瓶电压进行电压变换，为系统提供电源。

10.一种防爆无轨胶轮车，其特征在于，设置有如权利要求1-9任一项所述的人员定位车载系统。