RU213740U1 - SUBSCRIBER DEVICE FOR LOCALIZATION OF SEARCH BEACONS - Google Patents
SUBSCRIBER DEVICE FOR LOCALIZATION OF SEARCH BEACONS Download PDFInfo
- Publication number
- RU213740U1 RU213740U1 RU2022107936U RU2022107936U RU213740U1 RU 213740 U1 RU213740 U1 RU 213740U1 RU 2022107936 U RU2022107936 U RU 2022107936U RU 2022107936 U RU2022107936 U RU 2022107936U RU 213740 U1 RU213740 U1 RU 213740U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- microcontroller
- input
- subscriber device
- adjustable
- Prior art date
Links
- 230000004807 localization Effects 0.000 title description 6
- 229910000529 magnetic ferrite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003245 working Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 3
- 229920002574 CR-39 Polymers 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Заявляемая полезная модель относится к горному делу, а точнее к устройствам подземной связи, и может применяться для обнаружения и точной локализации поисковых маяков, в том числе и под завалами.The claimed utility model relates to mining, and more specifically to underground communication devices, and can be used to detect and pinpoint search beacons, including under rubble.
Целью заявляемой полезной модели является достижение такого технического результата, как повышение надежности позиционирования нахождения человека в шахте.The purpose of the claimed utility model is to achieve such a technical result as increasing the reliability of positioning a person in a mine.
Поставленная цель достигается следующим образом: абонентское устройство локализации поисковых маяков, содержащее корпус с закрепленной внутри электронной печатной платой, с размещенными на ней приемной антенной, регулируемым антенным усилителем, смесителем, гетеродином, фильтрами низкой частоты, регулируемыми усилителями промежуточной частоты и выходным разъемом, где выход приемной антенны связан со входом регулируемого антенного усилителя, выход которого связан со входом смесителя, выход которого связан со входами фильтров низкой частоты, выходы которых связаны со входами регулируемых усилителей промежуточной частоты, также со входом смесителя связан выход гетеродина, характеризуется тем, что дополнительно содержит гироскоп, акселерометр и микроконтроллер, где вход микроконтроллера связан с выходом гироскопа, вход микроконтроллера связан с выходом акселерометра и входы микроконтроллера связаны со выходами регулируемых усилителей промежуточной частоты, а микроконтроллер имеет выход в виде разъема.This goal is achieved as follows: a subscriber device for localizing search beacons, containing a housing with an electronic printed circuit board fixed inside, with a receiving antenna placed on it, an adjustable antenna amplifier, a mixer, a local oscillator, low-frequency filters, adjustable intermediate frequency amplifiers and an output connector, where the output of the receiving antenna is connected to the input of an adjustable antenna amplifier, the output of which is connected to the input of the mixer, the output of which is connected to the inputs of low-frequency filters, the outputs of which are connected to the inputs of adjustable intermediate frequency amplifiers, the output of the local oscillator is also connected to the mixer input, characterized in that it additionally contains a gyroscope , accelerometer and microcontroller, where the input of the microcontroller is connected to the output of the gyroscope, the input of the microcontroller is connected to the output of the accelerometer and the inputs of the microcontroller are connected to the outputs of adjustable intermediate frequency amplifiers, and the microcontroller has an output in connector idea.
Заявляемое абонентское устройство используется в подземных шахтных выработках и предназначается для точного позиционирования поисковых маяков. Изготавливается на научно-производственных предприятиях.
Description
Заявляемая полезная модель относится к горному делу, а точнее к устройствам подземной связи, и может применяться для обнаружения и точной локализации поисковых маяков, в том числе и под завалами.The claimed utility model relates to mining, and more specifically to underground communication devices, and can be used to detect and pinpoint search beacons, including under rubble.
Из уровня техники известны сверхнизкочастотные маяки. Маяки используются для указания подземного местоположения шахтеров в случае сбоя системы связи. Маяки состоят из основного блока, содержащего батарею, а также электронного блока, генерирующего сигнал, подключенного к рамочной антенне. Маяк генерирует импульсы частотой от 20 до 200 Гц. Спасатели при поиске используют портативные приемники на поверхности, чтобы определять точку, ближайшую к маяку (L.K. Bandyopadhyay, S.K. Chauiya, Р.K. Mishra «Wireless Communication In Underground Mines» // Springer Science, 2010, p. 49-50).From the prior art ultra-low frequency beacons are known. Beacons are used to indicate the underground location of miners in the event of a communication system failure. Beacons consist of a main unit containing a battery, as well as an electronic unit that generates a signal connected to a loop antenna. The beacon generates pulses with a frequency of 20 to 200 Hz. When searching, rescuers use portable receivers on the surface to determine the point closest to the lighthouse (L.K. Bandyopadhyay, S.K. Chauiya, R.K. Mishra "Wireless Communication In Underground Mines" // Springer Science, 2010, p. 49-50).
Наиболее близкой из известных конструкций является конструкция, описанная в патенте RU 32196 (опубликован 10.09.2003), - устройство беспроводной подземной аварийной сигнализации и контроля объемной доли метана в атмосфере горных выработок, содержащее расположенные в подземных выработках приемные комплекты, каждый из которых состоит из приемной антенны, подключенной через усилитель к блоку обработки сигналов, включающего в себя избирательный усилитель, дешифратор, преобразователь речи, низкочастотный усилитель и громкоговоритель.The closest of the known designs is the design described in patent RU 32196 (published on September 10, 2003), a device for wireless underground alarm and control of the volume fraction of methane in the atmosphere of mine workings, containing receiving sets located in underground workings, each of which consists of a receiving an antenna connected through an amplifier to a signal processing unit, which includes a selective amplifier, a decoder, a speech converter, a low-frequency amplifier and a loudspeaker.
Тем не менее, недостатком известного устройства является низкая надежность установления места нахождения человека в шахте.However, a disadvantage of the known device is the low reliability of establishing the location of a person in the mine.
Целью заявляемой полезной модели является устранение выявленного недостатка для достижения следующего технического результата: повышение надежности позиционирования нахождения человека в шахте.The purpose of the claimed utility model is to eliminate the identified drawback in order to achieve the following technical result: increasing the reliability of positioning a person in the mine.
Поставленная цель достигается следующим образом: абонентское устройство локализации поисковых маяков, содержащее корпус с закрепленной внутри электронной печатной платой, с размещенными на ней приемной антенной, регулируемым антенным усилителем, смесителем, гетеродином, фильтрами низкой частоты, регулируемыми усилителями промежуточной частоты и выходным разъемом, где выход приемной антенны связан со входом регулируемого антенного усилителя, выход которого связан со входом смесителя, выход которого связан со входами фильтров низкой частоты, выходы которых связаны со входами регулируемых усилителей промежуточной частоты, также со входом смесителя связан выход гетеродина, характеризуется тем, что дополнительно содержит гироскоп, акселерометр и микроконтроллер, где вход микроконтроллера связан с выходом гироскопа, вход микроконтроллера связан с выходом акселерометра и входы микроконтроллера связаны со выходами регулируемых усилителей промежуточной частоты, а микроконтроллер имеет выход в виде разъема, при этом абонентское устройство дополнительно снабжено блоком управления.This goal is achieved as follows: a subscriber device for localizing search beacons, containing a housing with an electronic printed circuit board fixed inside, with a receiving antenna placed on it, an adjustable antenna amplifier, a mixer, a local oscillator, low-frequency filters, adjustable intermediate frequency amplifiers and an output connector, where the output of the receiving antenna is connected to the input of an adjustable antenna amplifier, the output of which is connected to the input of the mixer, the output of which is connected to the inputs of low-frequency filters, the outputs of which are connected to the inputs of adjustable intermediate frequency amplifiers, the output of the local oscillator is also connected to the mixer input, characterized in that it additionally contains a gyroscope , accelerometer and microcontroller, where the input of the microcontroller is connected to the output of the gyroscope, the input of the microcontroller is connected to the output of the accelerometer and the inputs of the microcontroller are connected to the outputs of adjustable intermediate frequency amplifiers, and the microcontroller has an output in connector idea, while the subscriber device is additionally equipped with a control unit.
Абонентское устройство, в частности, может характеризоваться тем, что в качестве приемной антенны применена резонансная ферритовая антенна.The subscriber device, in particular, may be characterized by the fact that a resonant ferrite antenna is used as a receiving antenna.
Абонентское устройство, в частности, может характеризоваться тем, что используется низкочастотная антенна.The subscriber unit, in particular, may be characterized by the fact that a low frequency antenna is used.
Абонентское устройство, в частности, может характеризоваться тем, что применен гетеродин с кварцевой стабилизацией.The subscriber device, in particular, may be characterized by the fact that a quartz-stabilized local oscillator is used.
Абонентское устройство, в частности, может характеризоваться тем, что дополнительно оснащено информационным дисплеем.The subscriber device, in particular, may be characterized by the fact that it is additionally equipped with an information display.
На Фиг. представлена блок-схема абонентского устройства, где цифрами обозначено:On FIG. a block diagram of the subscriber device is presented, where the numbers indicate:
1. Антенна;1. Antenna;
2. Регулируемый усилитель предварительный;2. Adjustable preamplifier;
3. Смеситель;3. Mixer;
4. ФНЧ первого канала;4. LPF of the first channel;
5. ФНЧ второго канала;5. LPF of the second channel;
6. Регулируемый усилитель первого канала;6. Adjustable amplifier of the first channel;
7. Регулируемый усилитель второго канала;7. Adjustable amplifier of the second channel;
8. АЦП первого канала;8. ADC of the first channel;
9. АЦП второго канала;9. ADC of the second channel;
10. Гироскоп;10. Gyroscope;
11. Акселерометр;11. Accelerometer;
12. Микроконтроллер;12. Microcontroller;
13. Гетеродин;13. Local oscillator;
14. Блок управления.14. Control unit.
Представленное абонентское устройство локализации поисковых маяков устроено следующим образом.Presented subscriber device localization of search beacons is arranged as follows.
На электронной печатной плате располагаются приемная антенна (1), сигнал с которой поступает на предварительный регулируемый антенный усилитель (2). После антенного усилителя сигнал приходит на смеситель (3), куда также поступает сигнал с гетеродина (13). Сигнал со смесителя поступает на вход фильтров низкой частоты первого (4) и второго (5) каналов. Выход фильтра низкой частоты первого канала связан с регулируемым усилителем первого канала (6), сигнал с которого поступает на микроконтроллер (12), в составе которого, в том числе, присутствует аналого-цифровой преобразователь обоих каналов (8) и (9). Выход фильтра низкой частоты второго канала связан с регулируемым усилителем второго канала (7), сигнал с которого также поступает на микроконтроллер.On the electronic printed circuit board there is a receiving antenna (1), the signal from which is fed to the pre-adjustable antenna amplifier (2). After the antenna amplifier, the signal arrives at the mixer (3), where the signal from the local oscillator (13) also arrives. The signal from the mixer is fed to the input of the low-frequency filters of the first (4) and second (5) channels. The output of the low-frequency filter of the first channel is connected to the adjustable amplifier of the first channel (6), the signal from which is fed to the microcontroller (12), which includes, among other things, an analog-to-digital converter of both channels (8) and (9). The output of the low-frequency filter of the second channel is connected to the adjustable amplifier of the second channel (7), the signal from which is also fed to the microcontroller.
Представленное абонентское устройство локализации поисковых маяков действует следующим образомThe presented search beacon localization subscriber device operates as follows
Принцип действия маяка (на Фиг. не показан) основан на излучении переменного магнитного поля низкой частоты с помощью ферритовой антенны. Излучаемый маяком сигнал модулируется по амплитуде индивидуальным кодом. Маяк излучает модулированный сигнал в виде короткой пачки импульсов с периодом излучения не менее 1 секунды.The principle of operation of the beacon (not shown in Fig.) is based on the radiation of a low-frequency alternating magnetic field using a ferrite antenna. The signal emitted by the beacon is modulated in amplitude by an individual code. The beacon emits a modulated signal in the form of a short burst of pulses with an emission period of at least 1 second.
Принцип действия абонентского устройства локализации поисковых маяков основан на измерении уровня сигнала излучаемого маяком. Для измерения используются квадратурные амплитуды принимаемого сигнала, с последующей цифровой обработкой во временной области с помощью численных методов. В блок управления заявляемого абонентского устройства вводится «код» маяка, который необходимо найти. При этом блок антенный абонентского устройства будет принимать сигналы, излучаемые искомым маяком, на направленную антенну. Антенна абонентского устройства позволяет локализовать направление на искомый маяк, поскольку каждый маяк излучает сигнал, модулированный своим индивидуальным кодом. При этом в качестве приемной антенны может быть применена резонансная ферритовая антенна. Принимающая ферритовая антенна устройства локализации обеспечивает наиболее стабильный прием сигнала от передающей ферритовой антенны маяка, за счет идентичности применяемых материалов. Также, принимающая антенна может быть низкочастотной, для обеспечения передачи сигнала на большие расстояния, под землей. Таким образом, повышается надежность локализации передающего устройства в пространстве.The principle of operation of the subscriber device for localizing search beacons is based on measuring the level of the signal emitted by the beacon. Quadrature amplitudes of the received signal are used for measurement, followed by digital processing in the time domain using numerical methods. The "code" of the beacon, which must be found, is entered into the control unit of the claimed subscriber device. In this case, the antenna unit of the subscriber device will receive signals emitted by the desired beacon to a directional antenna. The antenna of the subscriber device allows you to localize the direction to the desired beacon, since each beacon emits a signal modulated by its own individual code. In this case, a resonant ferrite antenna can be used as a receiving antenna. The receiving ferrite antenna of the localization device provides the most stable signal reception from the transmitting ferrite antenna of the beacon, due to the identity of the materials used. Also, the receiving antenna can be low-frequency, to ensure signal transmission over long distances, underground. Thus, the reliability of localization of the transmitting device in space is increased.
Обнаружение и определение параметров сигнала искомого маяка осуществляется методом корреляционного приема на основе заранее известного кода искомого маяка.Detection and determination of the parameters of the signal of the desired beacon is carried out by the method of correlation reception based on a pre-known code of the desired beacon.
Используемый в абонентском устройстве гетеродин может быть перестраиваемым, тактируемый кварцевым генератором, для наиболее точного преобразования сигнальных частот. Несомненно, повышение точности рабочих частот прибора позволяет обеспечить точность работы абонентского устройства и, как следствие, повышается надежность локализации передающего устройства.The local oscillator used in the subscriber device can be tunable, clocked by a quartz oscillator, for the most accurate conversion of signal frequencies. Undoubtedly, increasing the accuracy of the operating frequencies of the device makes it possible to ensure the accuracy of the operation of the subscriber device and, as a result, the reliability of the localization of the transmitting device increases.
Заявляемое абонентское устройство содержит гироскоп (10), который позволяет при установке направления «нулевого» угла сопоставить расположение антенны в пространстве с отображаемой (в виде буквы «Т») пиктограммой антенны на дисплее блока управления. Таким образом, при изменении положения антенны в пространстве будет изменяться положение отображаемой пиктограммы антенны на дисплее блока управления. Для более точного определения параметров перемещения в пространстве гироскоп дополнен акселерометром (11), позволяющим получить полное представление о движении корпуса абонентского устройства в пространстве, относительно маяка. Заявляемое абонентское устройство за счет дополнительного использования гироскопа и акселерометра, в связке с микроконтроллером, повышает техническую возможность точного позиционирования сигналов, передаваемых маяком, в пространстве. В качестве гироскопа и акселерометра, например, могут применяться интегральные MEMS устройства.The inventive subscriber device contains a gyroscope (10), which allows, when setting the direction of the "zero" angle, to compare the location of the antenna in space with the antenna icon displayed (in the form of the letter "T") on the display of the control unit. Thus, when changing the position of the antenna in space, the position of the displayed antenna icon on the display of the control unit will change. For a more accurate determination of the parameters of movement in space, the gyroscope is supplemented with an accelerometer (11), which allows you to get a complete picture of the movement of the body of the subscriber device in space, relative to the beacon. The inventive subscriber device, due to the additional use of a gyroscope and an accelerometer, in conjunction with a microcontroller, increases the technical feasibility of accurate positioning of the signals transmitted by the beacon in space. As a gyroscope and accelerometer, for example, integrated MEMS devices can be used.
Микроконтроллер абонентского устройства выполняет ряд задач, направленных на повышение надежности точного позиционирования передающего устройства, в том числе собирает данные с акселерометра и гироскопа. Также микроконтроллер способен управлять режимами тракта усиления и собирать данные с выходов тракта усиления. В дальнейшем микроконтроллер передает собранные данные на миникомпьютер, который обрабатывает их и выводит на дисплей. Предварительная обработка данных позволяет обеспечить быстродействие и повышает точность расчета, а значит, и повышает надежность определения точной пространственной координаты.The microcontroller of the subscriber device performs a number of tasks aimed at improving the reliability of the precise positioning of the transmitting device, including collecting data from the accelerometer and gyroscope. Also, the microcontroller is able to control the modes of the amplification path and collect data from the outputs of the amplification path. Subsequently, the microcontroller transmits the collected data to a minicomputer, which processes them and displays them. Preliminary data processing allows to ensure speed and increase the accuracy of the calculation, and hence, increases the reliability of determining the exact spatial coordinate.
Таким образом, применение в конструкции абонентского устройства локализации поисковых маяков, гироскопа и акселерометра, связанных с микроконтроллером, позволяет достигать заявляемого технического результата, а именно повышение надежности позиционирования нахождения человека в шахте, в том числе и под завалами.Thus, the use of search beacons, a gyroscope and an accelerometer associated with a microcontroller in the design of a subscriber device for localizing search beacons, allows achieving the claimed technical result, namely, increasing the reliability of positioning a person in a mine, including under rubble.
Промышленная применимостьIndustrial Applicability
Заявляемое абонентское устройство используется в подземных шахтных выработках и предназначается для точного позиционирования поисковых маяков. Изготавливается на научно-производственных предприятиях.The inventive subscriber device is used in underground mine workings and is intended for precise positioning of search beacons. Produced at research and production enterprises.
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU213740U1 true RU213740U1 (en) | 2022-09-27 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU63094U1 (en) * | 2006-12-27 | 2007-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-техническая и коммерческая фирма "Си-НОРД" | SYSTEM FOR DETERMINING THE LOCATION OF MOBILE OBJECTS |
| CN100540849C (en) * | 2006-06-07 | 2009-09-16 | 宁波市科技园区艾因斯科技有限公司 | A kind of personnel in the pit locatees rescue system and personnel in the pit's localization method |
| CN102016627A (en) * | 2008-03-26 | 2011-04-13 | 科学与工业研究委员会 | A wireless information and safety system for mines |
| RU117201U1 (en) * | 2012-03-05 | 2012-06-20 | Владимир Владимирович Ходаков | DEVICE FOR SEARCHING THE NEED MAN (OPTIONS) |
| US10433141B2 (en) * | 2013-06-07 | 2019-10-01 | Strata Products Worldwide, Llc | Communication system in a mine, a node, and method |
| RU193782U1 (en) * | 2019-09-19 | 2019-11-14 | Общество с ограниченной ответственностью "КОНЦЕРН ГУДВИН (ГУДВИН ЕВРОПА)" (ООО "КОНЦЕРН ГУДВИН (ГУДВИН ЕВРОПА)") | WIRELESS NEGOTIATION SEARCH DEVICE |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100540849C (en) * | 2006-06-07 | 2009-09-16 | 宁波市科技园区艾因斯科技有限公司 | A kind of personnel in the pit locatees rescue system and personnel in the pit's localization method |
| RU63094U1 (en) * | 2006-12-27 | 2007-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-техническая и коммерческая фирма "Си-НОРД" | SYSTEM FOR DETERMINING THE LOCATION OF MOBILE OBJECTS |
| CN102016627A (en) * | 2008-03-26 | 2011-04-13 | 科学与工业研究委员会 | A wireless information and safety system for mines |
| RU117201U1 (en) * | 2012-03-05 | 2012-06-20 | Владимир Владимирович Ходаков | DEVICE FOR SEARCHING THE NEED MAN (OPTIONS) |
| US10433141B2 (en) * | 2013-06-07 | 2019-10-01 | Strata Products Worldwide, Llc | Communication system in a mine, a node, and method |
| RU193782U1 (en) * | 2019-09-19 | 2019-11-14 | Общество с ограниченной ответственностью "КОНЦЕРН ГУДВИН (ГУДВИН ЕВРОПА)" (ООО "КОНЦЕРН ГУДВИН (ГУДВИН ЕВРОПА)") | WIRELESS NEGOTIATION SEARCH DEVICE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3590288B1 (en) | Supporting the creation of a radio map | |
| JP5890942B1 (en) | Search rescue system | |
| US6414629B1 (en) | Tracking device | |
| JP2016128765A (en) | Position information specification system | |
| IL191589A (en) | Positioning system and method | |
| KR20100131501A (en) | Positioning, detection and communication system and method | |
| US6960996B2 (en) | Device for locating trapped victims and a method of operating such a device | |
| US11145179B1 (en) | Systems, methods, and devices for locating items, people, and/or animals | |
| CN107831466B (en) | Underwater wireless acoustic beacon and multi-address coding method thereof | |
| CN101971679A (en) | Finding the position of a mobile terminal | |
| CN201804103U (en) | Portable and integrated direction-finding mainframe with radio monitoring | |
| JP2010515044A (en) | Object or person position detection system | |
| RU213740U1 (en) | SUBSCRIBER DEVICE FOR LOCALIZATION OF SEARCH BEACONS | |
| US11012967B1 (en) | System for determining precise location of a sought device by solving the last mile problem | |
| US7176835B2 (en) | Selecting an optimal antenna in a GPS receiver and methods thereof | |
| US9341698B1 (en) | Radio frequency jamming source locator | |
| RU2488855C2 (en) | Object position sensor | |
| JPH05300081A (en) | Radio telephone set | |
| CN207263132U (en) | GPS Laser Measuring mu instrument | |
| CN102547563A (en) | Life detection device and life detection system | |
| CN205986897U (en) | Radio monitoring equipment | |
| KR100795861B1 (en) | A position chase system | |
| RU95862U1 (en) | SYSTEM FOR PROBING THE EARTH'S CRUST | |
| JP3960134B2 (en) | Location notification system, host device, and location notification method | |
| JPH0675036A (en) | Position detector |