一種井下礦難搜救定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種井下礦難搜救定位系統(tǒng)，包括分布在井下的有線信號傳輸網(wǎng)絡(luò)、分布在礦下并與有線信號傳輸網(wǎng)絡(luò)連接的多個定位儀、安裝在可移動裝備上的發(fā)射儀和設(shè)在地面上的控制中心，以及用于搜救的信號接收終端，所述控制中心與有線信號傳輸網(wǎng)絡(luò)連接并接收定位儀傳輸?shù)亩ㄎ恍盘?；所述發(fā)射儀穿戴在井下作業(yè)人員身上隨井下作業(yè)人員移動，所述信號接收終端由搜救員攜帶并隨搜救員移動靠近被困井下作業(yè)人員，并與其攜帶的發(fā)射儀發(fā)生無線信號響應(yīng)。本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，創(chuàng)建成本低，定位快速精度高，同時還能確定井下作業(yè)人員的行進方向；在發(fā)生礦難事故時能快速找尋到被困人員地址從而及時實施救援。
【專利說明】一種井下礦難搜救定位系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于點對點定位通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及井下礦道內(nèi)的定位技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]井下礦道作業(yè)是一項非常危險的工作，為了確保當發(fā)生礦難時作業(yè)人員的安全，通常會在井下構(gòu)建作業(yè)人員動態(tài)分布與定位監(jiān)控系統(tǒng)，從而在發(fā)生礦難時能第一時間通知人員撤離，并對井下設(shè)備進行調(diào)度。但目前的井下定位系統(tǒng)復雜，構(gòu)建成本高，且由于井下地形復雜使得通信傳輸受限。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供了一種井下礦難搜救定位系統(tǒng)，能有效快速對被困人員的定位并進行搜救。
[0004]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種井下礦難搜救定位系統(tǒng)，包括分布在井下的有線信號傳輸網(wǎng)絡(luò)、分布在礦下并與有線信號傳輸網(wǎng)絡(luò)連接的多個定位儀、安裝在可移動裝備上的發(fā)射儀和設(shè)在地面上的控制中心，以及用于搜救的信號接收終端，所述控制中心與有線信號傳輸網(wǎng)絡(luò)連接并接收定位儀傳輸?shù)亩ㄎ恍盘枺凰霭l(fā)射儀穿戴在井下作業(yè)人員身上隨井下作業(yè)人員移動，并與之最接近的定位儀發(fā)生無線點對點通信，從而使定位儀獲取發(fā)射儀與定位儀之間的角度和距離信息數(shù)據(jù)，控制中心接收信息并進行數(shù)據(jù)處理；所述信號接收終端由搜救員攜帶并隨搜救員移動靠近被困井下作業(yè)人員，并與其攜帶的發(fā)射儀發(fā)生無線信號響應(yīng)。
[0005]所述定位儀和信號接收終端與發(fā)射儀之間采用無線射頻識別通信技術(shù)。
[0006]所述井下礦道包括垂直井道和與之連通的巷道，所述巷道的入口處依次設(shè)有兩個射頻識別讀寫器，而射頻標簽設(shè)在井下作業(yè)人員身上。
[0007]所述定位儀和信號接收終端與發(fā)射儀之間采用Zigbee通訊技術(shù)工作時分為正常模式和礦難模式，其中:
當處于正常模式時包括以下步驟:
(1)井下作業(yè)人員攜帶發(fā)射儀下到井下作業(yè)，靠近并進入定位儀的信號接收范圍內(nèi)時，定位儀對發(fā)射儀作出信號響應(yīng)獲取，并將信號通過有線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸至地面控制中心；
(2)當井下作業(yè)人員達到目的巷道時，設(shè)在巷道入口的兩個射頻識別讀寫器依次接收作業(yè)人員攜帶發(fā)射儀的射頻信號，并傳輸給地面控制中心進行數(shù)據(jù)分析與處理，從而獲取井下作業(yè)人員出入確認和所在位置信息；
當處于礦難模式時報刊以下步驟:
(1)首先地面控制中心通過殘存的有限信號傳輸網(wǎng)絡(luò)確定還在正常工作的定位儀，與此同時被困井下工作人員將發(fā)射儀切換成求救模式，該模式下發(fā)射儀能自主間斷性發(fā)送求救信號；
(2)與此同時，搜救員攜帶信號接收終端下井搜尋，靠近并收到發(fā)射儀接收的求救信號，并展開救援；
(3)地面控制中心則調(diào)取正常工作定位儀，并檢測是否收到求救信號以及求救信號的發(fā)出方位，并告知搜救員采取營救。
[0008]所述發(fā)射儀設(shè)有用于接收定位儀激活信號的激活模塊，當發(fā)射儀接收到激活信號后進入工作狀態(tài)，當發(fā)射儀未接收到激活信號時，發(fā)射儀處于休眠狀態(tài)。
[0009]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，創(chuàng)建成本低；通過發(fā)射儀與定位儀之間的無線點對點定位技術(shù)具有經(jīng)過的定位精度，同時還能確定井下作業(yè)人員的行進方向；在發(fā)生礦難事故時能快速找尋到被困人員地址從而及時實施救援。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明所述點對點定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明所述點對點定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]其中，定位儀1、發(fā)射儀2、控制中心3、射頻識別讀寫器4、信號接收終端5。

【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0013]如圖1和2所示，一種用于井下礦道的點對點定位系統(tǒng)，包括地面部分和地下部分，其中地下的垂直井道以及巷道內(nèi)分布足夠多個的定位儀，該定位儀用于接收井下作業(yè)人員攜帶的發(fā)射儀發(fā)出的的無線電編碼信號，從而獲取發(fā)射儀與定位儀之間的相對角度和距離，也可以是附近多個定位儀接收到發(fā)射儀發(fā)出的無線電編碼信號進行三角定位技術(shù)確定發(fā)射儀與定位儀之間的相對位置信息，并將該無線電編碼信號通過地下的有線方式的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到地面部分的控制中心，控制中心進行數(shù)據(jù)處理和分析，并在顯示屏上顯示出作業(yè)人員在井下的精確位置，即采用這種點對點定位方式確定作業(yè)人員的位置。同時搜救員攜帶信號接收終端并移動靠近被困井下作業(yè)人員，與其攜帶的發(fā)射儀發(fā)生無線信號響應(yīng)。所述發(fā)射儀設(shè)有正常模式和求救模式，兩個模式下的工作過程:
當處于正常模式時包括以下步驟:
(1)井下作業(yè)人員攜帶發(fā)射儀下到井下作業(yè)，靠近并進入定位儀的信號接收范圍內(nèi)時，定位儀對發(fā)射儀作出信號響應(yīng)獲取，并將信號通過有線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸至地面控制中心；
(2)當井下作業(yè)人員達到目的巷道時，設(shè)在巷道入口的兩個射頻識別讀寫器依次接收作業(yè)人員攜帶發(fā)射儀的射頻信號，并傳輸給地面控制中心進行數(shù)據(jù)分析與處理，從而獲取井下作業(yè)人員出入確認和所在位置信息；
當處于礦難模式時報刊以下步驟:
(1)首先地面控制中心通過殘存的有限信號傳輸網(wǎng)絡(luò)確定還在正常工作的定位儀，與此同時被困井下工作人員將發(fā)射儀切換成求救模式，該模式下發(fā)射儀能自主間斷性發(fā)送求救信號；
(2)與此同時，搜救員攜帶信號接收終端下井搜尋，靠近并收到發(fā)射儀接收的求救信號，并展開救援；
(3)地面控制中心則調(diào)取正常工作定位儀，并檢測是否收到求救信號以及求救信號的發(fā)出方位，并告知搜救員采取營救。
[0014]另外為了節(jié)約用電，發(fā)射儀設(shè)有激活模塊，當發(fā)射儀接收到激活信號后進入工作狀態(tài)，當發(fā)射儀未接收到激活信號時，發(fā)射儀處于休眠狀態(tài)。進一步改進，可以在每條巷道的入口處依次設(shè)置兩個射頻識別讀寫器，當作業(yè)人員攜帶發(fā)射儀進出巷道時，通過射頻識別讀寫器接收到射頻識別信號的先后順序，從而可以確定作業(yè)人員在巷道中的前進方向。
【權(quán)利要求】
1.一種井下礦難搜救定位系統(tǒng)，其特征在于:包括分布在井下的有線信號傳輸網(wǎng)絡(luò)、分布在礦下并與有線信號傳輸網(wǎng)絡(luò)連接的多個定位儀、安裝在可移動裝備上的發(fā)射儀和設(shè)在地面上的控制中心，以及用于搜救的信號接收終端，所述控制中心與有線信號傳輸網(wǎng)絡(luò)連接并接收定位儀傳輸?shù)亩ㄎ恍盘?；所述發(fā)射儀穿戴在井下作業(yè)人員身上隨井下作業(yè)人員移動，并與之最接近的定位儀發(fā)生無線點對點通信，從而使定位儀獲取發(fā)射儀與定位儀之間的角度和距離信息數(shù)據(jù)，控制中心接收信息并進行數(shù)據(jù)處理；所述信號接收終端由搜救員攜帶并隨搜救員移動靠近被困井下作業(yè)人員，并與其攜帶的發(fā)射儀發(fā)生無線信號響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述井下礦難搜救定位系統(tǒng)，其特征在于:所述定位儀和信號接收終端與發(fā)射儀之間采用無線射頻識別通信技術(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述井下礦難搜救定位系統(tǒng)，其特征在于:所述井下礦道包括垂直井道和與之連通的巷道，所述巷道的入口處依次設(shè)有兩個射頻識別讀寫器，而射頻標簽設(shè)在井下作業(yè)人員身上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述井下礦難搜救定位系統(tǒng)，其特征在于:所述定位儀和信號接收終端與發(fā)射儀之間采用Zigbee通訊技術(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述井下礦難搜救定位系統(tǒng)，其特征在于:工作時分為正常模式和礦難模式，其中: 當處于正常模式時包括以下步驟: (1)井下作業(yè)人員攜帶發(fā)射儀下到井下作業(yè)，靠近并進入定位儀的信號接收范圍內(nèi)時，定位儀對發(fā)射儀作出信號響應(yīng)獲取，并將信號通過有線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸至地面控制中心； (2)當井下作業(yè)人員達到目的巷道時，設(shè)在巷道入口的兩個射頻識別讀寫器依次接收作業(yè)人員攜帶發(fā)射儀的射頻信號，并傳輸給地面控制中心進行數(shù)據(jù)分析與處理，從而獲取井下作業(yè)人員出入確認和所在位置信息； 當處于礦難模式時報刊以下步驟: (1)首先地面控制中心通過殘存的有限信號傳輸網(wǎng)絡(luò)確定還在正常工作的定位儀，與此同時被困井下工作人員將發(fā)射儀切換成求救模式，該模式下發(fā)射儀能自主間斷性發(fā)送求救信號； (2)與此同時，搜救員攜帶信號接收終端下井搜尋，靠近并收到發(fā)射儀接收的求救信號，并展開救援； (3)地面控制中心則調(diào)取正常工作定位儀，并檢測是否收到求救信號以及求救信號的發(fā)出方位，并告知搜救員采取營救。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述井下礦難搜救定位系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)射儀設(shè)有用于接收定位儀激活信號的激活模塊，當發(fā)射儀接收到激活信號后進入工作狀態(tài)，當發(fā)射儀未接收到激活信號時，發(fā)射儀處于休眠狀態(tài)。
【文檔編號】G01S5/02GK104459616SQ201410737509
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】白中澤 申請人:金陵科技學院