专利名称：一种煤矿井下作业人员定位仪及定位用基站的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种人员定位系统，具体涉及一种用于煤矿井下作业人员定位及生理体征监测的定位仪。
背景技术：
在煤矿安全生产中，井下作业人员的定位系统发挥着重要作用。人员定位系统将井下人员的分布和位置信息实时反映在矿井生产调度中心的显示屏上，在正常生产期间，可以了解井下作业人员的工作情况；发生矿难时，又可及时提供井下人员的数量、位置，便于救助。目前国内外井下人员定位系统基本采用RFID技术，它通过安装在矿井巷道的定位仪和佩戴在作业工人身上的目标射频识别卡的通信，完成人员的定位功能。该方法具有如下缺点(I)RFID通讯距离的限制。RFID系统中的标签和读写器的通信完全依赖于RFID标签的耦合信号。在不增加发射功率的前提下，定位精度无法满足现场需求。如果提高发射功率，不仅无法满足行业标准，而且会增加设备的成本。(2)抗干扰能力差。由于井道潮湿和地形复杂，采用RFID技术的定位仪会出现漏读和死机故障，增加了维护成本。中国发明专利申请CN101996335A公开了一种基于双频RFID的本安型人员识别定位仪，通过设置有源RFID模块和无源RFID模块，实现对人员的准确识别和跟踪定位。该方案虽然通过两套RFID模块的设置减少了识别错误情况的发生，但是没有从根本上改变采用RFID方式存在的问题，并且导致了识别仪成本的增加。另一方面，上述定位系统均只能提供人员的定位，不能识别人员的状态，这就对事故发生后如何进行有针对性的救援工作带来了不便。
发明内容本实用新型的发明目的是提供一种煤矿井下作业人员定位仪，克服现有技术中RFID方式存在的缺陷，并同时能够提供井下人员的生理体征，以便于监测和救援。为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是一种煤矿井下作业人员定位仪，包括定位仪壳体和设置在壳体内的电源模块与无线通信模块，所述无线通信模块为Zigbee模块，设置有体温检测电路和脉博检测电路，所述体温检测电路和脉博检测电路的输出信号经A/D转换电路连接Zigbee模块。Zigbee是一种低速率、低功耗的无线网络技术。首先，它的传输距离要远远大于RFID，可以满足井下定位的精度要求。其次，Zigbee采用的是直序扩频通信技术，抗干扰能力强。第三，通过读取安装在前端的人体生理体征监测传感器(体温检测电路和脉博检测电路)传来的数据，还能实现监测井下作业人员生理体征的功能。进一步的技术方案，所述A/D转换电路和Zigbee模块集成在同一芯片上。[0012]与上述定位仪配合，设有煤矿井下作业人员定位用基站，由下位机和上位机构成，所述上位机为通用型计算机，所述下位机包括电源模块与无线通信模块，所述无线通信模块为与上述煤矿井下作业人员定位仪的无线通信模块相互通信的Zigbee模块,下位机中设有RS485电平转换电路，所述Zigbee模块经RS485接口与上位机连接。上述定位仪安装在井下作业人员身体上，基站安装在作业面现场。由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点I.本实用新型的无线通信模块采用Zigbee模块，克服了现有技术中RFID通讯距离受限、抗干扰能力差的缺陷，可以满足井下定位的要求。2.本实用新型设置了体温检测电路和脉博检测电路，可以获取人体的生理体征信息，从而便于实时监控和进行救援。3.本实用新型定位仪安装方便，定位精度高。在日常生产期间，可以随时了解井下作业人员的工作位置，便于生产监督和指导。在发生矿难时，也可以快速提供井下作业人员的准确数字和人员当前的生理体征值，为救灾提供及时信息，能够最大程度的降低人员伤亡，减少国家财产损失。因此，该设备的研制对具有重大的经济效益和社会效益，应用前景广阔。
图I是实施例一中定位仪的电路结构示意图。图2是实施例一中基站的电路结构不意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例一一种煤矿井下作业人员定位仪，包括定位仪壳体和设置在壳体内的电源模块与无线通信模块，所述无线通信模块为Zigbee模块，设置有体温检测电路和脉博检测电路，所述体温检测电路和脉博检测电路的输出信号经A/D转换电路连接Zigbee模块。参见图I所示，本实施例中，Zigbee模块采用Jennic的JN5139最小系统.该系统包含了一个微处理器，一个完全兼容IEEE802. 15. 4的收发器，以及192k ROM。与上述定位仪配合，设置煤矿井下作业人员定位用基站，由下位机和上位机构成，所述上位机为通用型计算机，所述下位机包括电源模块与无线通信模块，所述无线通信模块为与权利要求I所述煤矿井下作业人员定位仪的无线通信模块相互通信的Zigbee模块，下位机中设有RS485电平转换电路，所述Zigbee模块经RS485接口与上位机连接。参见附图2所不,本实施例的基站中，作为网络协调器的下位机为JN5139最小系统，上位机采用PC机，两者通过异步串口进行通信。
权利要求1.一种煤矿井下作业人员定位仪，包括定位仪壳体和设置在壳体内的电源模块与无线通信模块，其特征在于所述无线通信模块为Zigbee模块，设置有体温检测电路和脉博检测电路，所述体温检测电路和脉博检测电路的输出信号经A/D转换电路连接Zigbee模块。
2.根据权利要求I所述的煤矿井下作业人员定位仪，其特征在于所述A/D转换电路和Zigbee模块集成在同一芯片上。
3.一种煤矿井下作业人员定位用基站，由下位机和上位机构成，所述上位机为通用型计算机，所述下位机包括电源模块与无线通信模块，其特征在于所述无线通信模块为与权利要求I所述煤矿井下作业人员定位仪的无线通信模块相互通信的Zigbee模块，下位机中设有RS485电平转换电路，所述Zigbee模块经RS485接口与上位机连接。
专利摘要本实用新型公开了一种煤矿井下作业人员定位仪及定位用基站，所述定位仪包括定位仪壳体和设置在壳体内的电源模块与无线通信模块，其特征在于所述无线通信模块为Zigbee模块，设置有体温检测电路和脉博检测电路，所述体温检测电路和脉博检测电路的输出信号经A/D转换电路连接Zigbee模块。与定位仪配合，设有具有Zigbee模块和上位机的基站。本实用新型安装方便，定位精度高，可以随时了解井下作业人员的工作位置、准确数字和人员当前的生理体征值，为救灾提供及时信息。
文档编号E21F17/18GK202745941SQ201220194929
公开日2013年2月20日 申请日期2012年5月3日 优先权日2012年5月3日
发明者吕岗 申请人:苏州大学