矿用真三维人员定位装置制造方法
【专利摘要】一种矿用真三维人员定位装置，包括井下多功能分站、无线读卡器、身份识别器、以及数据线几部分组成。其特征在于：井下多功能分站与无线读卡器之间通过数据线相连。在定位系统进行工作时，基于无线信号的技术的无线读卡器通过内置天线向矿井工作人员身上携带的身份识别器发射请求信号，通过测量无线读卡器接收到身份识别器反馈回来的无线信号强度，来估算身份识别器与读卡器之间的距离。本实用新型所提供的矿用真三维人员定位装置，可实现井下复杂工作环境下的人员定位，确保了井下工作人员位置的实时感知，实现了煤矿生产工作环境的安全。同时，也为安全现代化矿井建设提供了保障。
【专利说明】矿用真三维人员定位装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种人员定位装置，尤其是涉及一种矿用真三维人员定位装置，属于矿用人员定位设备、精密仪器等【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着现代经济发展对能源的需求，各矿井均朝着大型化、现代化发展，井底大巷长度均在几千米甚至几十千米，由于井下巷道网络的分层布置，工作环境日益复杂，如何确定井下工作人员的具体位置信息，已经成为现阶段必须解决的安全问题。
[0003]矿用人员定位系统因其能够实时感知井下工作人员的位置、状态等信息，显著提高了煤矿类企业的日常生产管理水平。但在现阶段煤矿人员定位系统的设计上，多将煤矿巷道、工作面等作为一维向量，然后利用无线传感网络进行人员定位。
[0004]由于以上人员定位设备的设计缺陷，定位方法简单，误差较大，难以实现矿井工作人员的真三维人员定位，无法及时反馈出井下工作人员的空间位置信息，一旦发生井下突水、岩爆等重大安全生产问题，难以实现工作人员的快速搜救，无法保证现代化矿井对安全的需求。为此，本实用新型，提出了一种真三维人员定位的装置与方法，能够经过信息处理预估出井下工作人员的实时位置信息，从而解决了现阶段矿用人员定位系统难以解决的真三维人员定位难题。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是为了解决矿井从业人员实时、真三维人员定位等技术难题，提出了一种矿用真三维人员定位装置。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型的具体实施方案如下:
[0007]—种矿用真三维人员定位装置，包括井下多功能分站、无线读卡器、身份识别器、以及数据线几部分组成。其特征在于:井下多功能分站与无线读卡器之间通过数据线相连，无线读卡器可向身份识别器发射并接收无线电信号。
[0008]所述井下多功能分站，严格遵照《煤矿井下用电设备通用技术条件》(MT/T661-2011)、《爆炸性气体环境下用电设备第一部分:通用要求》(GB3836.1-2000)的参数设计，由防爆金属外壳、提手、显示屏a、数据线接口 a、电源线接口 a、铭牌、和金属铆钉几部分组成。通过数据线与无线读卡器和井上监控中心相连，工作时，通过收集无线读卡器反馈回来的数据信号，将井下工作人员的位置信息及时的反馈到地面监控中心。
[0009]所述无线读卡器，严格遵照《煤矿井下用电设备通用技术条件》(MT/T661-2011)、《爆炸性气体环境下用电设备第一部分:通用要求》(GB3836.1-2000)的参数设计，由显示屏b、数据线接口 b、电源线接口 b、无线读卡器金属外壳以及金属铆钉几部分组成。工作时，无线读卡器向身份识别器发射位置请求信号，通过接收无线读卡器反馈回来的信号强度，来估算出身份识别器到自身的距离。
[0010]所述身份识别器，严格遵照《煤矿井下用电设备通用技术条件》(MT/T661-2011)、《爆炸性气体环境下用电设备第一部分:通用要求》(GB3836.1-2000)的参数设计，包括由扩音器、电源指示灯、故障指示灯、MIC孔以及身份识别器外壳几部分组成。当工作人员进入工作环境时，佩戴在身上，人员定位时，无线读卡器向身份识别器发射定位请求信号，当身份识别器接收到无线读卡器发射过来的请求信号以后，向无线读卡器反馈位置信息。
[0011]所述数据线为常用矿业系统连接数据线。
[0012]本实用新型所提供的矿用真三维人员定位装置，可实现井下复杂工作环境下的人员定位，能够实时的将井下工作人员的位置信息反馈到地面监控中心，确保了井下工作人员位置的实时感知，实现了煤矿生产工作环境的安全。同时，也为安全现代化矿井建设提供了保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型矿用真三维人员定位装置的整体结构示意图；
[0014]图2为本实用新型的井下多功能分站的结构示意图；
[0015]图3为本实用新型的无线读卡器装置结构示意图；
[0016]图4为本实用新型的身份识别器装置结构示意图；
[0017]图5为本实用新型的真三维人员定位定位算法图。
[0018]图中符号说明如下:
[0019]1-井下多功能分站；2_无线读卡器；3_身份识别器；4_数据线；5-提手；6_防爆金属外壳；7_显示屏a ;8_数据线接口 a ；9~电源线接口 a ;10_铭牌；11_金属铆钉；12_显示屏b ; 13-数据线接口 b ; 14-电源线接口 b ; 15-无线读卡器金属外壳；16-扩音器；17-电源指示灯；18_故障指示灯；19-MIC孔；20_身份识别器外壳。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示:一种矿用真三维人员定位装置，包括井下多功能分站1、无线读卡器
2、身份识别器3、以及数据线4几部分组成。其特征在于:井下多功能分站I与无线读卡器2之间通过数据线4相连，无线读卡器2可向身份识别器3发射并接收无线电信号。
[0021]如图2所示:所述井下多功能分站1，由防爆金属外壳6、提手5、显示屏a7、数据线接口 a8、电源线接口 a9、铭牌10、和金属铆钉11几部分组成。通过数据线4与无线读卡器2和井上监控中心相连。工作时，通过收集无线读卡器2反馈回来的数据信号，将井下工作人员的位置信息及时的反馈到地面监控中心。
[0022]如图3所示:所述无线读卡器2，由显示屏bl2、数据线接口 bl3、电源线接口 bl4、无线读卡器金属外壳15以及金属铆钉11几部分组成。工作时，无线读卡器2向身份识别器3发射位置请求信号，通过接收无线读卡器2反馈回来的信号强度，来估算出身份识别器到自身的距离。
[0023]如图4所示:所述身份识别器3，包括由扩音器16、电源指示灯17、故障指示灯18、MIC孔19以及身份识别器外壳20几部分组成。当工作人员进入工作环境时，佩戴在身上，人员定位时，无线读卡器2向身份识别器3发射定位请求信号，当身份识别器3接收到无线读卡器2发射过来的请求信号以后，向无线读卡器2反馈位置信息。
[0024]如图5所示:真三维矿井人员定位算法是通过测算井下未知工作人员坐标和三个空间参考点之间的距离来进行定位的一种新型人员定位算法。在矿井真三维人员定位系统进行工作时，基于无线信号的技术的无线读卡器通过内置天线向矿井工作人员身上携带的身份识别器发射请求信号，通过测量无线读卡器接收到身份识别器反馈回来的无线信号强度，来估算身份识别器与读卡器之间的距离，图中A，B, C为三个空间坐标已知的无线读卡器2，P点为将要进行定位的井下工作人员，待A点接收到P点反馈回来的无线信号时，表明P点在以A为球心，以测算距离I1为半径的球体之上。同理，P点也分别在以B，C为球心，
12、I3为半径的球体之上。
【权利要求】
1.一种矿用真三维人员定位装置，包括井下多功能分站(I)、无线读卡器(2)、身份识别器(3)、以及数据线(4)几部分组成；其特征在于:井下多功能分站(I)与无线读卡器(2)之间通过数据线(4)相连，无线读卡器(2)可向身份识别器(3)发射并接收无线电信号。
2.根据权利要求1所述的矿用真三维人员定位装置，其特征在于:所述井下多功能分站(1)，由防爆金属外壳(6)、提手(5)、显示屏a (7)、数据线接口 a (8)、电源线接口 a (9)、铭牌(10)、和金属铆钉(11)几部分组成，通过数据线与无线读卡器和井上监控中心相连。
3.根据权利要求1所述的矿用真三维人员定位装置，其特征在于:所述无线读卡器(2)，由显示屏b(12)、数据线接口 b (13)、电源线接口 b (14)、无线读卡器金属外壳(15)以及金属铆钉(11)几部分组成；工作时，无线读卡器(2)向身份识别器发射位置请求信号，通过接收无线读卡器(2)反馈回来的信号强度，来估算出身份识别器(3)到自身的距离。
4.根据权利要求1所述的矿用真三维人员定位装置，其特征在于:所述身份识别器(3)，包括由扩音器(16)、电源指示灯(17)、故障指示灯(18)、MIC孔(19)以及身份识别器外壳(20)几部分组成。
【文档编号】G01S5/02GK203759238SQ201420139207
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】何叶荣, 徐雪战, 孟祥瑞, 王向前, 吴娅楠, 李慧宗, 汪硫凯 申请人:安徽理工大学