一种矿井下定位时隙分配方法与流程

本发明属于矿井精确定位，涉及人员管理，特别涉及一种矿井下定位时隙分配方法。

背景技术：

1、现阶段煤矿基于uwb精确定位技术的井下人员定位管理系统，一般由终端主动发起定位申请，当区域内多个终端进行随机发送定位帧时，存在定位帧互相碰撞，导致定位失败的情况。而且终端数量越多定位失败越多，需要对多终端进行时隙管理，提高定位的成功率。

2、根据定位算法不同以及现场布点方案不同，可分为单基站定位和多基站联合定位，单基站定位只能实现一维定位，多基站可实现一到三维定位。单基站定位模式下，终端一般采用入网机制，入网时基站采用tdma的时分多址调度算法进行分配时隙，终端根据接收到的时隙进行定位、休眠管理。单基站模式下存在并发容量低的情况，不能完全满足现场应用需求。多基站模式下，终端周期性发送定位帧，多基站进行接收联合定位。多基站模式下，为提高并发量不能采用入网机制进行实现分配管理，终端在发送周期范围内随机性发送定位帧，存在多终端碰撞导致定位失败问题。因此，针对现有的人员定位缺陷，需要设计有效的时隙分配方法，提高定位可靠性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种矿井下定位时隙分配方法，解决多终端定位碰撞问题。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种矿井下定位时隙分配方法，该方法具体如下：

4、s1、通过井下人员定位管理系统设定人员定位终端的基础发送周期tm以及随机时隙范围ts，并通过基站广播发送至人员定位终端；

5、s2、人员定位终端确定发送时隙；

6、s3、确定发送时隙过程中人员定位终端根据空中是否有定位帧，选择是否进行定位；

7、s4、进行定位后保存人员定位终端的发送时隙。

8、进一步地，步骤s2包括以下步骤：

9、s21、人员定位终端通过随机数产生算法产生随机时隙；

10、s22、将定位基础发送周期与随机时隙相加得到人员定位终端的发送时隙。

11、进一步地，步骤s21中，随机时隙的产生过程如下：

12、1)根据随机数产生范围以及定位帧从终端发送到基站接收的最大时间，获取随机时隙范围；

13、2)将随机时隙范围的最大值转化为二进制机器码bin0，并获取该二进制机器码的位数d0；

14、3)人员定位终端读取uwb芯片的uuid以及utc时间，获取uuid二进制码的d0/2位形成二进制数bin1，获取utc时间二进制码的d0/2位形成二进制数bin2；其中，bin1与bin2均为从低位往高位的顺序取d0/2位而形成。

15、4)分别采用bin1与bin2对bin0的高d0/2位和低d0/2位进行按位与操作获得新的二进制数bin3，tn＝bin3×t0即为随机时隙，其中，t0表示定位帧从终端发送到基站接收的最大时间。

16、进一步地，在步骤s3中，若通过侦听空中无定位帧，则人员定位终端在发送时隙发送定位帧并保存发送时隙；若侦听空中有定位帧，则人员定位终端重新产生随机时隙，直至定位帧发送成功。

17、进一步地，人员定位终端成功发送定位帧后，在下一个定位周期，人员定位终端在已保存的发送时隙时刻发送定位帧进行定位。

18、本发明的有益效果在于：本发明采用基础周期、随机时隙、动态侦听的融合处理方式，解决了多终端定位碰撞问题，提高了矿井下的人员定位成功率，保障井下人员的安全。

19、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种矿井下定位时隙分配方法，其特征在于：该方法具体如下：

2.根据权利要求1所述的一种矿井下定位时隙分配方法，其特征在于：步骤s2包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种矿井下定位时隙分配方法，其特征在于：步骤s21中，所述随机时隙的产生过程如下：

4.根据权利要求3所述的一种矿井下定位时隙分配方法，其特征在于：在uuid的二进制码中从低位往高位的顺序取d0/2位形成bin1；在utc时间的二进制码中从低位往高位的顺序取d0/2位形成bin2。

5.根据权利要求1所述的一种矿井下定位时隙分配方法，其特征在于：在步骤s3中，若空中无定位帧，则人员定位终端在发送时隙发送定位帧并保存发送时隙；若空中有定位帧，则人员定位终端重新产生随机时隙，直至定位帧发送成功。

6.根据权利要求5所述的一种矿井下定位时隙分配方法，其特征在于：人员定位终端成功发送定位帧后，在下一个定位周期，人员定位终端在已保存的发送时隙时刻发送定位帧进行定位。

技术总结
本发明涉及一种矿井下定位时隙分配方法，属于矿井精确定位技术领域。该方法具体为：S1、通过井下人员定位管理系统设定人员定位终端的基础发送周期以及随机时隙产生范围，并通过基站广播发送至人员定位终端；S2、人员定位终端通过随机数产生算法确定发送时隙；S3、确定发送时隙过程中人员定位终端根据空中是否有定位帧选择是否进行定位；S4、进行定位后保存人员定位终端的发送时隙。本发明能够有效的避免多终端定位模式中定位碰撞导致的定位失败问题，提高定位成功率。

技术研发人员：胡亮,刘亚辉,黄友胜,槐利,胡宇,温贤培,周代勇,王飞,张鹏,刘慧洁,郭江涛,戴剑波,黄倩,魏华峰,林引,张金豪,何青松,吕世川,赵光绪,薛宗杰,张加易,任高建
受保护的技术使用者：中煤科工集团重庆研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15