一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統(tǒng)，屬于煤礦井下通信、監(jiān)控領(lǐng)域，包括基于WIFI的無線基站、礦用WIFI本安手機、RFID射頻卡和GIS信息系統(tǒng)計算機；RFID射頻卡安裝在礦井重點區(qū)域的巷道壁上；基于WIFI的無線基站安裝在井下巷道壁上，并接入井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)連接到井上服務(wù)器；礦用WIFI手機內(nèi)置有用于接收RFID射頻卡信息的RFID射頻識別裝置，并將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送至基于WIFI的無線基站，再通過以太網(wǎng)傳輸?shù)骄系腉IS信息系統(tǒng)計算機；其不但具有基于WIFI的無線通信系統(tǒng)功能，而且實現(xiàn)了重點區(qū)域的高精確人員定位，總體成本也大大低于現(xiàn)有的WIFI無線通信系統(tǒng)和人員定位系統(tǒng)之和。
【專利說明】一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通信、監(jiān)控系統(tǒng)，具體是一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統(tǒng)，屬于煤礦井下通信、監(jiān)控領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦井下作業(yè)遠離地面，作業(yè)環(huán)境惡劣，礦井巷道復(fù)雜，安全事故時有發(fā)生，給井下工作人員的人身安全帶來很大的危害，所以能夠?qū)鹿ぷ魅藛T進行有效的人員定位和通信是非常必要的。
[0003]井下工作人員的精確定位對井下工作人員至關(guān)重要，尤其是在發(fā)生井下安全事故時，精確定位可以快速確定受害者所在位置，節(jié)省救援時間，因此研究一套井下精確定位系統(tǒng)成為目前急需解決的技術(shù)難題。目前井下人員定位系統(tǒng)主要采用人工攜帶RFID射頻卡，并在巷道壁布置RFID射頻卡識別分站的模式。人員定位的精度主要取決于識別分站的布置間距，基于成本和施工的限制，往往識別分站的間距在幾十米甚至百余米，從而造成人員定位的精度較差，因此這種定位技術(shù)一般稱之為區(qū)域定位；另外目前的人員定位系統(tǒng)存在識別分站中RFID讀寫速度的限制，處理多人同時快速通過讀卡系統(tǒng)的情況時易出現(xiàn)漏讀，并且存在著信號碰撞的問題，所以在人員精確定位的實現(xiàn)上還有一定的距離。
[0004]井下無線通信系統(tǒng)目前主要以基于WIFI的無線通信系統(tǒng)和基于3G(有向4G過渡的趨勢)的無線通信系統(tǒng)為主，由于WIFI無線通信系統(tǒng)主要工作在2.4G公共頻段且傳輸速率較高，故應(yīng)用較廣泛。WIFI無線通信系統(tǒng)主要由礦用本安無線終端，如礦用本安WIFI手機及本安PAD和WIFI基站組成，基站布置間距以無覆蓋盲區(qū)為準，在平直巷道視距范圍內(nèi)通過定向天線間隔可以達到數(shù)百米，而在巷道拐彎、起伏等非視距范圍內(nèi)間隔可能為數(shù)十米。WIFI基站接入井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，實現(xiàn)井上/下雙向語音甚至視頻信號互聯(lián)。
[0005]目前煤礦生產(chǎn)企業(yè)普遍采用同時配備上述人員定位系統(tǒng)和基于WIFI的無線通信系統(tǒng)兩套系統(tǒng)，盡管部分WIFI無線通信系統(tǒng)兼有一定的人員定位功能，但往往也是輔助的區(qū)域定位，不能真正取代人員定位系統(tǒng)的功能。兩套系統(tǒng)的使用不但存在成本、施工、管理增多的問題，而且如前所述在精確定位方面效果也不甚理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統(tǒng)，能夠?qū)崟r掌握井下工作人員的具體位置，可以實現(xiàn)重點區(qū)域的精確定位，兼有工作人員之間及井下人員和井上人員之間的實時語音或視頻通話功能，實現(xiàn)地面監(jiān)控中心對井下狀況的實時監(jiān)控，避免安全事故的發(fā)生。
[0007]本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統(tǒng)，包括基于WIFI的無線基站、礦用WIFI手機、RFID射頻卡和GIS信息系統(tǒng)計算機，
[0008]所述RFID射頻卡由于成本低廉，可以進行密集部署，尤其在礦井重點區(qū)域的巷道壁上可以每隔5米進行安裝；[0009]所述基于WIFI的無線基站在保證相鄰基站間無覆蓋盲區(qū)的情況下進行適當部署，并接入工業(yè)以太網(wǎng)，所述基于WIFI的無線基站每隔IOm-1OOm安裝在井下巷道壁上，并通過光纖連接到井上服務(wù)器；所述基于WIFI的無線基站之間通過無線信號或光纖通訊；
[0010]所述礦用WIFI手機內(nèi)置有用于接收RFID射頻卡信息的RFID射頻識別裝置，并將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送至基于WIFI的無線基站，基于WIFI的無線基站再通過以太網(wǎng)傳輸?shù)骄系腉IS信息系統(tǒng)計算機。
[0011]優(yōu)選的，所述RFID射頻識別裝置為被動RFID射頻識別卡。
[0012]優(yōu)選的，所述RFID射頻卡為無源識別標簽。
[0013]優(yōu)選的，所述礦用WIFI手機為礦用本安WIFI手機。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明集基于WIFI的無線基站，礦用WIFI手機，RFID射頻卡，GIS信息系統(tǒng)計算機為一體，將GIS信息系統(tǒng)計算機設(shè)置在地面監(jiān)控中心；在井下間隔適當距離安裝基于WIFI的無線基站，間隔距離以相鄰兩基站間無覆蓋盲區(qū)為準，基于WIFI的無線基站通過礦井工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)與井上服務(wù)器連接。在重點區(qū)域，即需要精確定位的區(qū)域，如掘進工作面巷道，采面順槽巷道，密集布置無源RFID射頻識別卡，工作人員使用內(nèi)置RFID射頻識別裝置的礦用WIFI手機實時接收最近RFID射頻卡信息，通過無線基站傳輸給以太網(wǎng)絡(luò)送入地面帶GIS信息系統(tǒng)的計算機，實現(xiàn)了井下人員的精確定位。對于非重點區(qū)域，則直接采用礦用WIFI手機與最近無線基站互相通信的方法實現(xiàn)井下人員的區(qū)域定位。工作人員使用礦用WIFI手機通過基于WIFI的無線基站可以實現(xiàn)井上下或任意WIFI手機之間的通信，如遇緊急情況可以及時向地面監(jiān)控中心匯報，地面監(jiān)控中心可以及時了解事故發(fā)生的具體位置信息，以便及時、快速地采取有效措施進行救援，增加遇難人員生還幾率。本發(fā)明融合了人員定位系統(tǒng)和WIFI無線通信系統(tǒng)，總體成本相對于現(xiàn)有的基于WIFI的無線通信系統(tǒng)和人員定位系統(tǒng)而言大幅度降低，并且定位精度可以大幅提升，總體實用性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的電原理框圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步的闡述。
[0017]如圖1所示，一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統(tǒng)，包括基于WIFI的無線基站、礦用WIFI手機、RFID射頻卡和GIS信息系統(tǒng)計算機；所述RFID射頻卡每隔5米安裝在礦井重點區(qū)域的巷道壁上；所述基于WIFI的無線基站由防爆箱、電源、無線模塊、天線隔離器和天線組成；所述基于WIFI的無線基站每隔數(shù)十至數(shù)百米安裝在井下巷道壁上，具體根據(jù)井下實際情況進行測試，以相鄰兩基站間無覆蓋盲區(qū)為準，并通過工業(yè)以太網(wǎng)連接到井上服務(wù)器；所述礦用WIFI手機內(nèi)置有用于接收RFID射頻卡信息的RFID射頻識別裝置，并將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送至基于WIFI的無線基站，基于WIFI的無線基站再通過以太網(wǎng)傳輸?shù)骄系腉IS信息系統(tǒng)計算機，GIS信息系統(tǒng)計算機能夠根據(jù)得到的數(shù)據(jù)實現(xiàn)人員的精確定位；同時，系統(tǒng)兼具備WIFI語音與視頻無線通信功能。
[0018]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述RFID射頻卡為無源識別卡，密集布置在礦井重點區(qū)域，無源RFID射頻識別卡價格低廉，體積小巧，無需電源，可以嵌入巷道壁中長時間工作。當工作人員手持特制礦用本安WIFI手機進入到無源RFID識別卡識別范圍時，WIFI手機會識別無源RFID射頻卡中的信息。
[0019]工作時，本發(fā)明由基于WIFI的無線基站構(gòu)成無線通信的主干網(wǎng)絡(luò)；在井下間隔一定距離安裝基于WIFI的無線基站，基于WIFI的無線基站接入井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，連接井上服務(wù)器。井下工作人員使用礦用WIFI手機通過基于WIFI通信的無線基站實現(xiàn)和井上的通信。在重點區(qū)域，需要精確定位的區(qū)域，如掘進工作面巷道，采面順槽巷道密集布置RFID射頻卡，由于礦用本安WIFI手內(nèi)置RFID射頻識別裝置，當工作人員手持礦用WIFI手機在該區(qū)域活動時，可以接收RFID射頻卡信息，將數(shù)據(jù)發(fā)送到無線基站通過以太網(wǎng)傳輸?shù)骄系谋O(jiān)控中心中的GIS信息系統(tǒng)計算機，GIS信息系統(tǒng)計算機根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對人員進行精確定位。而工作人員在非重點區(qū)域工作時，則可以通過礦用本安WIFI手機與最近的基于WIFI通信的無線基站互相通信的方法實現(xiàn)區(qū)域定。
[0020]另外，本發(fā)明通過礦用WIFI手機可以進行實時通信，如遇緊急情況可以及時向地面監(jiān)控中心匯報，地面監(jiān)控中心可以及時了解事故發(fā)生的具體位置信息，以便及時、快速地采取有效措施進行救援，增加遇難人員生還幾率。本發(fā)明融合了 WIFI無線通信系統(tǒng)和人員定位系統(tǒng)，使總體的成本降低很多，實用性高。
【權(quán)利要求】
1.一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統(tǒng)，包括基于WIFI的無線基站、礦用WIFI手機、RFID射頻卡和GIS信息系統(tǒng)計算機，其特征在于: 所述RFID射頻卡每隔5m安裝在礦井重點區(qū)域的巷道壁上； 所述基于WIFI的無線基站每隔IOm-1OOm安裝在井下巷道壁上，并通過光纖連接到井上服務(wù)器；所述基于WIFI的無線基站之間通過無線信號或光纖通訊； 所述礦用WIFI手機內(nèi)置有用于接收RFID射頻卡信息的RFID射頻識別裝置，并將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送至基于WIFI的無線基站，基于WIFI的無線基站再通過以太網(wǎng)傳輸?shù)骄系腉IS信息系統(tǒng)計算機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井人員定位兼無線通信綜合系統(tǒng)，其特征在于:所述RFID射頻識別裝置為被動RFID射頻識別卡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦井人員定位兼無線通信綜合系統(tǒng)，其特征在于:所述RFID射頻卡為無源識別標簽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦井人員定位兼無線通信綜合系統(tǒng)，其特征在于:所述礦用WIFI手機為礦用本安WIFI手機。
【文檔編號】E21F17/18GK103982240SQ201410143789
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】馮小龍, 李俊霖, 張祥忠, 李宗為, 左慢慢, 張劍英 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)