每个检修层上设置的定位基站5数量为N个，依据面积大小进行部署。
[0048] 定位基站5的部署原则为：所部署的定位基站5位置所组合的形状，使得⑶OP达 到最佳，保证标签在检修区域101和检修外围区域102内部的任意位置能够稳定可靠的与 所述定位基站5中的至少3个建立通讯，提高检修人员定位装置的定位精度。
[0049] 另外，每个定位基站5的安装高度均相同，且安装高度为2. 8m?3. 2m。
[0050] 为防止灰尘、潮湿等影响，每个定位基站5的设备安装在一个密闭的机箱内，每一 个检修层的定位基站5和网络交换机3单独供电，互不影响。
[0051] 具体的，标签4与所在层上的各个定位基站5之间的距离测定基于CSS、或UWB等 脉冲测距/测时技术。
[0052] 结合图3和图4所示，定位基站5,包括基站处理器模块、基站无线数据收发模块、 基站信号放大模块和基站天线；标签4,包括标签处理器模块、标签无线数据收发模块、标 签信号放大模块和标签天线。其中，
[0053] 基站无线数据收发模块，用于测量信号的收发、时间信息的触发。
[0054] 基站处理器模块，用于完成时间与距离信息的处理、无线信道协调。
[0055] 基站放大模块，对测量信号进行放大，通过基站天线发射，达到延长测量距离的目 的。
[0056] 标签处理器模块，用于控制标签无线数据收发模块通过标签天线发出信息，基站 天线接收到信号并送入基站无线数据收发模块，解调出数据后供定位基站处理器处理；在 接收的同时，基站无线数据收发模块触发出测量时间信息，供后期运算。
[0057] 由于检修外围区域102与安全区域103之间仅一道栅栏相隔，单纯依靠无线测量 很难实现精准可靠的检测，因此，本实用新型在安全区域103与检修外围区域102之间设置 一个检测缓冲区域104,标签4还可以活动于检测缓冲区域104内部。
[0058] 通过从安全区域103经过检测缓冲区域104到达检修外围区域102,实现进入检 测；相反，通过从检修外围区域102经过检测缓冲区域106到达安全区域103,实现走出检 测。
[0059] 以上检测缓冲区域104的设置，能够保证检修人员定位装置的精准可靠的测量。
[0060] 计算机1系统软件，包括位置显示软件、定位引擎软件和配置管理软件。其中，
[0061] 位置显示软件，为计算机系统软件的主软件，用于提供给软件操作人员进行实时 观察，该软件也提供了简单的数据记录功能；
[0062] 定位引擎软件，运行于计算机后台，用于搜集各个定位基准站的原始数据、分析并 计算特定标签（人员）的实时位置、发送到界面显示软件；
[0063] 配置管理软件，用于管理设备物理位置、数学算法、网络参数等，一旦配置好无需 修改。
[0064] 图5示出了计算机系统的软件结构。由图5可知：
[0065] (1)、位置显示软件：作为计算机系统的主界面，提供维修人员的实时位置和进出 信息，也可以进行最近25秒位置的轨迹显示；该软件可以全屏放大显示，方便操作人员查 看。位置显示软件也可以对算法的相关共用参数进行调整。
[0066] (2)、定位引擎软件：可以作为命令行程序运行，也可以作为Windows系统的服务 运行在后台，主要完成位置信息的解算，并将结果发送给位置显示软件对位置进行计算。
[0067] (3)、配置管理软件：作为管理设备、软件运行参数的主要人机接口，该软件能够配 置地理坐标、功率参数、数学算法等。
[0068] 本实用新型中，标签4与各个定位基站5之间的测距原理，如图6所示，该测距过 程包括两次对称测量和一次距离修正：
[0069] 第一次测量由节点1向节点2发送数据包，并接收来自节点2的自动应答，节点1 计算出从发出数据包到接收应答的传播延迟T1，节点2在接收到节点1的数据包时开始计 时，并在返回应答后停止计时，得到节点2的处理延迟T2。
[0070] 第二次测量由节点2向节点1发送包含T2有效信息的数据包，并接收节点的自动 应答，同理，节点2计算出传播延迟T3,节点1计算出自己的处理延迟T4。
[0071] 最后，节点2向节点1发送包含T3有效信息的数据包。节点1根据已知信号传播 速度和获得的4个延迟时间由公式计算出两节点间距离。其中，c为射频的传播速度，约为 光速。
【主权项】
1. 井口提升机检修人员智能安全监控装置，包括计算机、网络路由器、以及在每个检修 层上配置的一套检修人员定位装置； 每个检修层包括一个检修区域和一个检修外围区域，检修区域位于检修外围区域内 侧； 其特征在于，每套检修人员定位装置包括一个网络传输装置、若干个标签和若干个定 位基站；其中： 标签，活动于检修区域和检修外围区域内部； 定位基站，安装于检修区域和检修外围区域内部，用于确定标签的位置； 网络传输装置，用于连接所在检修层上的各个定位基站； 各定位基站将标签发射的数据以及该数据在各个信号覆盖范围内的定位基站上所触 发出来的时间信息，通过网络传输装置传至网络路由器； 网络路由器，用于连接各个网络传输装置，并将来自各网络传输装置的信息汇集后上 传到位于绞车房的计算机上，计算出当前标签的实际位置，并实时显示。
2. 根据权利要求1所述的井口提升机检修人员智能安全监控装置，其特征在于，所述 检修外围区域外侧设置一个检测缓冲区域； 标签活动于检修区域、检修外围区域和所述检测缓冲区域内部。
3. 根据权利要求1所述的井口提升机检修人员智能安全监控装置，其特征在于，所述 定位基站，包括基站处理器模块、基站无线数据收发模块、基站信号放大模块和基站天线； 标签，包括标签处理器模块、标签无线数据收发模块、标签信号放大模块和标签天线。
【专利摘要】本实用新型公开了一种井口提升机检修人员智能安全监控装置。所述安全监控装置包括计算机、网络路由器、以及在每个检修层上配置的一套检修人员定位装置；在每个检修层上至少包括一个检修区域和一个检修外围区域，检修区域位于检修外围区域内侧；每套检修人员定位装置，包括一个网络传输装置、若干个标签和若干个定位基站；网络传输装置，用于连接所在检修层上的各个定位基站；网络路由器，用于将来自各个网络传输装置的信息汇集后传输到位于绞车房的计算机上实现标签定位信息的显示。本实用新型能够准确将检修人员的位置上传到控制室的操车司机处，提高检修作业的安全性。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN204302772
【申请号】CN201420696101
【发明人】白星振, 张照云, 张开如, 高正中
【申请人】山东科技大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年11月19日