专利名称：井下定位系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于井下定位技术领域，特别是一种井下定位系统。
背景技术：
矿井下工作环境恶劣，地质情况复杂，随时可能充斥各种有害气体，透水及冒顶等危险事故也可能随时发生，然而矿井下复杂的环境决定了不是所有的情况都能够采用设备检测或者预计到。所以当矿井出现危险事故时，需要通过井下定位系统准确、快速地掌握井下工作人员的准确位置、环境情况，及时与被困人员沟通信息，以利于高效的抢救被困人员，保证井下工作人员的生命安全。现有的井下定位系统通常包括定位卡、位置信息采集装置和监控设备，定位卡与 位置信息采集装置进行通信，定位卡发送信号给位置信息采集装置，位置信息采集装置再将该信号转发给井上的监控设备，井上监控设备中的管理软件依次轮询位置信息采集器，将定位卡的编号、时间、位置信息采集器编号等数据存储在监控设备中，查询某一编号的井下人员的行走路径时，跟踪与该编号相对应的定位卡所经过的所有位置信息采集器，即可实现对该编号井下人员定位跟踪。但是监控设备轮询位置信息采集器，各位置信息采集器携带的信息数据帧之间存在时延等待，轮询耗时较大，井下定位系统实现的跟踪定位实时性较差，反应速度慢。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有技术存在的井下定位系统实时性较差的问题，提供一种井下定位系统。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为井下定位系统，包括多个RFID射频识别卡、位置信息采集器和监控设备，所述监控设备设置于井上，所述RFID射频识别卡安装于井下人员身上，其特征在于，该井下定位系统还包括数据传输装置，所述数据传输装置设置有CANBUS通信接口，数据传输装置通过CAN总线与位置信息采集器连接，监控设备通过有线方式连接至少一个数据传输装置，每个数据传输装置连接至少一个位置信息采集器，位置信息采集器安装于井下不同位置，位置信息采集器通过无线方式与RFID射频识别卡连接。采用CAN总线进行信息交互，采用数据总线帧听方法，数据传输量大的位置信息采集器优先存储，数据帧之间无需延时等待，数据传输无冲突、无遗漏，数据传输速度快，实时性强。此外，采用总线进行信息交互一台数据传输装置可连接多个(包括两个)位置信息采集器，各个位置信息采集器采用不同的地址。一台数据传输装置可连接多个位置信息采集器，节省设备成本。优选地，所述RFID射频识别卡包括内嵌有ZIGBEE协议栈的无线发送器，位置信息采集器安装于井下不同位置，位置信息采集器采集通过ZIGBEE网络与RFID射频识别卡连接。RFID射频识别卡与位置信息采集器之间通过ZIGBEE技术进行通信，覆盖率高，可实现低功耗、高可靠性、高稳定性的数据传输。[0008]进一步的，所述位置信息采集器包括嵌有RTOS实时操作系统的ARM单片机和RFID射频识别无线接收器，所述RFID射频识别无线接收器与嵌有RTOS实时操作系统的ARM单片机连接。位置信息采集器采用RTOS实时操作系统，实时接收并进行处理RFID射频识别卡发来的信息，使得井下定位系统稳定性提高。进一步的，所述数据传输装置包括嵌有RTOS实时操作系统的ARM单片机。优选地，所述RFID射频识别卡上设有欠压检测器和报警按钮。RFID射频识别卡上设置有欠压检测器，当RFID射频识别卡电源电压较低时，欠压检测器检测到电池电压不足时，RFID射频识别卡向井上监控设备发送欠压信息，以便于井上人员对RFID射频识别卡进行电池更换。RFID射频识别卡上还设置有报警按钮，当井下人员在突遇危险情况下可向井上人员发送报警信息，进行呼救。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是I、本实用新型井下定位系统中，设置有数据传输装置，数据传输装置通过CANBUS总线与位置信息采集器连接，提高了系统数据传输速率，增强了系统时效性，为井下作业安全性提供了保障。2,RFID射频识别卡中无线发送器嵌有ZIGBEE协议栈，通过ZIGBEE技术实现RFID射频识别卡与位置信息采集器之间的通信，覆盖率高，可靠性强，避免了因井下复杂环境而造成的井下定位系统覆盖不足的问题。
图I是本实用新型的结构原理图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图I所示，井下定位系统，包括多个RFID射频识别卡、多个位置信息采集器、多个数据传输装置和监控设备，所述RFID射频识别卡包括以CC2530为核心的无线发送器，所述无线发送器内嵌有ZIGBEE协议栈，所述RFID射频识别卡上设有欠压检测器和报警按钮，一个RFID射频识别卡安装在一个井下工作人员(或移动物体)身上；所述位置信息采集器包括嵌有RTOS实时操作系统的ARM单片机和RFID射频识别无线接收器，多个位置信息采集器安装在井下不同位置，即在一条井下巷道每隔一定距离(如40米)安装位置信息采集器，每两条或两条以上巷道的交接处安装位置信息采集器，位置信息采集器采用RTOS实时操作系统，实时接收并处理RFID射频识别卡发来的信息。所述数据传输装置由嵌有RTOS实时操作系统的ARM单片机和CANBUS通信接口组成，位置信息采集器通过CAN通信接口与数据传输装置连接，采用CAN总线进行信息交互，采用数据总线帧听方法，数据传输量大的位置信息采集器优先存储，数据帧之间无需延时等待，数据传输无冲突、无遗漏，数据传输速度快，实时性强。本实施例中，一个数据传输装置连接位置信息采集器I和位置信息采集器II。所述监控设备包括监控服务器、显示器和短信收发器，显示器和短信收发器分别与监控服务器连接，监控设备内安装有管理软件，所述管理软件实现数据、图像的处理功能，所述短信收发器用于接收来自RFID射频识别卡发出的信息，或者向RFID射频识别卡发送撤离信息，监控设备安装于井上。监控设备中，监控服务器通过绘图工具绘制出井下隧道图，并根据各位置信息采集器的位置，在井下隧道图中标示出各位置信息采集器的位置，存储在监控服务器，并在显示器中显示。RFID射频识别卡发出的信息以无线电波信号的形式传输，由于介质损耗，RFID射频识别卡距离监控设备越远，无线电波信号强度越小，故根据无线电波信号强度可计算出该RFID射频识别卡与位置信息采集设备的距离，结合井下隧道图，可跟踪探测发出信息的RFID射频识别卡所经过的所有位置信息采集器，从而跟踪安装RFID射频识别卡的井下人员的行走路径和位置。使用本实用新型井下定位系统，RFID射频识别卡安装在井下人员(或移动物体)身上，各RFID射频识别卡通过ZIGBEE网络，每隔I秒向其附近的位置信息采集器发送一次该RFID射频识别卡的编号、该RFID射频识别卡的电池电压信息数据；各位置信息采集器接收 其附近的各RFID射频识别卡发来的数据后，将数据转发至数据传输装置；数据传输装置再将数据转发至井上监控设备，监控设备中的管理软件轮询位置信息采集器，将RFID射频识别卡的编号、时间、位置信息采集器编号等数据存储在监控服务器中。通过观测所有接收到同一编号的RFID射频识别卡发来的信息的位置信息采集器，在井下隧道图中找出相应的位置信息采集器图标，即可定位跟踪携带该RFID射频识别卡的井下人员的行走路径，实现定位跟踪功能。RFID射频识别卡上设置有欠压检测器，当RFID射频识别卡电源电压较低时，欠压检测器检测到电池电压不足时，RFID射频识别卡向井上监控设备发送欠压信息，RFID射频识别卡向井上监控设备发送欠压信息，以便于井上人员准备好电源电池待用。RFID射频识别卡上还设置有报警按钮，当井下人员在突遇危险情况下可向井上人员发送报警信息，进行呼救。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.井下定位系统，包括多个RFID射频识别卡、位置信息采集器和监控设备，所述监控设备设置于井上，所述RFID射频识别卡安装于井下人员身上，其特征在于，该井下定位系统还包括数据传输装置，所述数据传输装置设置有CANBUS通信接口，数据传输装置通过CAN总线与位置信息采集器连接，监控设备通过有线方式连接至少一个数据传输装置，每个数据传输装置连接至少一个位置信息采集器，位置信息采集器安装于井下不同位置，位置信息采集器通过无线方式与RFID射频识别卡连接。
2.根据权利要求I所述的井下定位系统，其特征在于，所述RFID射频识别卡包括内嵌有ZIGBEE协议栈的无线发送器，位置信息采集器采集通过ZIGBEE网络与RFID射频识别卡连接。
3.根据权利要求2所述的井下定位系统，其特征在于，所述位置信息采集器包括嵌有RTOS实时操作系统的ARM单片机和RFID射频识别无线接收器。
4.根据权利要求3所述的井下定位系统，其特征在于，所述数据传输装置还包括嵌有RTOS实时操作系统的ARM单片机。
5.根据权利要求2所述的井下定位系统，其特征在于，所述RFID射频识别卡上还设有欠压检测器和报警按钮。
专利摘要本实用新型涉及井下定位技术领域，具体涉及一种井下定位系统，该井下定位系统包括多个RFID射频识别卡、位置信息采集器、监控设备、数据传输装置，监控设备设置于井上，RFID射频识别卡安装于井下人员身上，所述数据传输装置设置有CANBUS通信接口，数据传输装置通过CANBUS总线与位置信息采集器连接，监控设备通过无线方式连接至少一个数据传输装置，每个数据传输装置连接至少一个位置信息采集器，位置信息采集器安装于井下不同位置。本实用新型井下定位系统中，设置有数据传输装置，数据传输装置通过CANBUS总线与位置信息采集器连接，提高了系统数据传输速率，增强了系统时效性，为井下作业安全性提供了保障。
文档编号G06K17/00GK202523089SQ20122019934
公开日2012年11月7日 申请日期2012年5月7日 优先权日2012年5月7日
发明者周步祥, 宋凯, 杨安勇, 罗毅, 赵连兴 申请人:成都常道科技有限责任公司