专利名称：一种矿山井下人员定位和双向寻呼通信方法及专用矿灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矿山井下人员定位和双向寻呼通信方法及专用矿灯，属于矿山安全和矿灯技术领域。
背景技术：
煤炭是我国的基础能源，占我国能源总供给的70%以上，因此煤炭行业在我国国民经济中起着举足轻重的作用，由于我国煤矿装备落后造成事故频发，国发〔2010〕23号 《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》及国家安监总局、煤监局要求煤矿必须完善包括人员定位系统在内的“六大系统”，带有人员定位和双向寻呼功能的矿灯是井下人员定位系统的必备配套产品。目前，煤矿井下人员定位系统使用的人员定位卡，装在一个小盒内(类似于BP机)，由矿工挂在腰带上，同时，矿工必须携带矿灯和自救器，在此基础上又增加了人员定位卡盒子，存在问题是不便于携带，不便于管理，由于人员定位卡小巧， 经常发生他人代卡下井现象；功能单一，背景技术只有人员定位功能，不能实现双向寻呼通信。另外，目前煤矿井下发生灾害事故时，指挥中心一般用电话通知受灾害事故危险区域的人员撤离，只有接电话人才能先得到灾害撤离命令，再由接电话人传达命令，造成传达速度慢，且很难全部通知到每位员工，有可能造成人员伤亡事故。
发明内容
本发明目的是提供一种矿山井下人员定位和双向寻呼通信方法及专用矿灯，携带方便，具有照明、井下人员定位和双向寻呼通信功能，解决背景技术中存在的上述问题。本发明的技术方案是一种矿山井下人员定位和双向寻呼通信专用矿灯，包含灯头组件、电缆组件、蓄电池组件，灯头组件与蓄电池组件通过电缆组件相连接，其特别之处是蓄电池组件包含蓄电池、矿灯壳上盖、矿灯保护器、人员定位卡线路板，由螺栓锁紧装置将矿灯壳上盖和蓄电池固定连接在一起，形成了独立的腔体，人员定位卡线路板和矿灯保护器一并安装在该独立的腔体内并与蓄电池端子用螺栓螺母连接固定；灯头组件上设有主光源，人员定位卡线路板上设有指示灯和呼救开关，采用主光源闪烁与指示灯不同颜色的发光或闪烁，相互组合形成多种寻呼指令信息，实现双向寻呼通信。所说的人员定位卡线路板，包含单片机和与单片机相连的射频电路、天线、指示灯和呼救开关，射频电路与天线一起发射和接收无线信号，单片机处理数据、发出指令，实现灯头组件主光源闪烁与指示灯不同颜色的发光或闪烁的组合，组成了多种寻呼指令。矿灯壳上盖包含指示灯显示窗口盖片和呼救开关窗口盖片，指示灯和呼救开关分别设置在指示灯显示窗口盖片和呼救开关窗口盖片下面对应的位置，所说的指示灯显示窗口盖片为透明结构。矿灯人员定位卡线路板上安装有双向寻呼通信专用的指示灯和呼救开关。人员定位卡线路板和矿灯保护器安装在蓄电池的端子柱上面，用螺母旋紧固定， 直接由蓄电池供电。
蓄电池组件中的蓄电池为人员定位卡线路板和矿灯提供电源，矿灯保护器是公知公用的，对矿灯实施短路保护。所说的灯头组件主光源为LED光源。一种矿山井下人员定位和双向寻呼通信方法，包含如下步骤在矿灯内设置人员定位卡线路板，人员定位卡线路板包含单片机和与单片机相连的射频电路、天线、指示灯和呼救开关，射频电路与天线一起发射和接收无线信号，单片机处理数据并发出指令，控制矿灯主光源闪烁与指示灯不同颜色的发光或闪烁的组合，组成了多种寻呼通信指令；依托井下安装的人员定位系统网络，实现指挥中心和矿灯携带者之间的双向寻呼通信；指挥中心由地面控制计算机通过井下安装的人员定位系统网络，向矿灯携带者发出灾害撤离命令及呼叫命令，在矿灯上形成主光源闪烁和指示灯不同颜色的发光或闪烁，从而矿灯携带者得知命令内容；矿灯携带者，也可以使用矿灯上的呼救开关，向指挥中心发出求救信号，便于救援，实现矿山井下人员定位和双向寻呼通信。本发明技术特点是将矿灯、人员定位卡合二为一，除具有照明和人员定位功能外，还具有双向寻呼通信功能为每个矿工提供了基本的通讯手段，便于矿工携带。本发明的有益效果便于矿工携带，多功能，除具有照明和人员定位功能外，还具有双向寻呼通信功能为每个矿工提供了基本的通讯手段，并对矿工形成有效保护，在灾害发生时，矿工能通过矿灯得到撤离命令及时撤离灾害危险区域，减少人员伤亡；在紧急情况下，矿工还可以向指挥中心发出求救信号，便于救援。该矿灯的应用对于提高煤矿的安全性及在事故救援方面发挥积极主动的作用，对煤矿行业安全生产具有特别重大的意义。
附图1是本发明实施例结构示意附图2是本发明实施例蓄电池组件结构示意图； 附图3是本发明实施例人员定位卡线路板原理框图
图中1-灯头组件，2-电缆组件，3-蓄电池组件，4-人员定位卡线路板，5-矿灯保护器，6-矿灯壳上盖，7-蓄电池，8-主光源，9-指示灯显示窗口盖片，10-呼救开关窗口盖片， 11-指示灯，12-呼救开关。
具体实施例方式以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。一种带有人员定位和双向寻呼通信功能的矿灯，包含灯头组件1、电缆组件2、蓄电池组件3，灯头组件与蓄电池组件通过电缆组件相连接，其特别之处是蓄电池组件包含蓄电池7、矿灯壳上盖6、矿灯保护器5、人员定位卡线路板4，由螺栓锁紧装置将矿灯壳上盖和蓄电池固定连接在一起，形成了独立的腔体，人员定位卡线路板和矿灯保护器一并安装在该独立的腔体内并与蓄电池端子用螺栓螺母连接固定；灯头组件上设有主光源8，人员定位卡线路板上设有指示灯11和呼救开关12，采用主光源闪烁与指示灯不同颜色的发光或闪烁，相互组合形成多种寻呼指令信息，实现双向寻呼通信。所说的人员定位卡线路板，包含单片机和与单片机相连的射频电路、天线、指示灯 11和呼救开关12，射频电路与天线一起发射和接收无线信号，单片机处理数据、发出指令，实现灯头组件主光源闪烁与指示灯不同颜色的发光或闪烁的组合，组成了多种寻呼指令。矿灯壳上盖6包含指示灯显示窗口盖片9和呼救开关窗口盖片10，指示灯和呼救开关分别设置在指示灯显示窗口盖片和呼救开关窗口盖片下面对应的位置，所说的指示灯显示窗口盖片为透明结构。人员定位卡线路板和矿灯保护器安装在蓄电池7的端子柱上面，用螺母旋紧固定，直接由蓄电池供电。所说的灯头组件主光源8为LED光源。工作原理是射频电路和天线发射和接收井下人员定位系统网络的无线信号，单片机处理各种数据、发出指令，通过电子开关控制灯头组件主光源8闪烁和指示灯11不同颜色的发光或闪烁，组成了多种寻呼指令；抠开呼救开关窗口盖片10即可拉开呼救开关 12，通过射频电路上传呼救信息；单片机控制射频电路发射相关定位信息。一种矿山井下人员定位和双向寻呼通信方法，包含如下步骤在矿灯内设置人员定位卡线路板，人员定位卡线路板包含单片机和与单片机相连的射频电路、天线、指示灯和呼救开关，射频电路与天线一起发射和接收无线信号，单片机处理数据并发出指令，控制矿灯主光源闪烁与指示灯不同颜色的发光或闪烁的组合，组成了多种寻呼指令；依托井下安装的人员定位系统网络，实现指挥中心和矿灯携带者之间的双向寻呼通信；指挥中心通过井下安装的人员定位系统网络，向矿灯携带者发出灾害撤离命令及呼叫命令，在矿灯上形成主光源闪烁和指示灯不同颜色的发光或闪烁，从而矿灯携带者得知命令内容；矿灯携带者，可使用呼救开关，向指挥中心发出求救信号，便于救援，实现矿山井下人员定位和双向寻呼通信。更具体的步骤如下
装在矿灯内的人员定位卡线路板在单片机(MCU)的控制下，通过射频电路向外发送矿灯携带者身份信息的射频信号，矿灯携带者当其进入井下人员定位系统网络读卡分站的识别距离内时，其信号被分站接收并上传给地面控制计算机，进行人员定位；
指挥中心由地面控制计算机，可以向矿灯携带者发出不同灾害撤离及呼叫命令，装在矿灯内的人员定位卡线路板，可以通过天线和射频电路接收井下人员定位系统网络读卡分站的发出的信息，单片机(MCU)根据接收的信息内容处理后发出指令，由电子开关控制矿灯主光源闪烁及指示灯不同颜色的发光或闪烁，从而矿灯携带者得知命令内容，并按照相应的避灾路线及时撤离；
在紧急情况下，矿灯携带者可以抠开呼救开关窗口盖片即可拉开呼救开关，单片机通过电子开关控制灯头组件主光源快速闪烁和指示灯11发红光，并通过射频电路及天线发出射频信号，井下人员定位系统网络读卡分站将呼救信号上传至地面控制计算机，指挥中心即可接到矿灯携带者发出的求救信号，方便及时救援。在实施例中，主光源与指示灯不同的组合，代表的指令如下
①报警撤离指令一光源快速闪烁+指示灯红光闪烁组合为火灾或瓦斯撤离命令；
②报警撤离指令二主光源快速闪烁+指示灯绿光闪烁组合为水灾撤离命令；
③呼叫指令主光源慢速闪烁+指示灯红光组合为呼叫命令；
④呼救指示主光源快速闪烁+指示灯红光组合为呼救指示；
⑤工作指示一指示灯绿色(不闪烁)为正常工作指示并在网络覆盖范围内；
⑥工作指示二指示灯红色(不闪烁)为不在网络覆盖范围内；
⑦蓄电池亏电指示主光源慢速闪烁+指示灯绿色。
本发明的使用条件煤矿井下装备井下人员定位系统是前提；井下人员定位系统与本发明的射频收发相匹配。
权利要求
1.一种矿山井下人员定位和双向寻呼通信专用矿灯，包含灯头组件(1)、电缆组件 (2)、蓄电池组件(3)，灯头组件与蓄电池组件通过电缆组件相连接，其特征在于蓄电池组件包含蓄电池(7)、矿灯壳上盖(6)、矿灯保护器(5)、人员定位卡线路板(4)，由螺栓锁紧装置将矿灯壳上盖和蓄电池固定连接在一起，形成了独立的腔体，人员定位卡线路板和矿灯保护器一并安装在该独立的腔体内并与蓄电池端子用螺栓螺母连接固定；灯头组件上设有主光源(8)，人员定位卡线路板上设有指示灯(11)和呼救开关(12)，采用主光源闪烁与指示灯不同颜色的发光或闪烁，相互组合形成多种寻呼指令信息，实现双向寻呼通信。
2.根据权利要求1所述之矿山井下人员定位和双向寻呼通信专用矿灯，其特征在于矿灯上安装有双向寻呼通信专用的指示灯和呼救开关。
3.根据权利要求2所述之矿山井下人员定位和双向寻呼通信专用矿灯，其特征在于所说的人员定位卡线路板，包含单片机和与单片机相连的射频电路、天线、指示灯(11)和呼救开关(12)，射频电路与天线一起发射和接收无线信号，单片机处理数据、发出指令，实现灯头组件主光源闪烁与指示灯不同颜色的发光或闪烁的组合，组成了多种寻呼指令。
4.根据权利要求1或2所述之矿山井下人员定位和双向寻呼通信专用矿灯，其特征在于矿灯壳上盖(6)包含指示灯显示窗口盖片(9)和呼救开关窗口盖片(10)，指示灯和呼救开关分别设置在指示灯显示窗口盖片和呼救开关窗口盖片下面对应的位置，所说的指示灯显示窗口盖片为透明结构。
5.根据权利要求1或2所述之矿山井下人员定位和双向寻呼通信专用矿灯，其特征在于人员定位卡线路板和矿灯保护器安装在蓄电池(7)的端子柱上面，用螺母旋紧固定，直接由蓄电池供电。
6.一种矿山井下人员定位和双向寻呼通信方法，其特征在于包含如下步骤在矿灯内设置人员定位卡线路板，人员定位卡线路板包含单片机和与单片机相连的射频电路、天线、 指示灯和呼救开关，射频电路与天线一起发射和接收无线信号，单片机处理数据并发出指令，控制矿灯主光源闪烁与指示灯不同颜色的发光或闪烁的组合，组成了多种寻呼指令；依托井下安装的人员定位系统网络，实现指挥中心和矿灯携带者之间的双向寻呼通信；指挥中心通过井下安装的人员定位系统网络，由地面控制计算机向矿灯携带者发出灾害撤离命令及呼叫命令，在矿灯上形成主光源闪烁和指示灯不同颜色的发光或闪烁，从而矿灯携带者得知命令内容；矿灯携带者可使用呼救开关，向指挥中心发出求救信号，便于救援，实现矿山井下人员定位和双向寻呼通信。
7.根据权利要求6所述之矿山井下人员定位和双向寻呼通信方法，其特征在于装在矿灯内的人员定位卡线路板在单片机的控制下，通过射频电路向外发送矿灯携带者身份信息的射频信号，矿灯携带者当其进入井下人员定位系统网络读卡分站的识别距离内时，其信号被分站接收并上传给地面控制计算机，进行人员定位；指挥中心由地面控制计算机，可以向矿灯携带者发出不同灾害撤离及呼叫命令，装在矿灯内的人员定位卡线路板，可以通过天线和射频电路接收井下人员定位系统网络读卡分站的发出的信息，单片机根据接收的信息内容处理后发出指令，由电子开关控制矿灯主光源闪烁及指示灯不同颜色的发光或闪烁，从而矿灯携带者得知命令内容，并按照相应的避灾路线及时撤离；在紧急情况下，矿灯携带者可以拉开呼救开关，通过射频电路及天线发出射频信号，井下人员定位系统网络读卡分站将呼救信号上传至地面控制计算机，指挥中心即可接到矿灯携带者发出的求救信号，方便及时救援。
全文摘要
本发明涉及一种矿山井下人员定位和双向寻呼通信方法及专用矿灯，属于矿山安全和矿灯技术领域。技术方案是蓄电池组件包含蓄电池(7)、矿灯壳上盖(6)、矿灯保护器(5)、人员定位卡线路板(4)，灯头组件上设有主光源(8)，人员定位卡线路板上设有指示灯(11)和呼救开关(12)，采用主光源闪烁与指示灯不同颜色的发光或闪烁，相互组合形成多种寻呼指令信息，实现双向寻呼通信。本发明除具有照明和人员定位功能外，还具有双向寻呼通信功能为每个矿工提供了基本的通讯手段，在灾害发生时，矿工能通过矿灯得到撤离命令及时撤离灾害危险区域，减少人员伤亡；在紧急情况下，矿工还可以向指挥中心发出求救信号，便于救援，对煤矿行业安全生产具有特别重大的意义。
文档编号F21W131/402GK102434785SQ20111021941
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月2日 优先权日2011年8月2日
发明者盛桂元 申请人:盛桂元