专利名称：跟踪定位系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种跟踪定位系统，特别是一种基于射频识别(Radio Frequency Identification,以下简称RFID)技术的煤矿井下人员跟踪定位系 统。
背景技术：
近年来，随着国家对煤矿安全的日益重视和监管力度的不断加强，我国大 中型煤矿及众多乡镇小煤矿均已大量装备了煤矿安全生产监控系统，极大地改 善了我国煤矿安全生产状况，有效遏制了重特大瓦斯煤尘爆炸事故的发生。但 是，矿难的不断发生和抢险救灾的不力，暴露出目前监控系统的弊端监控系 统对入井人员管理困难，地面与井下人员的信息沟通不及时，地面人员难以及 时准确的掌握井下人员的分布及作业情况，矿井管理部门不能实时的进行精确 人员定位和跟踪， 一旦矿井发生坍塌等事故，抢险救灾、安全救护的效率低， 搜救效果差，从而造成了矿工人身生命和财产的巨大损失。因此，煤矿现场对 利用相应的矿井人员跟踪定位系统，全天候对煤矿入井人员进行实时自动跟踪 定位和考勤，随时掌握每个矿员工在井下的位置以及活动轨迹等情况是非常有 必要的。
实用新型内容
本实用新型提供一种跟踪定位系统，用以解决煤矿现场对井下人员跟踪定 位的问题，实现对井下人员进行实时自动跟踪定位和考勤，以便随时掌握井下 人员的位置、活动轨迹以及全矿井人员的位置分布情况。
本实用新型通过一些实施例提供了如下的技术方案提供一种跟踪定位系 统，包括发送携带有识别信息的射频信号的无源射频识别标签，所述无源射频 识别标签通过与处理所述射频信号并提取所述识别信息的采集终端无线连接， 所述采集终端通过数据接口与根据所述识别信息对井下人员信息进行监控和 管理的监控中心通信连接。
本实用新型跟踪定位系统的一些实施例基于RFID技术，使得在煤矿现场 能够对井下人员进行实时的跟踪定位，以便随时掌握井下人员的位置、活动轨 迹以及全矿井人员的位置分布情况，提高了矿井灾难发生后的搜救效率。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明。
图1为本实用新型跟踪定位系统的第一实施例的结构示意图； 图2为本实用新型跟踪定位系统的第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图l所示，为本实用新型跟踪定位系统的第一实施例的结构示意图。本 实施例包括发送携带有识别(Identification,以下简称ID )信息的射频信号 的无源RFID标签40，无源RFID标签40与处理上述射频信号并提取上述识别 信息的采集终端30无线连接，采集终端30通过数据接口 20与根据上述识别 信息对井下人员信息进行监控和管理的监控中心10通信连接。
本实施例中的无源RFID标签40接收到釆集终端30发出的射频信号后， 将部分射频信号转化为直流电供自己工作，其特点是免维护和方便携带。无源 RFID标签40工作频段选用超高频频段，即915MHz左右频率段，具有保存数据 量大和识别距离远等特点，能够适应目标物体高速运动。由于广播发送射频信 号的方式中的无源RFID标签4 0必须不停地向外发送射频信号信息，既费电， 又容易造成电磁污染，而且系统不具备安全保密性，因此，为了达到安全、无 污染的目的，本实施例采用了反射调制发送射频信号的方式，其原理是系统 工作时，采集终端30发出射频信号，无源RFID标签40将部分接收到的射频 信号转化为直流电激活无源RFID标签40内的电路工作，另一部分射频信号被 无源RFID标签40内保存的ID信息调制后反射回采集终端30。采集终端30 接收到反射回的调制信号后，从中解析出无源RFID标签保存的ID信息。发送 到监控中心，完成预设的系统功能，从而实现目标的自动化管理。
本实施例基于无源RFID技术，使得在煤矿现场能够对井下人员进行实时 的跟踪定位，以便随时掌握井下人员的位置、活动轨迹以及全矿井人员的位置 分布情况，提高了矿井灾难发生后的搜救效率。
如图2所示，为本实用新型跟踪定位系统的第二实施例的结构示意图。与 上一实施例相比，监控中心10包括监控主机ll，与数据接口 20通信连接，如 具体可以通过RS232总线与数据接口 20通信连接，用于在其屏幕上直观动态 显示井下人员的分布情况，实现对井下人员信息的自动化管理，使管理人员一 目了然。数据接口 20包括分别与监控中心10和采集终端30通信连接的通信 处理板21,用于对接收到的信号进行转换，自动存储监测数据信息，同时将重 码的信息进行判定和过滤，接收监控中心10的射频信号，并向监控中心IO传 送采集终端30所处理后的ID信息；通信处理板21连接电源板22。数据接口20通过工业总线与采集终端30连接，上述工业总线可以为RS485总线。采集 终端30包括信息处理板31,信息处理板31与射频(Radio Frequency,以下 简称RF )天线32无线连接，用于接收数据接口 20传送的射频信号和无源RFID 标签40发送的ID信息，并对上述ID信息进行处理后发送。每个采集终端30 配置2 ~ 4个RF天线32,优选为2个。
本实施例中的监控中心10还可以包括通过集线器12与监控主机11连接 的网络终端13,用于对井下人员监测信息进行网上共享。监控中心10还可以 进一步包括与监控主机11连接的用于网络浏览的服务器14，监控主机11连接 一不间断电源(Uninterruptiable Power Supply,以下简称UPS) 15，在交流 电源停电后，上述UPS电源15能够继续维持监控中心IO正常运行。
采集终端30还可以包括控制模块33,与所述信息处理板31连接，用于实 现对射频信号的收发过程和内容进行控制。经过信息处理板31处理之后的射 频信号，由RS485总线经过数据接口 20上传到地面的监控中心10。采集终端 30还可以包括与信息处理板31连接的防爆兼本安电源34,用于完成供电、断 电保护功能。
本实用新型跟踪定位系统的实施例能够实现井下人员及设备的安全监测 工作。在井口、作业面的交叉道口安装采集终端30,入井工作人员按照要求佩 戴安装无源RFID标签40的腰带，或佩戴封装有无源RFID标签40的安全帽。 采集终端30的RF天线32通过固定频率(850 ~ 95謹Hz )的射频载波向无源RFID 标签40传送信号，无源RFID标签40进入RF天线32的工作区域后^^皮激活， 并将携带有井下人员个人信息的射频信号经无源RFID标签40中的被动接收式 卡片发射出去；RF天线32接收到无源RFID标签40发来的射频信号，经过处 理后，提取出个人信息，通过RS485总线送至井上监控中心lO的监控主机ll，
监控主机11记录井下人员经过的地点、经过的时间、以及活动轨迹等实时监 测信息。此外，监控主机11还可自动生成井下人员考勤作业的统计与管理等 方面的报表资料，提高了管理效益。监控中心10还可以配置打印机，主要用 来打印上述报表资料。
本实施例集成了技术含量高的RFID技术，采用了半双工无线数据通信， 监控中心IO、数据接口 20、采集终端30和无源RFID标签40采用隔爆兼本质 安全型设计，具有信号穿透力强、安全保密性能高、对人体无电磁污染、环境 适应性强、可同时识别多人(无源RFID标签)、以及便于井下网络连接和数字 传输等性能优点。
与上一实施例相比，本实用新型跟踪定位系统的第三实施例的结构中， RS485总线还替换为控制器局域网络(Controller Area Net,以下简称CAN) 总线。与RS485总线相比，CAN总线具有突出的可靠性、实时性和灵活性。CAN
总线具有多主节点的网络特性、总线利用率高、数据传输速度快、可扩充性好、 通讯距离长、可靠的错误处理和检错机制、个别节点失效并不影响整个通讯网 络的运行、以及实时性好等优点。此外，CAN总线的全双工无线数据通信弥补 了 RS485总线的半双工数据通信的缺陷，不仅能够实现井下人员位置信息的上 传，还可以实时修改井下釆集终端的信息。
与上一实施例相比，本实施例采用了可靠的全双工无线数据通信，具有作 用距离远、可任意调整系统的识别范围、识别无"盲区"等优点。
本实用新型跟踪定位系统的上述实施例能够根据记录下来的历史数据信 息，如井下人员经过的地点、经过的时间、以及活动轨迹等，实时地掌握井 下人员及重要设备的分布情况， 一旦出现矿井突难，可以立即对现场被困人员 进行定位和搜寻工作，以便于及时、有效地进行救护工作。
本实用新型跟踪定位系统的上述实施例极大地满足了实时掌握煤矿入井 人员的动态分布以及安全管理的需要，可以实现考勤管理以及快速指导矿井突 发性事故的救护工作。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对
其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通 技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，
或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技
术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1、一种跟踪定位系统，其特征在于包括发送携带有识别信息的射频信号的无源射频识别标签，所述无源射频识别标签通过与处理所述射频信号并提取所述识别信息的采集终端无线连接，所述采集终端通过数据接口与根据所述识别信息对井下人员信息进行监控和管理的监控中心通信连接。
2、 根据权利要求l所述的跟踪定位系统，其特征在于所述数据接口包括 对接收到的射频信号进行转换的通信处理板，分别与所述监控中心和采集终端 通信连接。
3、 根据权利要求1或2所述的跟踪定位系统，其特征在于所述监控中心 包括显示和管理井下人员信息的监控主机，所述监控主机与所述数据接口通信 连接。
4、 根据权利要求3所述的跟踪定位系统，其特征在于所述监控中心还包 括对井下人员监测信息进行网上共享的网络终端，所述网络终端通过集线器与 所述监控主机连接。
5、 根据权利要求4所述的跟踪定位系统，其特征在于所述监控中心还包 括与所述监控主机连接的用于网络浏览的服务器，所述服务器连接一不间断电 源。
6、 根据权利要求1或2所述的跟踪定位系统，其特征在于所述数据接口 通过工业总线与所述采集终端通信连接。
7、 根据权利要求1或2所述的跟踪定位系统，其特征在于所述采集终端 包括信息处理板，所述信息处理板与射频天线无线连接。
8、 根据权利要求7所述的跟踪定位系统，其特征在于采集终端还包括对 射频信号的收发过程和内容进行控制的控制模块，与所述信息处理板连接。
9、根据权利要求8所述的跟踪定位系统，其特征在于所述采集终端还包 括与所述信息处理板连接的防爆兼本安电源。
专利摘要本实用新型通过若干实施例公开了一种跟踪定位系统，包括发送携带有识别信息的射频信号的无源射频识别标签，所述无源射频识别标签通过与处理所述射频信号并提取所述识别信息的采集终端无线连接，所述采集终端通过数据接口与根据所述识别信息对井下人员信息进行监控和管理的监控中心通信连接。本实用新型的实施例基于无源RFID技术，使得在煤矿现场能够对井下人员进行实时的跟踪定位，以便随时掌握井下人员的位置、活动轨迹以及全矿井人员的位置分布情况，提高了矿井灾难发生后的搜救效率。
文档编号G01S13/00GK201060267SQ200720169928
公开日2008年5月14日 申请日期2007年7月27日 优先权日2007年7月27日
发明者波 刘 申请人:北京华大恒泰科技有限责任公司