一种基于超声的井下人员DAS光纤定位系统

本发明涉及井下人员定位，特别涉及一种基于声波探测的井下人员定位方法。

背景技术：

1、对井下人员的位置进行实时监测和追踪，可以在井下作业人员遇到危险时，及时发现遇险人员并施救，能更好的防止意外事故的发生。此外，井下人员定位还可以提高井下作业的效率，节约人力资源，减少管理成本，提高管理水平。

2、现有技术中有超声传感器对进行人员进行定位，如申请号为2013103707202的专利公开了一种基于超声波的井下人员定位和结构监测一体化方法及系统，其采用的具体技术方案是将超声波定位节点呈单列形式设置于井道的顶壁上，超声波定位节点与上位机之间通过线缆通信连接；移动终端由井下作业人员携带，每个移动终端都分配有唯一的识别代码；超声波定位节点通过发射监测频段的超声波信号来实现对井下人员的目标发现，目标发现后，超声波定位节点通过发射通信频段的超声波信号来实现与移动终端之间的通信，移动终端接收到通信频段的超声波信号后，移动终端和超声波定位节点之间进行应答操作，在应答操作过程中，移动终端将对应的识别代码发送给超声波定位节点，超声波定位节点接收到识别代码后，将识别代码发送至上位机，上位机根据超声波定位节点的既定位置和识别代码完成对井下人员的定位和识别。这种定位方式存在以下缺点：

3、一)该定位方式需要工作人员携带移动终端，而移动终端体积大、能耗高，使用不够方便。

4、二)超声波定位节点是没间隔一段距离布置一个，可能存在监控盲区。

5、三)超声波定位节点在有电的情况下才能工作，而一旦井下出现断电情况，则会失去对井下人员定位的功能。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于超声的井下人员das光纤定位系统，以解决对井下人员进行定位的技术问题，并避免现有基于超声波的井下人员定位系统在井下断电时便无法工作的技术缺陷。

2、本发明基于超声的井下人员das光纤定位系统包括沿矿井巷道走向布置的光纤、与光纤连接的das系统、与das系统连接的计算机和向光纤发射固定频率超声波的穿戴式超声装置，所述穿戴式超声装置包括鞋子和设置在鞋子鞋底内利用压电片供电的超声波发生器；

3、所述计算机中存储有井下人员身份信息数据，所述井下人员身份信息数据与对应井下人员的穿戴式超声装置所发射超声波的频率相关联。

4、进一步，所述超声波发生器包括压电片、与压电片连接的储能电容、与储能电容连接的高频振荡电路、与高频震荡电路连接的放大电路和与放大电路连接的音响元件。

5、进一步，所述音响元件为压电陶瓷。

6、本发明的有益效果：

7、1、本发明基于超声的井下人员das光纤定位系统能实现对井下工作人员准确定位，且设置在井下人员鞋底中的超声波发生器不需要设置外部电源，其利用井下人员行走时施加于压电片上的压力来产生电能，并且das光纤在井下断电情况下也能工作，因此本发明避免了现有基于超声波的井下人员定位系统在井下断电时便无法工作的技术缺陷。

8、2、本发明基于超声的井下人员das光纤定位系统将超声波的频率和井下人员的身份关联，不仅实现了对人员的定位，还实现了对人员身份的识别。

9、3、本发明中穿戴式超声装置将超声波发生装置和鞋子融为一体，不仅使用方便，而且解决了为超声波发生器供电的技术问题。

10、4、本发明中光纤沿巷道走向布置，形成了连续、无死角的监测，不仅能全面掌握井下各人员的当前位置，而且通过连续监测还能掌握井下人员的运动轨迹。

技术特征：

1.一种基于超声的井下人员das光纤定位系统，其特征在于：包括沿矿井巷道走向布置的光纤、与光纤连接的das系统、与das系统连接的计算机和向光纤发射固定频率超声波的穿戴式超声装置，所述穿戴式超声装置包括鞋子和设置在鞋子鞋底内利用压电片供电的超声波发生器；

2.根据权利要求1所述的基于超声的井下人员das光纤定位系统，其特征在于：所述超声波发生器包括压电片、与压电片连接的储能电容、与储能电容连接的高频振荡电路、与高频震荡电路连接的放大电路和与放大电路连接的音响元件。

3.根据权利要求2所述的基于超声的井下人员das光纤定位系统，其特征在于：所述音响元件为压电陶瓷。

技术总结
本发明公开了一种基于超声的井下人员DAS光纤定位系统，其包括沿矿井巷道走向布置的光纤、与光纤连接的DAS系统、与DAS系统连接的计算机和向光纤发射固定频率超声波的穿戴式超声装置，所述穿戴式超声装置包括鞋子和设置在鞋子鞋底内利用压电片供电的超声波发生器；所述计算机中存储有井下人员身份信息数据，所述井下人员身份信息数据与对应井下人员的穿戴式超声装置所发射超声波的频率相关联。本发明基于超声的井下人员DAS光纤定位系统能实现对井下工作人员准确定位，且在井下断电情况下也能工作，避免了现有基于超声波的井下人员定位系统在井下断电时便无法工作的技术缺陷。

技术研发人员：袁强,陈结,姜德义,魏立科,蒲源源,任奕玮,张京浩,范劲松
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19