專利名稱：一種用于礦井的下礦人員定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于礦井的下礦人員定位系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)識別和定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于礦井的下礦人員定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]生產(chǎn)安全問題長期以來都是困擾各國煤炭開采的一個(gè)難于解決的棘手問題，而煤礦井下無線定位和通信又是這一問題的癥結(jié)。一套完善的、可靠的井下無線定位和通信系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦地面與井下人員通信，監(jiān)控和調(diào)度井下工作，以及事故發(fā)生后的人員搜救，對于煤礦提高效率，安全生產(chǎn)都是極為重要的。年來國內(nèi)外一直都致力于探索研發(fā)適合煤礦應(yīng)用的無線定位和通信體系。正在研究和已應(yīng)用的煤礦通信系統(tǒng)所采用的主要技術(shù)手段是基于RFID (射頻識別，電子標(biāo)簽)技術(shù)的井下網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的原理是礦井人員攜帶著的RDID發(fā)射一個(gè)簡單的信號，由井下事先布置好的RFID讀取器讀取信號并對其進(jìn)行定位。井下的所有讀取器都有線或無線連接起來組成一個(gè)定位和通信網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中心再跟地面主控室有線連接實(shí)現(xiàn)一個(gè)地面對礦井人員實(shí)時(shí)定位和通信的功能。但在實(shí)際應(yīng)用中， 由于RFID芯片的發(fā)射功率小，導(dǎo)致RFID和讀取器之間的有效讀取距離較小，而且一定要直接可視，故此井下必須鋪設(shè)大量的RFID閱讀器。但是井下環(huán)境惡劣，瓦斯含量高，安裝過多的電子設(shè)備不僅導(dǎo)致通信網(wǎng)絡(luò)架設(shè)和維護(hù)費(fèi)用高，而且還造成安全隱患。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型實(shí)施例的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于礦井的下礦人員定位系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)、快速的將通過攝像頭采取現(xiàn)場圖像信息傳輸至調(diào)度中心，也可與調(diào)度中心或者班組成員之間實(shí)時(shí)語音通訊。而且還具有對下井人員識別、跟蹤、定位和緊急通知功能，下井人員也可在緊急狀況下主動(dòng)通過一鍵式呼叫調(diào)度中心。[0004]為了達(dá)到上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提出的一種用于礦井的下礦人員定位系統(tǒng)是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的[0005]一種用于礦井的下礦人員定位系統(tǒng)，其特征在于所述定位系統(tǒng)包括設(shè)于地面上的服務(wù)器、多個(gè)固定設(shè)置在礦井中的WIFI基站以及下礦人員攜帶的便攜式礦燈；其中，所述WIFI基站與所述服務(wù)器有線連接，所述礦燈包括具有蓄電池組的礦燈本體和通過電纜與所述礦燈本體連接的燈頭，所述礦燈本體內(nèi)設(shè)置有實(shí)現(xiàn)與所述WIFI基站通信的WIFI模塊和控制連接所述WIFI模塊的控制器。[0006]所述便攜式礦燈還包括存儲數(shù)據(jù)的存儲模塊、采集圖像信息的攝像頭模塊、顯示屏和按鍵模組；所述顯示屏和按鍵模組形成所述礦燈本體表面，所述攝像頭模塊設(shè)置在所述燈頭上或所述礦燈本體上；所述存儲模塊、攝像頭模塊、顯示屏和按鍵模組均與所述控制器相連接。[0007]所述攝像頭模塊包括嵌裝在所述礦燈本體的殼體表面的鏡頭以及設(shè)于所述殼體內(nèi)的CCD模塊，所述CCD模塊與所述控制器相連接。3[0008]所述礦燈本體中還設(shè)置有拾音器，所述拾音器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述控制器連接，所述殼體對應(yīng)所述拾音器的位置形成有拾音孔。[0009]所述礦燈本體中還設(shè)置有揚(yáng)聲器，所述揚(yáng)聲器通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器與所述控制器連接，所述殼體對應(yīng)所述揚(yáng)聲器的位置形成有揚(yáng)聲孔。[0010]所述礦燈本體上還設(shè)置有實(shí)現(xiàn)有線通訊的USB通信接口，所述USB通信接口與所述控制器相連接。[0011]所述礦燈本體內(nèi)還設(shè)置有分別與所述控制器和蓄電池組相連的電源管理電路。[0012]本實(shí)用新型公開了一種用于礦井的下礦人員定位系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果礦燈作為一個(gè)便攜終端，能夠?qū)崟r(shí)、快速的將通過攝像頭采取現(xiàn)場圖像信息以及聲音信息傳輸至調(diào)度中心，而且還具有對下井人員識別、跟蹤、定位和緊急通知功能。通過調(diào)度中心內(nèi)服務(wù)器實(shí)時(shí)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理，加強(qiáng)了礦業(yè)企業(yè)的現(xiàn)代化、信息化管理。[0013]
[0014]通過
以下結(jié)合附圖對其示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，本實(shí)用新型上述特征和優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚和容易理解。[0015]圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例下礦人員定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0016]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例便攜礦燈終端的結(jié)構(gòu)示意圖；[0017]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例便攜礦燈終端的電路結(jié)構(gòu)示意圖。[0018]具體實(shí)施方式
[0019]
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解[0020]如圖1-3所示，標(biāo)號分別表示礦燈本體I、殼體2、燈頭3、控制器4、存儲模塊5、蓄電池組6、WIFI模塊7、操作鍵盤8、拾音器9、揚(yáng)聲器10、USB通信接口 11、(XD圖像傳感器 12、顯示屏13、顯示屏開關(guān)14、線纜15、鏡頭16、拾音孔17、揚(yáng)聲器孔18、電源管理電路19、 模數(shù)轉(zhuǎn)換器20、數(shù)模轉(zhuǎn)換器21、WIFI基站22、服務(wù)器23。[0021]參見圖1-3，本實(shí)用新型實(shí)施例提出一種下礦人員定位系統(tǒng)，主要由便攜式礦燈終端、WIFI基站22和服務(wù)器23組成，其中[0022]一、便攜式礦燈終端[0023]便攜式礦燈終端主要包括礦燈本體I和燈頭3兩部分，燈頭3和礦燈本體I之間通過線纜15連接。[0024]礦燈本體I主要由殼體2、控制器4、存儲模塊5、蓄電池組6、WIFI模塊7、按鍵模組、語音通訊組件、USB通信接口 11、攝像頭模塊12和顯示屏13組成。[0025]攝像頭模塊主要包括鏡頭16與CXD圖像傳感器12組成。鏡頭16嵌裝并外露于殼體2表面上，CXD圖像傳感器12與控制器4相連接，用于實(shí)現(xiàn)圖像信息和視頻信息的采集。[0026]WIFI模塊7與控制器4相連接，可以與井下的WIFI基站22通信，由此控制器4通過WIFI模塊7和WIFI基站22之間的通信把數(shù)字信號通過上傳至地面調(diào)度中心的服務(wù)器 23中，實(shí)現(xiàn)下井人員與地面調(diào)度的通信聯(lián)絡(luò)。使礦燈作為一個(gè)便攜終端能夠?qū)崟r(shí)、快速的將信息傳輸至服務(wù)器23，無需進(jìn)行繁瑣的布線，擺脫了傳統(tǒng)線纜對終端的限制，使之?dāng)?shù)據(jù)傳輸方便快捷，提高了井下異常狀況處理的效率。[0027]語音通訊組件主要包括揚(yáng)聲器拾音器9和揚(yáng)聲器10組成，二者均固定安裝在殼體2內(nèi)，殼體2上對應(yīng)拾音器9和揚(yáng)聲器10還形成有用于聲波通過的拾音孔17和揚(yáng)聲器孔 18。所述拾音器9通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器20與所述控制器4連接，所述揚(yáng)聲器10通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器21與所述控制器4連接，用于實(shí)現(xiàn)音頻信號的采集和播放，以及音頻信號通過WIFI模塊 7進(jìn)行的無線發(fā)送和接受。[0028]存儲模塊5設(shè)置在殼體2內(nèi)，與控制器4相連接，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和讀取。[0029]蓄電池組6設(shè)置在殼體2內(nèi)，給整個(gè)礦燈提供電能，為了保證礦下使用的安裝和便攜，蓄電池組6采用鋰電池?？刂破?通過電源管理電路19控制連接蓄電池組6，以提高電池的續(xù)航性能，以及對于電池的電路進(jìn)行管理。[0030]顯示屏13采用嵌裝在殼體2表面上的LCD屏，用來顯示控制器4所提供的礦燈本身的各個(gè)參數(shù)以及控制器23發(fā)送的信息。[0031]按鍵模組的控制模塊與控制器4相連接，用于實(shí)現(xiàn)相應(yīng)開關(guān)量的輸入。其主要包括操作鍵盤8和顯示屏開關(guān)14兩部分組成。操作鍵盤8上主要實(shí)現(xiàn)如下功能控制顯示屏 13顯示內(nèi)容、燈頭3照明的啟閉、語音通訊的建立和切斷、攝像模塊的啟閉。而顯示屏開關(guān) 14則用來打開和關(guān)閉顯示屏13的背光。[0032]USB通信接口 11用于實(shí)現(xiàn)與其他電子產(chǎn)品或PC機(jī)的USB有線通訊，以便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移動(dòng)、存儲和相關(guān)程序的下載升級。[0033]二、WIFI基站22和服務(wù)器23[0034]WIFI基站22和服務(wù)器23之間通過網(wǎng)線連接，而WIFI基站22則提供了基于 IEEE802. 11無線局域網(wǎng)(Wi-Fi)的無線信號傳輸方案。目前，在實(shí)際應(yīng)用中也已經(jīng)提出了許多基于WIFI網(wǎng)絡(luò)的定位方案，如測量接收信噪比(SNR)，以及使用更廣泛的接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)等等。由于此類定位技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識，因此在本文不在詳細(xì)描述。[0035]承上述，本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的下礦人員定位系統(tǒng)主要具有如下功能[0036]I、通過設(shè)置WIFI模塊，可以與井下WIFI基站22通信，實(shí)現(xiàn)下井人員與地面調(diào)度的通信聯(lián)絡(luò)以及班組人員之間的通話，使礦燈作為一個(gè)便攜終端能夠?qū)崟r(shí)、快速的將信息傳輸至服務(wù)器，無需進(jìn)行繁瑣的布線，擺脫了傳統(tǒng)線纜對終端的限制，使之?dāng)?shù)據(jù)傳輸方便快捷，提聞了井下作業(yè)的效率；[0037]2、可基于WIFI定位技術(shù)對于礦燈終端的位置進(jìn)行定位，并結(jié)合攝像頭模塊12所采集的視頻圖像信息，可準(zhǔn)確掌握該礦燈終端的準(zhǔn)確位置，通過礦燈中綁定的唯一 ID確定終端身份，由此服務(wù)器可掌握礦下全部礦工每一時(shí)刻在井下的位置，以保證礦工的安全。不僅如此，還可結(jié)合井上WIFI基站22以及相關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)考勤、進(jìn)出入管理、充電時(shí)長管理等功能，加強(qiáng)了礦業(yè)企業(yè)的現(xiàn)代化、信息化管理；[0038]3、通過設(shè)置揚(yáng)聲器和拾音器，基于WIFI技術(shù)來實(shí)現(xiàn)和調(diào)度的語音通信。按下對講按鈕時(shí)，向調(diào)度發(fā)起語音通訊，匯報(bào)井下情況；收到調(diào)度語音指令后，揚(yáng)聲器自動(dòng)循環(huán)播放調(diào)度指令。并且通過設(shè)計(jì)呼叫按鈕，在發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，可以一鍵式呼叫調(diào)度。[0039]4、通過設(shè)置顯示屏，當(dāng)收到調(diào)度文字信息時(shí)，會顯示在屏幕上，并進(jìn)行閃光提示。[0040]本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以理解，本實(shí)用新型以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例之一。為篇幅限制，這里不能逐一列舉所有實(shí)施方式，任何可以體現(xiàn)本實(shí)用新型權(quán)利要求技術(shù)方案的實(shí)施，都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。[0041]需要注意的是，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
僅限于此，在上述實(shí)施例的指導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)或者變形落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于礦井的下礦人員定位系統(tǒng)，其特征在于所述定位系統(tǒng)包括設(shè)于地面上的服務(wù)器、多個(gè)固定設(shè)置在礦井中的WIFI基站以及下礦人員攜帶的便攜式礦燈；其中，所述WIFI基站與所述服務(wù)器有線連接，所述礦燈包括具有蓄電池組的礦燈本體和通過電纜與所述礦燈本體連接的燈頭，所述礦燈本體內(nèi)設(shè)置有實(shí)現(xiàn)與所述WIFI基站通信的WIFI模塊和控制連接所述WIFI模塊的控制器。
2.如權(quán)利要求I所述的一種用于礦井的下礦人員定位系統(tǒng)，其特征在于，所述便攜式礦燈還包括存儲數(shù)據(jù)的存儲模塊、采集圖像信息的攝像頭模塊、顯示屏和按鍵模組；所述顯示屏和按鍵模組形成所述礦燈本體表面，所述攝像頭模塊設(shè)置在所述燈頭上或所述礦燈本體上；所述存儲模塊、攝像頭模塊、顯示屏和按鍵模組均與所述控制器相連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種用于礦井的下礦人員定位系統(tǒng)，其特征在于所述攝像頭模塊包括嵌裝在所述礦燈本體的殼體表面的鏡頭以及設(shè)于所述殼體內(nèi)的CCD模塊，所述CXD模塊與所述控制器相連接。
4.如權(quán)利要求3所述的一種用于礦井的下礦人員定位系統(tǒng)，其特征在于所述礦燈本體中還設(shè)置有拾音器，所述拾音器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述控制器連接，所述殼體對應(yīng)所述拾音器的位置形成有拾音孔。
5.如權(quán)利要求4所述的一種用于礦井的下礦人員定位系統(tǒng)，其特征在于所述礦燈本體中還設(shè)置有揚(yáng)聲器，所述揚(yáng)聲器通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器與所述控制器連接，所述殼體對應(yīng)所述揚(yáng)聲器的位置形成有揚(yáng)聲孔。
6.如權(quán)利要求4所述的一種用于礦井的下礦人員定位系統(tǒng)，其特征在于所述礦燈本體上還設(shè)置有實(shí)現(xiàn)有線通訊的USB通信接口，所述USB通信接口與所述控制器相連接。
7.如權(quán)利要求6所述的一種用于礦井的下礦人員定位系統(tǒng)，其特征在于所述礦燈本體內(nèi)還設(shè)置有分別與所述控制器和蓄電池組相連的電源管理電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于礦井的下礦人員定位系統(tǒng)，其特征在于所述定位系統(tǒng)包括設(shè)于地面上的服務(wù)器、多個(gè)固定設(shè)置在礦井中的WIFI基站以及下礦人員攜帶的便攜式礦燈；其中，所述WIFI基站與所述服務(wù)器有線連接，所述礦燈包括具有蓄電池組的礦燈本體和通過電纜與所述礦燈本體連接的燈頭，所述礦燈本體內(nèi)設(shè)置有實(shí)現(xiàn)與所述WIFI基站通信的WIFI模塊和控制連接所述WIFI模塊的控制器。其優(yōu)點(diǎn)是將礦燈作為一個(gè)便攜終端，能夠?qū)崟r(shí)、快速的將通過攝像頭采取現(xiàn)場圖像信息以及聲音信息傳輸至調(diào)度中心，而且還具有對下井人員識別、跟蹤、定位和緊急通知功能。
文檔編號H04W4/02GK202818611SQ20122051308
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者張朝平, 景杰 申請人:上海山源電子電氣科技發(fā)展有限公司