本發明專利技術提出一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統，屬于煤礦井下通信、監控領域，包括基于WIFI的無線基站、礦用WIFI本安手機、RFID射頻卡和GIS信息系統計算機；RFID射頻卡安裝在礦井重點區域的巷道壁上；基于WIFI的無線基站安裝在井下巷道壁上，并接入井下工業以太環網連接到井上服務器；礦用WIFI手機內置有用于接收RFID射頻卡信息的RFID射頻識別裝置，并將接收到的數據發送至基于WIFI的無線基站，再通過以太網傳輸到井上的GIS信息系統計算機；其不但具有基于WIFI的無線通信系統功能，而且實現了重點區域的高精確人員定位，總體成本也大大低于現有的WIFI無線通信系統和人員定位系統之和。
【技術實現步驟摘要】
一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統
本專利技術涉及一種通信、監控系統，具體是一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統，屬于煤礦井下通信、監控領域。
技術介紹
煤礦井下作業遠離地面，作業環境惡劣，礦井巷道復雜，安全事故時有發生，給井下工作人員的人身安全帶來很大的危害，所以能夠對井下工作人員進行有效的人員定位和通信是非常必要的。井下工作人員的精確定位對井下工作人員至關重要，尤其是在發生井下安全事故時，精確定位可以快速確定受害者所在位置，節省救援時間，因此研究一套井下精確定位系統成為目前急需解決的技術難題。目前井下人員定位系統主要采用人工攜帶RFID射頻卡，并在巷道壁布置RFID射頻卡識別分站的模式。人員定位的精度主要取決于識別分站的布置間距，基于成本和施工的限制，往往識別分站的間距在幾十米甚至百余米，從而造成人員定位的精度較差，因此這種定位技術一般稱之為區域定位；另外目前的人員定位系統存在識別分站中RFID讀寫速度的限制，處理多人同時快速通過讀卡系統的情況時易出現漏讀，并且存在著信號碰撞的問題，所以在人員精確定位的實現上還有一定的距離。井下無線通信系統目前主要以基于WIFI的無線通信系統和基于3G(有向4G過渡的趨勢)的無線通信系統為主，由于WIFI無線通信系統主要工作在2.4G公共頻段且傳輸速率較高，故應用較廣泛。WIFI無線通信系統主要由礦用本安無線終端，如礦用本安WIFI手機及本安PAD和WIFI基站組成，基站布置間距以無覆蓋盲區為準，在平直巷道視距范圍內通過定向天線間隔可以達到數百米，而在巷道拐彎、起伏等非視距范圍內間隔可能為數十米。WIFI基站接入井下工業以太環網，實現井上/下雙向語音甚至視頻信號互聯。目前煤礦生產企業普遍采用同時配備上述人員定位系統和基于WIFI的無線通信系統兩套系統，盡管部分WIFI無線通信系統兼有一定的人員定位功能，但往往也是輔助的區域定位，不能真正取代人員定位系統的功能。兩套系統的使用不但存在成本、施工、管理增多的問題，而且如前所述在精確定位方面效果也不甚理想。
技術實現思路
為了克服上述缺陷，本專利技術提供一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統，能夠實時掌握井下工作人員的具體位置，可以實現重點區域的精確定位，兼有工作人員之間及井下人員和井上人員之間的實時語音或視頻通話功能，實現地面監控中心對井下狀況的實時監控，避免安全事故的發生。本專利技術為了解決其技術問題所采用的技術方案是:一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統，包括基于WIFI的無線基站、礦用WIFI手機、RFID射頻卡和GIS信息系統計算機，所述RFID射頻卡由于成本低廉，可以進行密集部署，尤其在礦井重點區域的巷道壁上可以每隔5米進行安裝；所述基于WIFI的無線基站在保證相鄰基站間無覆蓋盲區的情況下進行適當部署，并接入工業以太網，所述基于WIFI的無線基站每隔IOm-1OOm安裝在井下巷道壁上，并通過光纖連接到井上服務器；所述基于WIFI的無線基站之間通過無線信號或光纖通訊；所述礦用WIFI手機內置有用于接收RFID射頻卡信息的RFID射頻識別裝置，并將接收到的數據發送至基于WIFI的無線基站，基于WIFI的無線基站再通過以太網傳輸到井上的GIS信息系統計算機。優選的，所述RFID射頻識別裝置為被動RFID射頻識別卡。優選的，所述RFID射頻卡為無源識別標簽。優選的，所述礦用WIFI手機為礦用本安WIFI手機。本專利技術的有益效果是:本專利技術集基于WIFI的無線基站，礦用WIFI手機，RFID射頻卡，GIS信息系統計算機為一體，將GIS信息系統計算機設置在地面監控中心；在井下間隔適當距離安裝基于WIFI的無線基站，間隔距離以相鄰兩基站間無覆蓋盲區為準，基于WIFI的無線基站通過礦井工業以太環網與井上服務器連接。在重點區域，即需要精確定位的區域，如掘進工作面巷道，采面順槽巷道，密集布置無源RFID射頻識別卡，工作人員使用內置RFID射頻識別裝置的礦用WIFI手機實時接收最近RFID射頻卡信息，通過無線基站傳輸給以太網絡送入地面帶GIS信息系統的計算機，實現了井下人員的精確定位。對于非重點區域，則直接采用礦用WIFI手機與最近無線基站互相通信的方法實現井下人員的區域定位。工作人員使用礦用WIFI手機通過基于WIFI的無線基站可以實現井上下或任意WIFI手機之間的通信，如遇緊急情況可以及時向地面監控中心匯報，地面監控中心可以及時了解事故發生的具體位置信息，以便及時、快速地采取有效措施進行救援，增加遇難人員生還幾率。本專利技術融合了人員定位系統和WIFI無線通信系統，總體成本相對于現有的基于WIFI的無線通信系統和人員定位系統而言大幅度降低，并且定位精度可以大幅提升，總體實用性高?！靖綀D說明】圖1為本專利技術的電原理框圖?！揪唧w實施方式】下面結合附圖對本專利技術進行進一步的闡述。如圖1所示，一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統，包括基于WIFI的無線基站、礦用WIFI手機、RFID射頻卡和GIS信息系統計算機；所述RFID射頻卡每隔5米安裝在礦井重點區域的巷道壁上；所述基于WIFI的無線基站由防爆箱、電源、無線模塊、天線隔離器和天線組成；所述基于WIFI的無線基站每隔數十至數百米安裝在井下巷道壁上，具體根據井下實際情況進行測試，以相鄰兩基站間無覆蓋盲區為準，并通過工業以太網連接到井上服務器；所述礦用WIFI手機內置有用于接收RFID射頻卡信息的RFID射頻識別裝置，并將接收到的數據發送至基于WIFI的無線基站，基于WIFI的無線基站再通過以太網傳輸到井上的GIS信息系統計算機，GIS信息系統計算機能夠根據得到的數據實現人員的精確定位；同時，系統兼具備WIFI語音與視頻無線通信功能。作為本專利技術的優選方案，所述RFID射頻卡為無源識別卡，密集布置在礦井重點區域，無源RFID射頻識別卡價格低廉，體積小巧，無需電源，可以嵌入巷道壁中長時間工作。當工作人員手持特制礦用本安WIFI手機進入到無源RFID識別卡識別范圍時，WIFI手機會識別無源RFID射頻卡中的信息。工作時，本專利技術由基于WIFI的無線基站構成無線通信的主干網絡；在井下間隔一定距離安裝基于WIFI的無線基站，基于WIFI的無線基站接入井下工業以太環網，連接井上服務器。井下工作人員使用礦用WIFI手機通過基于WIFI通信的無線基站實現和井上的通信。在重點區域，需要精確定位的區域，如掘進工作面巷道，采面順槽巷道密集布置RFID射頻卡，由于礦用本安WIFI手內置RFID射頻識別裝置，當工作人員手持礦用WIFI手機在該區域活動時，可以接收RFID射頻卡信息，將數據發送到無線基站通過以太網傳輸到井上的監控中心中的GIS信息系統計算機，GIS信息系統計算機根據得到的數據對人員進行精確定位。而工作人員在非重點區域工作時，則可以通過礦用本安WIFI手機與最近的基于WIFI通信的無線基站互相通信的方法實現區域定。另外，本專利技術通過礦用WIFI手機可以進行實時通信，如遇緊急情況可以及時向地面監控中心匯報，地面監控中心可以及時了解事故發生的具體位置信息，以便及時、快速地采取有效措施進行救援，增加遇難人員生還幾率。本專利技術融合了 WIFI無線通信系統和人員定位系統，使總體的成本降低很多，實用性高。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統，包括基于WIFI的無線基站、礦用WIFI手機、RFID射頻卡和GIS信息系統計算機，其特征在于：所述RFID射頻卡每隔5m安裝在礦井重點區域的巷道壁上；所述基于WIFI的無線基站每隔10m?100m安裝在井下巷道壁上，并通過光纖連接到井上服務器；所述基于WIFI的無線基站之間通過無線信號或光纖通訊；所述礦用WIFI手機內置有用于接收RFID射頻卡信息的RFID射頻識別裝置，并將接收到的數據發送至基于WIFI的無線基站，基于WIFI的無線基站再通過以太網傳輸到井上的GIS信息系統計算機。
【技術特征摘要】
1.一種礦井人員定位兼無線通信綜合系統，包括基于WIFI的無線基站、礦用WIFI手機、RFID射頻卡和GIS信息系統計算機，其特征在于: 所述RFID射頻卡每隔5m安裝在礦井重點區域的巷道壁上； 所述基于WIFI的無線基站每隔IOm-1OOm安裝在井下巷道壁上，并通過光纖連接到井上服務器；所述基于WIFI的無線基站之間通過無線信號或光纖通訊； 所述礦用WIFI手機內置有用于接收RFID射頻卡信息的RFID射頻識別裝置，并將接收到的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮小龍，李俊霖，張祥忠，李宗為，左慢慢，張劍英，
申請(專利權)人：中國礦業大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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