CN111315010A - 管廊人员定位*** - Google Patents

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倪娜
杨帆
马玉林
王旭
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Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement
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    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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Abstract

本发明公开了一种管廊人员定位***，包括定位节点设备、定位接收设备和服务端，定位节点设备发送电磁波，电磁波被定位接收设备接收；定位接收设备通过无线网络发送电磁波计算数据到服务端；服务端根据电磁波计算数据计算定位接收设备的位置后，通过无线网络发送位置到定位节点设备和定位接收设备。本发明提出的技术方案通过毫米波雷达传感技术、定位分析技术、无线接收技术，建立起一套管廊人员定位***，适用于地下综合管廊中工作人员定位，解决了人员入廊后无法实时获取位置的问题。

Description

管廊人员定位***
技术领域
本发明属于导航定位领域，具体涉及一种管廊人员定位***，通过毫米 波雷达传感技术、定位分析技术、无线接收技术，建立起一套管廊人员定位 ***，适用于地下综合管廊中工作人员定位。
背景技术
地下综合管廊就是地下城市管道综合走廊，即在城市地下建造 一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管 线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测***，实施统一规 划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施 和“生命线”。
地下综合管廊已经成为了未来城市新建管网的主要手段，到2020年，建 成一批具有国际先进水平的地下综合管廊并投入运营，使得反复开挖地面的 “马路拉链”问题明显改善，管线安全水平和防灾抗灾能力明显提升，逐步 消除主要街道蜘蛛网式架空线，城市地面景观明显好转。
地下综合管廊一般分为干线综合管廊、支线综合管廊和缆线沟，本*** 适用于可以有人员进入的干线综合管廊与支线综合管廊。这两类管廊多建设 于地下5-10米深，分为多个舱室，不同类型的管线敷设在不同舱室内。由于 管廊为重要的地下基础设施，一旦管廊或管廊中的管线出现问题，都会使国 家财产与人民的生命安全受到重大威胁。因此管廊在后期运营时，会要求管 廊管理单位进行定期巡检，及时发现问题，防止危险发生。
目前的管廊巡检方式主要通过人工方式进行，但由于管廊长度长、舱室 多、通讯难，一旦人员入廊后就很难获知人员位置，因此需要一种管廊人员 定位***对入廊人员的位置进行反馈和处理，保证入廊人员的安全。
有鉴于此，本发明提供一种管廊人员定位***，***基于毫米波雷达传感 器技术、无线通信技术和定位分析技术，以解决管廊人员在管廊中的定位问题。
发明内容
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种管廊人员定位***，包括定位节点设备、定位接收设备和服务端，定 位节点设备发送电磁波，电磁波被定位接收设备接收；定位接收设备通过无线 网络发送电磁波计算数据到服务端；服务端根据电磁波计算数据计算定位接收 设备的位置后，通过无线网络发送位置到定位节点设备和定位接收设备。
进一步地，定位节点设备设置在防火门的两侧，通过防火门的开关触发定 位节点设备的开启；定位节点设备开启后，以固定的时间间隔发送电磁波信号。
进一步地，定位节点设备包括主控制器、存储模块、电源管理模块、毫米 波雷达传感器接口、无线传输模块接口、无线传输模块、毫米波雷达传感器和 天线；主控制器控制毫米波雷达传感器发送电磁波；主控器控制无线传输模块 与服务端进行通信。
进一步地，定位接收设备包括主控制器、存储模块、电源管理模块、无线 传输模块接口、显示模块、雷达天线和无线传输模块；雷达天线接收到定位节 点设备发送的电磁波后，主控制器进行信号分析处理得到电磁波计算数据后， 控制无线传输模块通过无线网络将电磁波计算数据传输到服务端。
本发明的有益效果如下：
本发明提出的管廊人员定位***通过设置定位节点设备、定位接收设备和 服务端，使得管廊人员通过定位接收设备接收定位节点设备发送的电磁波信号， 并反馈到服务端，从而达到管廊人员定位的目的，解决了人员入廊后无法实时 获取位置的问题。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例的一种管廊人员定位***的示意图；
图2为本发明实施例的一种管廊人员定位***定位节点设备的示意图；
图3为本发明实施例的一种管廊人员定位***定位接收设备的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明所述的一种管廊人员定位***，进行详细 说明，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种管廊人员定位***，如图1所示，包括定位节点设备、定位接收设备 和服务端，定位节点设备发送电磁波，电磁波被定位接收设备接收；定位接收 设备通过无线网络发送电磁波计算数据到服务端；服务端根据电磁波计算数据 计算定位接收设备的位置后，通过无线网络发送位置到定位节点设备和定位接 收设备。
在一个具体的实施例中，在地下综合管廊进行了无线网络覆盖后，将定位 节点设备和定位接收设备接入到无线网络中。如图1所示，在地下综合管廊每 个管舱的每个防火分区中安装两个定位节点设备，方向相对，在获知管廊内有 人员行走后启动人员定位探测；定位接收设备作为信号接收装置。
定位节点设备设置在防火门的两侧，通过防火门的开关触发定位节点设备 的开启；定位节点设备开启后，以固定的时间间隔发送电磁波信号。定位节点 设备包括主控制器、存储模块、电源管理模块、毫米波雷达传感器接口、无线 传输模块接口、无线传输模块、毫米波雷达传感器、天线和外壳；主控制器控 制毫米波雷达传感器发送电磁波；主控器控制无线传输模块与服务端进行通信。
在一个可选的实施例中，定位节点设备安装在每个防火分区的防火门上， 防火门的两侧各安装一个定位节点设备，设备命名为水舱防1-1与水舱防1-2， 并接入到管廊覆盖的无线网络中。当人员进入到该防火分区时，通过门的开关 触发设备的开启。设备开启后，开始控制设备进行电磁波信号发送，发送频率 固定为5秒发送一次。
如图2所示，主控制器负责控制外设协调有序工作并提供数据分析处理功 能，具体表现为控制毫米波雷达传感器发送电磁波以及相应逻辑控制。电源管 理模块负责提供多路稳压直流电源输出，满足各个功能模块正常工作需要，同 时也实现电源高效管理，尽可能的降低***功耗，延长电池续航时间。存储模 块存储传感器数据信息、电量信息以及配置信息等，可避免设备掉电以后数据 丢失。毫米波雷达传感器RS485接口用于有线连接雷达发射器，该发射器用于 发送电磁波。无线传输模块主要负责数据的传输，选用WIFI无线模块，主要 用来接入到管廊已有的无线网络中，与服务端进行通信。
需要进行说明的是，主控制器是整个硬件电路设计的中枢，主控制器需要 选用增强型微控制器，因其包含较大闪存和RAM，便于主控制器对各个其他模 块所传数据的数据处理，并产生各种控制信号。存储模块采用串行接口FLASH 存储芯片，因传感数据获取、存储、控制信息等均需大量数据，具有快速擦除 特性，可进行块、区、页的读写功能，用于存储采集的距离数据、上位机配置 信息以及电池电量信息等。
如图3所示，定位接收设备包括主控制器、存储模块、电源管理模块、无 线传输模块接口、显示模块、雷达天线和无线传输模块；雷达天线接收到定位 节点设备发送的电磁波后，主控制器进行信号分析处理得到电磁波计算数据后， 控制无线传输模块通过无线网络将电磁波计算数据传输到服务端。
需要进行说明的是，主控制器负责控制外设协调有序工作并提供数据分析 处理功能，具体表现为当雷达接收天线接收到定位节点设备发送来的电磁波后， 进行信号分析处理，通过无线网络将电磁波计算数据传输到服务端，服务端通 过计算获得实时位置。电源管理模块负责提供多路稳压直流电源输出，满足各 个功能模块正常工作需要，同时也实现电源高效管理，尽可能的降低***功耗， 延长电池续航时间。存储模块存储传感器数据信息、电量信息以及配置信息等， 可避免设备掉电以后数据丢失。无线传输模块主要负责数据的传输，选用WIFI 无线模块，主要用来接入到管廊已有的无线网络中，与服务端进行通信。主控 制器是整个硬件电路设计的中枢，主控制器需要选用增强型微控制器，因其包含较大闪存和RAM，便于主控制器对各个其他模块所传数据的数据处理，并 产生各种控制信号。存储模块采用串行接口FLASH存储芯片，因传感数据获 取、存储、控制信息等均需大量数据，具有快速擦除特性，可进行块、区、页 的读写功能，用于存储采集的距离数据、上位机配置信息以及电池电量信息等。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、 “宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位 或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简 化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的 方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相 对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第 二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多 个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、 “固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接， 或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过 中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系， 除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理 解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或 “下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接 触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二 特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征 在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下 方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、 “具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、 结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中， 对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的 具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的 方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书 中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例 是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的 范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种管廊人员定位***，其特征在于，包括定位节点设备、定位接收设备和服务端，所述定位节点设备发送电磁波，所述电磁波被定位接收设备接收；所述定位接收设备通过无线网络发送电磁波计算数据到服务端；所述服务端根据电磁波计算数据计算定位接收设备的位置后，通过无线网络发送所述位置到定位节点设备和定位接收设备。
2.根据权利要求1所述的管廊人员定位***，其特征在于，所述定位节点设备设置在防火门的两侧，通过所述防火门的开关触发定位节点设备的开启；所述定位节点设备开启后，以固定的时间间隔发送电磁波信号。
3.根据权利要求1或2所述的管廊人员定位***，其特征在于，所述定位节点设备包括主控制器、存储模块、电源管理模块、毫米波雷达传感器接口、无线传输模块接口、无线传输模块、毫米波雷达传感器和天线；
所述主控制器控制毫米波雷达传感器发送电磁波；
所述主控器控制无线传输模块与服务端进行通信。
4.根据权利要求1所述的管廊人员定位***，其特征在于，所述定位接收设备包括主控制器、存储模块、电源管理模块、无线传输模块接口、显示模块、雷达天线和无线传输模块；
所述雷达天线接收到定位节点设备发送的电磁波后，所述主控制器进行信号分析处理得到电磁波计算数据后，控制所述无线传输模块通过无线网络将电磁波计算数据传输到服务端。
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