CN203114344U - 井下矿工定位管理*** - Google Patents

井下矿工定位管理*** Download PDF

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章智宇
秦忠
张武
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SHANGHAI SUPER ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
SHENZHEN PROJECT ENTERPRISE Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种井下矿工定位管理***，包括：多个移动终端，所述移动终端内部设置有主控模块、无线连接模块和RFID射频模块，所述无线连接模块、所述RFID射频模块分别与所述主控模块连接，所述无线连接模块内设有GPS定位部件；多个定位触发器，多个地标触发器，移动基站，管理中心，管理中心包括核心交换机以及分别与所述核心交换机连接的网络存储设备，数据库服务器和网络管理综合服务器，所述核心交换机通过一汇聚交换机与所述移动基站实现通信。本实用新型基于有源与半有源RFID技术方案的结合，实现了井下人员的精确定位。

Description

井下矿工定位管理***
技术领域
本实用新型涉及通讯管理***，尤其是一种井下矿工定位管理***。
背景技术
国家对矿山安全和矿山信息化建设越来越重视，矿山企业在经历一段时期高速发展后，企业提高了对于企业内部工作效率、安全性的目标，对提升矿山现代化、信息化装备日渐形成了充分而迫切的需求。
现有的矿山信息化***大多建立在语音传送的基础上，由于矿山环境复杂，工况恶劣，该类***往往无法很好的工作，***的可靠性较差，且功能的扩展性差，无法适应矿山的安全需要。比如目前有些矿井使用的是小灵通语音通话***，矿工每次下井都需要携带小灵通电话机，小灵通***信号不稳定，通话质量差，给矿工的使用造成了很大的不便。随着小灵通的退市，目前井下无线通讯***的替代方案在通话质量、产品整体的性能、核心设备的稳定性上都存在不少问题。
目前人员定位***是安装率比较高、满意率比较低的***，主要问题在于井下人数无法精确、定位方式不合理(井下人员位置无法精确)、数据实时性差、设备可靠性不高等。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种井下矿工定位管理***，基于3G私有网络与公网的结合实现井下人员精确定位与管理，数据传输速率高，设备运行使用可靠。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种井下矿工定位管理***，其中，包括：
多个移动终端，所述移动终端内部设置有主控模块、无线连接模块和RFID射频模块，所述无线连接模块、所述RFID射频模块分别与所述主控模块连接，所述无线连接模块内设有GPS定位部件；
多个定位触发器，用于触发所述移动终端进入定位状态；
多个地标触发器，用于回传当前所在位置信息；
移动基站，所述移动终端与所述移动基站实现相互通信；
管理中心，包括核心交换机以及分别与所述核心交换机连接的网络存储设备，数据库服务器和网络管理综合服务器，所述核心交换机通过一汇聚交换机与所述移动基站实现通信。
上述井下矿工定位管理***，其中，所述移动终端为智能手机，所述RFID射频模块与所述主控模块连接。
上述井下矿工定位管理***，其中，所述RFID射频模块包括相互连接的第一射频电子标签和第一射频天线，还包括相互连接的第二射频电子标签和第二射频天线。
上述井下矿工定位管理***，其中，所述第一射频电子标签为有源电子标签，所述第一射频天线为125KHz天线，所述第二射频电子标签为半有源电子标签，所述第二射频天线为2.45GHz天线。
上述井下矿工定位管理***，其中，所述移动终端还包括一存储模块，所述存储模块与所述主控模块连接，用于存储用户的位置信息，所述用户的位置信息与每台所述移动终端的ID标识绑定。
上述井下矿工定位管理***，其中，所述移动基站为3G基站。
上述井下矿工定位管理***，其中，所述***的主干线路通过光纤进行传输，所述***的枝干部分采用电话线或工业以太网线进行传输。
与现有技术相比，本实用新型的优点体现在：
-采用了目前技术成熟、性能优越的3G技术，实现了井下3G语音通讯和数据传输的高可靠性和高性能；
-基于有源与半有源RFID技术方案的结合，实现了井下人员的精确定位，另外跟现有的定位***相比，真正解决了定位数据上传的实时性，确保定位数据的准确性，井下无需布线，只要按需要放置***即可实现各种精度的定位要求，***可实现长期免维护。
附图说明
图1是本实用新型井下矿工定位管理***的***结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
请参看图1所示，本实用新型井下矿工定位管理***，包括多个移动终端，多个定位触发器，地标触发器，移动基站和管理中心，移动终端内部设置有主控模块、无线连接模块和RFID射频模块，无线连接模块、RFID射频模块分别与主控模块连接，无线连接模块内设有GPS定位部件，定位触发器用于触发移动终端进入定位状态，地标触发器用于回传当前所在位置信息，移动终端与移动基站实现相互通信。
管理中心包括核心交换机以及分别与核心交换机连接的网络存储设备，数据库服务器和网络管理综合服务器，核心交换机通过一汇聚交换机与移动基站实现通信。核心交换机和汇聚交换机可以形成千兆以太网环。
优选地，移动终端为智能手机，智能手机携带方便，便于请外部厂家进行定制。
RFID射频模块与主控模块连接，智能手机还包括一存储模块，存储模块与主控模块连接，用于存储用户的位置信息，用户的位置信息与每台移动终端的ID标识绑定。
RFID射频模块包括相互连接的第一射频电子标签和第一射频天线，还包括相互连接的第二射频电子标签和第二射频天线。
在本实用新型的优选实施例中，第一射频电子标签为有源电子标签，第一射频天线为125KHz天线，第一射频天线不停向外发射射频信号。第二射频电子标签为半有源电子标签，第二射频天线为2.45GHz天线。
优选地，移动基站为3G基站，可以基于WCDMA协议实现。
本***主要实现井下人员位置定位，首先根据企业实际需要在井下区域和巷道中根据现场具体情况(比如井下主要巷道、交叉道口、必经之路等重要位置)放置一定数量的定位触发器和地标触发器。另外，在典型情况下每隔600米布置一台3G移动基站，可保证网络覆盖范围内定位智能手机。定位触发器或者地标触发器布置于交叉道口和关键区域入口，定位触发器通过125KHz频段与定位手机中的第一射频天线进行相互通信，地标触发器通过2.45GHz频段与定位手机中的第二射频天线进行相互通信。
定位触发器正常工作时处于待接收信号状态，当矿工携带手机下到矿井中并进入定位触发器的有效触发区域后，定位触发器接收到第一射频天线发出的125KHz信号，立即发出触发信号，手机内部的工作于2.45GHz的第二射频电子标签被激活，同时唤醒GPS定位部件工作，第二射频电子标签接收最近位置的地标触发器发出的地标信号，手机将包括每台手机ID标识在内的GPS定位信息以及地标位置信息一同上传给3G移动基站，经3G基站中转后发送到管理中心。GPS定位部件与手机通讯采用I2C接口，将要发送的数据先放入缓存，通过另一端口在传输定位数据前向手机发送中断请求，待手机应答后再发送数据，发送成功后清除数据，确保手机不唤醒等待，节电，增加使用时间。
需要进一步说明的是，本实用新型***在主干线路通过光纤进行传输，枝干部分可直接采用电话线或工业以太网线进行传输，通过此通信平台，结合数据库服务器和网络管理综合服务器等，井上管理部门可以根据需要直接拨打下井人员携带的智能定位手机和定位手机号码实现语音通话。定位手机可直接拨打给对应的管理部门进行语音通话，通过权限的设置井下工作的领导可以根据需要，对在井下进行作业的矿工进行语音通话。
在本实用新型实施例中，125KHz频段的第一射频电子标签起到了一个公私网络开关的作用，矿工下井时在井口附近的定位触发器会激活定位手机中的第二射频电子标签工作，主控模块关闭公网(GSM等)的工作，打开3G网络，而在矿工出井后主控模块将关闭3G网络，恢复公网通信。
关于射频电子标签的2.45GHz射频参数：
调制方式：GFSK，射频工作频率：2.4GHz±0.08，射频发射功率：＞-31dBm，射频传输速率：250Kbps，射频扫描距离：50米，2.45GHz发射电流：≤15mA，2.45GHz静态电流：≤10μA。
关于射频电子标签的125KHz低频参数：低频载波频率：110～150KHz，低频数据速率：0.5～4Kbps，低频接收天线：单轴接收天线，低频接收灵敏度：100μVrms。
在本实用新型的优选实施例中，手机至少包括SIM卡插槽、扬声器、触摸屏、麦克风、摄像头、存储器和键盘矩阵。本实用新型中的移动终端智能手机搭载4.0版本的安卓(Android)操作***，安卓操作***已经成为目前智能手机普遍采用的通用智能平台，其功能搭载性好，可扩展性强。
本实用新型基于有源与半有源RFID技术方案的结合，实现了井下人员的精确定位，另外跟现有的定位***相比，真正解决了定位数据上传的实时性，确保定位数据的准确性。
以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的申请专利范围，所以凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等效结构变化，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种井下矿工定位管理***，其特征在于，包括：
多个移动终端，所述移动终端内部设置有主控模块、无线连接模块和RFID射频模块，所述无线连接模块、所述RFID射频模块分别与所述主控模块连接，所述无线连接模块内设有GPS定位部件；
多个定位触发器，用于触发所述移动终端进入定位状态；
多个地标触发器，用于回传当前所在位置信息；
移动基站，所述移动终端与所述移动基站实现相互通信；
管理中心，包括核心交换机以及分别与所述核心交换机连接的网络存储设备，数据库服务器和网络管理综合服务器，所述核心交换机通过一汇聚交换机与所述移动基站实现通信。
2.如权利要求1所述井下矿工定位管理***，其特征在于，所述移动终端为智能手机，所述RFID射频模块与所述主控模块连接。
3.如权利要求2所述井下矿工定位管理***，其特征在于，所述RFID射频模块包括相互连接的第一射频电子标签和第一射频天线，还包括相互连接的第二射频电子标签和第二射频天线。
4.如权利要求3所述井下矿工定位管理***，其特征在于，所述第一射频电子标签为有源电子标签，所述第一射频天线为125KHz天线，所述第二射频电子标签为半有源电子标签，所述第二射频天线为2.45GHz天线。
5.如权利要求1所述井下矿工定位管理***，其特征在于，所述移动终端还包括一存储模块，所述存储模块与所述主控模块连接，用于存储用户的位置信息，所述用户的位置信息与每台所述移动终端的ID标识绑定。
6.如权利要求1所述井下矿工定位管理***，其特征在于，所述移动基站为3G基站。
7.如权利要求6所述井下矿工定位管理***，其特征在于，所述***的主干线路通过光纤进行传输，所述***的枝干部分采用电话线或工业以太网线进行传输。
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