[实用新型]一种井下/巷道移动对象定位及跟踪系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种移动对象定位及跟踪系统，尤其是涉及一种井下/巷道移动对象定位及跟踪系统。

背景技术

近年来，矿井事故频繁发生，由于矿井下情况的复杂性，矿工们的救援工作十分困难。如果平时能及时了解工人们在矿井下具体的精确位置，在发生事故时将会大幅度减少事故的伤亡率。因此，矿井下人员的定位一直都是煤炭开采中一个紧迫的任务，现如今研究人员们提出了许多方案，主要包括基于RFID的井下人员定位方法和基于小灵通系统的井下人员定位方法等，但成效甚微。

其中，基于RFID的井下人员定位方法的工作原理是利用射频识别技术(RFID，Radio Frequency Identifi-cation)进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。与其它接触式识别技术不同，RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可实现对人员或物体在不同状态(移动、静止)下的自动识别和定位。典型的射频识别系统主要包括射频卡和读写器两部分。射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，芯片上有EEPROM用来储存识别码或其它数据。芯片外围仅需连接天线(和电池)，完成与读写器的通信。射频卡可以作为人员的身份或货物的标识卡。

采用射频识别技术对井下人员进行定位的工作原理是：首先，在井下的各个巷道和所有人员可能经过的通道中安放若干个射频读写器，具体数量和位置根据现场实际工况和要实现的功能要求而定，并且将它们通过网络布线和地面的监控计算机联网。同时，在每个下井人员佩带的矿灯帽上安装一个识别卡，当下井人员进入井下以后，只要通过或接近放置在巷道内的任何一个射频读写器，射频读写器即会马上感应到信号同时立即上传到地面的监控计算机上，计算机马上就可判断出具体信息，同时把它显示在显示屏上，管理人员也可以根据显示屏上的分布示意图点击井下某一位置，计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。另外，一旦井下发生事故，可根据计算机中的人员分布信息马上查出事故地点的人员情况，然后再用特殊的探测器在事故处进一步确定人员位置，以便帮助营救人员准确快速的营救被困人员。

实际使用过程中，上述基于RFID的井下人员定位方法具有以下优点：①数据量大，根据需要可传输除识别信息外的目标的身份信息、所处位置等；②信息处理速度快，在某些应用场合可以达到几十个微秒；③保密性高，未经允许几乎不能复制与修改数据；④具有很强的环境适应性，抗干扰能力强，可在全天候下使用，几乎不受污染与潮湿的影响，同时还避免了机械上的磨损；⑤一种系统可以满足多用途的要求，可以实现多目标识别、运动目标识别。但是，基于RFID的井下人员定位方法仍存在以下方面的缺点：①由于发射距离的限制，这些定位系统在井下的覆盖区域很有限，得到的定位信息只能表明该员工最后一次来过这个地方，而现在该员工到底在哪里就无法得知，因而无法实现人员实时定位跟踪；②由于RFID定位卡只是在激活区域内主动的向接收器发送自身的ID编号，而无其他任何功能，所以当发生紧急情况时，井下员工和地面监控台之间无法进行联系；③定位达不到所要求的精度范围，RFID射频技术最根本的缺陷在于缺少解决提高定位精度的技术手段；④现有系统的软件定位界面一般都以井下示意图的形式或表格形式显示定位信息，监控人员很难对井下情况进行较精确的了解。