[实用新型]一种矿用无线定位系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于矿井下人员、设备的定位、呼叫、井下状态检测领域的无线定位基站。

背景技术

众所周知，矿井安全是当前国民经济中的重中之重。合理的装配监控、定位等功能的系统能够帮助矿业系统进行必要的监控、调度和紧急情况应急处理，为矿业安全提供更好的保障。

为了保证井下人员和设备安全，各种技术均有尝试。以往的方案主要采用较低频(300MHz，433MHz)无线方案。这种方案的缺点在于功耗较大，经常因忘记更换电池而造成的安全隐患。矿下人员必须经常性的更换电池，以求正常工作。以往的无线基站大都采用RS485等方式传输数据。在数百至上千米的传输距离下，造成传输速率慢、定位响应较慢，并可能产生通信阻塞、漏报多报定位内容等安全隐患。

矿井中的数据传输距离往往达到数千米，同一个矿层既需要数百台定位基站。由于布线环境的限制，无论采用RS485、CAN还是其他数据总线，总数据传输速率均有限制。例如，假设总线挂接100台基站，采用理想的1Mbps速率传输，当100台基站各有100个工人活动时，需要上报的信息数据量将是20MByte，考虑到总线架构只能通过查询或者方碰撞机制逐个传输，实际中至少需要320秒传输时间，故非常大的影响系统的实时性能。

实用新型内容

针对现有技术中的无线定位系统功耗大、实时性差以及易漏报等不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种不须经常更换电池、实时性强，可防止发生各种事故的无线定位基站。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型一种矿用无线定位系统，安装于矿井中，具有无线定位基站、数据节点、数据终端以及数据标签，其中无线定位基站为多个，根据需要分别固装于矿井中不同位置，多个无线定位基站分组连接至不同的数据节点，数据节点通过RS485双绞线或CAN总线与无线定位基站连接，采用总线连接方式；多个数据节点再分组连接至一个或多个不同的数据终端通过CAN双绞线连接，采用总线连接方式；一个或多个数据终端通过以太网与上位机进行通讯连接；在需定位的人员或设备上安置无线定位标签，无线定位基站与无线定位标签进行无线通信。

本实用新型还具有通信中继器，设于无线定位基站与数据节点之间或数据节点与数据终端之间。

每布置10-16个定位基站，采用一个数据节点作为分布式节点；每布置10-16个数据节点又连接至一个数据终端，通过CAN接口报告数据。

所述无线定位标签包括：低功耗单片机、低功耗2.4G无线模块以及电池，其中，电池为低功耗单片机、低功耗2.4G无线模块提供工作电源，低功耗单片机与低功耗2.4G无线模块进行双向连接。

无线定位标签还具有表明电池电量的LED指示灯，其与低功耗单片机的输出端相连。

所述无线定位基站包括传感器、处理器、收发器以及无线模块，其中，传感器通过放大器与处理器的信号输入端相连，处理器通过收发器与通讯总线进行双向连接，通过无线模块及天线接收或发射无线信号。

所述数据节点包括处理器和收发器，处理器通过收发器与通讯总线进行双向连接，处理器还接有存储器和时钟模块。

所述收发器包括CAN收发器和/或485收发器。

所述数据终端包括处理器和收发器，处理器通过收发器与通讯总线进行双向连接，处理器还接有存储器和时钟模块。

所述收发器包括CAN收发器和/或RS232收发器。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型无线定位基站通过RS485、CAN、以及以太网等传输方式，与监控端主机通信，回报各个人员和设备的信息，以便监控计算机进行数据的记录、存储、分析，并必要时作出紧急动作，保证矿业系统的正常运营，防止发生各种事故。

2.本实用新型采用2.4G频点的无线传输技术，通过合理的布局无线基站和有线网络，实现较为精准的定位功能，使矿工或设备能与监控的部分实现互相通信。

3.降低功耗，使电池能够更长久的工作；经实践检验的协议帮助该系统能够有效避免空中冲突，并保证1Mbps的传输速率。

附图说明

图1为本实用新型结构框图；

图2为本实用新型中无线标签组成示意图；

图3为本实用新型中无线定位基站电路连接图；

图4为本实用新型中数据节点电路连接图；

图5为本实用新型中数据终端电路连接图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步阐述。