[发明专利]一种井下定位方法

说明书

技术领域

本发明属于井下定位技术领域，特别是一种井下定位方法。

背景技术

矿井下工作环境恶劣，地质情况复杂，随时可能充斥各种有害气体，透水及冒顶等危险事故也可能随时发生，然而矿井下复杂的环境决定了不是所有的情况都能够采用设备检测或者预计到。所以当矿井出现危险事故时，需要通过有效的井下定位方法准确、快速地掌握井下工作人员的准确位置、环境情况，及时与被困人员沟通信息，以利于高效的抢救被困人员，保证井下工作人员的生命安全。

现有的井下定位方法的原理是：定位卡安装于井下工作人员身上，多个位置信息采集装置分别安装于井下不同位置，定位卡发出的无线信号被其相邻的位置信息采集装置接收，同时位置信息采集装置可以判断出接收到的无线信号的信号强度，然后通过数据传输线输送到监控设备，监控设备根据位置信息采集装置接收到的无线信号的信号强度测算出该定位卡与该位置信息采集装置的距离（信号强度与距离有关，距离越近，接收到的信号强度越强，距离越远，接收到的信号强度越弱），进而计算出携带该定位卡的井下工作人员的具体位置。位置信息采集装置根据信号强度测算定位卡与其的距离的方法是：将定位卡安装于井下某确知位置，测量出该定位卡与位置信息采集装置的距离，利用该定位卡向位置信息采集装置发送信息，根据位置信息采集装置接收到的信号强度，建立距离与信号强度的关系式，工作中根据该距离与信号强度的关系式便可测算出定位卡与位置信息采集装置的距离。

采用上述井下定位方法可以测算出携带定位卡的井下人员的大致位置。但是物体对无线电波的吸收与反射，会造成无线信号的衰减，且不同物体（介质）下信号衰减程度不同，在同一距离、不同环境下，位置信息采集装置接收到的信号强度不同，进而测算出的距离不同。现有定位方法将在一个环境下测试所得的距离与信号强度的关系式应用于井下各种环境，所以测算得出的距离不准确，定位精度不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的定位精度不高的不足，提供一种井下定位方法，该井下定位方法能够消除不同环境无线信号衰耗带来的误差，定位精度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种井下定位方法，包括以下步骤：

步骤1：安装位置信息采集器、数据传输装置、RFID射频识别卡和监控设备；

步骤2：通过绘图工具绘制出井下隧道图，并根据各位置信息采集器的位置，在井下隧道图中标示出各位置信息采集器的位置，并存储在监控设备的数据库中；

步骤3：各RFID射频识别卡按照一定时间间隔发送含有该RFID射频识别卡编号的无线信号；

步骤4：位置信息采集器接收与其连接的RFID射频识别卡发送的无线信号，记录该无线信号的信号强度，并在接收的无线信号中加入信号强度及该位置信息采集器的编号，然后通过CAN总线发送到数据传输装置；

步骤5：数据传输装置接收并存储各位置信息采集器发送的数据，然后通过数据传输线将数据发送至监控设备；

步骤6：监控设备接收各数据传输装置发送的数据后，对照数据库中记录的数据，按照自适应定位方法进行定位操作。

进一步的，所述步骤1中包括以下步骤：

①在井下巷道按一定距离安装位置信息采集器，并将各位置信息采集器的编号及相应的井下位置记录在监控设备的数据库中；

②在井下巷道按一定位置安装数据传输装置，每个数据传输装置通过CAN总线与其附近的多个位置信息采集器连接，将各数据传输装置的编号及相应的井下位置记录在监控设备的数据库中；

③将监控设备安装于井上，并通过数据传输线实现监控设备与多个位置信息采集器连接；

④每个井下人员或移动物体安装一个RFID射频识别卡，并将各个RFID射频识别卡的编号及携带该RFID射频识别卡的井下人员或移动物体的信息记录于监控设备的数据库中；

进一步的，所述步骤3中，所述一定时间间隔为1秒。

进一步的，所述步骤3中，所述各RFID射频识别卡发送的无线信号通过ZIGBEE网络传输至位置信息采集器。

进一步的，所述步骤5中，数据传输装置接收并存储各位置信息采集器发送的数据包的方法是：采用数据总线帧听方法，数据传输量大的位置信息采集器优先存储。