[发明专利]一种基于复合定位技术的矿用电机车测控系统

说明书

本发明涉及一种基于复合定位技术的矿用电机车测控系统，所述系统由ZigBee定位模块、惯性定位模块、温湿度传感器、气体传感器、红外测距传感器、激光雷达测距传感器、摄像头视频监控模块、环境数据监测模块微处理器、车载无线终端通信模块、电机驱动控制模块、电源模块以及上位机监测控制中心组成。该系统利用环境数据监测模块微处理器将各数据监测模块获取到的环境信息通过车载无线终端通信模块发送到上位机监测控制中心，并由其对环境信息进行分析，产生相关指令，进而驱动矿用电机车的电机驱动控制模块进行相关操作。所述系统实现了对矿用电机车周围环境的监测及自主完成起停、避障及调速等操作，保证了井下矿用电机车运输环境的安全。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别是矿用电机车应用领域，具体是一种基于复合定位技术的矿用电机车测控系统。

背景技术

煤炭作为我国最为重要的能源之一，为使煤炭工业达到可持续发展的要求，我国以目前科学技术生产水平为标准，提出了对煤矿井下运输环境建立测控系统的目标。矿用电机车因为其具有运输量大、运行距离长和运行频繁等特点，成为了矿山生产运输的重要组成部分，对整个矿区的发展起着举足轻重的作用。但是由于煤矿井下条件复杂、光线昏暗、环境恶劣，容易造成矿用电机车追尾、相撞等安全事故的发生。并且目前煤矿井下通信系统比较落后，地上监控中心与井下无法保证实时联络的畅通，为此监控中心将很难获取矿用电机车的位置信息和周围环境信息，导致煤炭井下运输效率低，发生事故后不能及时锁定位置救援，严重影响了矿区的安全生产。因此，针对矿用电机车设计一套实时测控系统具有非常重大的现实意义。

近几年来，随着对定位技术的不断研究，越来越多的定位技术得到了发展，主要包括ZigBee定位技术、Wi-Fi定位技术、RFID射频识别定位技术、UWB超宽带定位技术、惯性定位技术等。但是由于每一种定位技术相较于其他定位技术在拥有其绝对优势的同时都有着其无法避免的缺陷，因而在今后的实际使用中，必将是综合使用两种或两种以上定位技术的复合定位技术，以达到互补的作用，进而最大化的提高定位精度。

ZigBee定位技术通信效率非常高，低功耗，低成本，但定位精度不是很高，定位效果易受到环境干扰。惯性定位技术的定位结果不易受到外界环境的影响，可以实时地提供位置信息，具有完全自主性、短时间内定位精度较高，但通信效率较低。因而将二者结合，形成的复合定位技术具有双向性、可靠性高、功耗低、通信效率高、抗干扰能力强、定位精度高等优点，非常适合在煤矿井下使用。因而利用这种复合定位技术对矿用电机车进行定位，对煤矿的安全生产和井下运输具有非同寻常的意义。

为此，本发明提出了一种基于复合定位技术的矿用电机车测控系统来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于复合定位技术的矿用电机车测控系统，通过此套测控系统完成对矿用电机车的实时定位、实时控制以及对其所处环境进行实时监测(所监测的环境主要包括煤矿井下的温湿度、有害气体含量如一氧化碳、氨气、瓦斯等以及矿用电机车四周的障碍物等)，进而保障矿用电机车的安全稳定运行，提高煤矿运输的安全性，达到对矿用机车定位、自主避障、实时监测和控制的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于复合定位技术的矿用电机车测控系统，具体由ZigBee定位模块、惯性定位模块、温湿度传感器、气体传感器、红外测距传感器、激光雷达测距传感器、摄像头视频监控模块、环境数据监测模块微处理器、车载无线终端通信模块、电机驱动控制模块、电源模块以及上位机监测控制中心组成。

一种基于复合定位技术的矿用电机车测控系统，其中环境数据监测模块由ZigBee定位模块、惯性定位模块、温湿度传感器、气体传感器、红外测距传感器、激光雷达测距传感器、摄像头视频监控模块以及环境数据监测模块微处理器组成。