專利名稱：一種礦井機(jī)車(chē)精確定位及防撞系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦井機(jī)車(chē)安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種礦井機(jī)車(chē)精確定位及防撞系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
井下運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)在智能安全與管理中起著重要作用，其主要功能是輔助運(yùn)輸管理部門(mén)對(duì)各平巷、斜巷中的電瓶車(chē)、牽引車(chē)、人員進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行管理自動(dòng)化。采取有針對(duì)性的監(jiān)控措施，能有效的防止礦井下軌道運(yùn)輸事故，從而促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)。傳統(tǒng)的煤礦井下機(jī)車(chē)定位所用技術(shù)，有以下幾種1、可移動(dòng)視頻方法
原理采用車(chē)載無(wú)線圖像傳送監(jiān)視裝置發(fā)射器，將機(jī)車(chē)運(yùn)行位置捕捉巷道場(chǎng)景以圖片的形式發(fā)射出去，這些圖片采用對(duì)比識(shí)別技術(shù)進(jìn)行比較，通過(guò)分站接收器接收發(fā)出的信息，識(shí)別后在調(diào)度站通過(guò)視頻確定機(jī)車(chē)位置及方向；
缺點(diǎn)以圖片的形式捕捉機(jī)車(chē)運(yùn)行位置，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位的功能；通過(guò)視頻確定機(jī)車(chē)位置和方向，必須有值班人員用肉眼實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)度，實(shí)際應(yīng)用缺乏可操作性。2、載波通信方法
原理電機(jī)車(chē)上采用上行、下行2種不同的編碼，調(diào)制載波發(fā)生器的載波信號(hào)，由信號(hào)回路耦合到架空線上去。當(dāng)同方向的兩車(chē)距離低于設(shè)定的安全距離時(shí)，觸發(fā)報(bào)警回路；缺點(diǎn)兩車(chē)之間的定位不準(zhǔn)確；電カ載波受線路的干擾嚴(yán)重；載波通信的通信距離近，需要大量的中繼設(shè)備。3、進(jìn)入式定位方法
原理在井下各個(gè)巷道進(jìn)入ロ或關(guān)鍵處安裝傳感器，當(dāng)機(jī)車(chē)經(jīng)過(guò)該傳感器吋，記錄該機(jī)車(chē)的信息，并將該機(jī)車(chē)信息及位置上傳給調(diào)度站；
缺點(diǎn)該方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確定位，只能知道該機(jī)車(chē)進(jìn)入了井下某一區(qū)域，無(wú)法實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)防撞告警功能。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種礦井機(jī)車(chē)精確定位及防撞系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)井下機(jī)車(chē)的精確定位，且能在機(jī)車(chē)距離過(guò)近時(shí)發(fā)出告警，實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)防撞功能。為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種礦井機(jī)車(chē)精確定位及防撞系統(tǒng)，包括識(shí)別卡、位置標(biāo)簽、無(wú)線中繼器、控制分站和控制中心，所述位置標(biāo)簽和無(wú)線中繼器鋪設(shè)在礦井下的巷道里，所述識(shí)別卡安裝在機(jī)車(chē)上，所述控制分站與控制中心通過(guò)光纖相連。所述識(shí)別卡，具備RFID讀取功能和ZigBee無(wú)線通信功能，用于讀取位置標(biāo)簽的RFID位置信息，并通過(guò)ZigBe e發(fā)送位置信息至無(wú)線中繼器，以及接收來(lái)自無(wú)線中繼器的信
o
所述位置標(biāo)簽為無(wú)源RFID電子標(biāo)簽卡，用于存儲(chǔ)該標(biāo)簽所在地理位置的位置信
o所述無(wú)線中繼器，具備ZigBee無(wú)線通信功能，通過(guò)ZigBee接收來(lái)自識(shí)別卡的位置信息，并將該信息發(fā)送給控制分站；將來(lái)自控制分站的信息發(fā)送給識(shí)別卡。 所述控制分站,具備ZigBee無(wú)線通信功能和光纖通信功能,通過(guò)ZigBee接收來(lái)自無(wú)線中繼器的位置信息，發(fā)送給控制中心；將來(lái)自控制中心的信息發(fā)送給中繼器。所述控制中心，包括顯示器和報(bào)警裝置，具備光纖通信功能，用于接收從控制分站發(fā)送來(lái)的位置信息，所述位置信息體現(xiàn)的井下機(jī)車(chē)的精確位置通過(guò)顯示器顯示；所述報(bào)警裝置用于當(dāng)井下相鄰兩機(jī)車(chē)位置過(guò)近時(shí)下發(fā)告警信號(hào)并將報(bào)警信號(hào)發(fā)送給控制分站。本發(fā)明所述精確定位及防撞系統(tǒng)的工作流程為
(1)井下巷道每隔N米在電纜上掛ー個(gè)位置標(biāo)簽，位置標(biāo)簽之間的距離N即是定位精度；位置標(biāo)簽里存有該位置標(biāo)簽所處物理位置的位置信息；
(2)機(jī)車(chē)上安裝識(shí)別卡，當(dāng)機(jī)車(chē)從巷道通過(guò)時(shí)，通過(guò)識(shí)別卡讀取所經(jīng)過(guò)位置標(biāo)簽的位置信息，將該位置信息通過(guò)ZigBee就近發(fā)給附近的中繼器；
(3)中繼器通過(guò)ZigBee將機(jī)車(chē)位置信息發(fā)送給控制分站；控制分站通過(guò)光纖將機(jī)車(chē)位置信息發(fā)送給井上定位控制中心；
(4)井上定位控制中心得到機(jī)車(chē)的精確位置信息并顯示；判斷如果相鄰兩機(jī)車(chē)的距離小于所設(shè)定的最小告警距離，則發(fā)出告警信號(hào)；該告警信號(hào)通過(guò)光纖傳送給控制分站，控制分站通過(guò)ZigBee傳送給中繼器，中繼器通過(guò)ZigBee傳送給識(shí)別卡，機(jī)車(chē)讀到識(shí)別卡內(nèi)的告警信息，發(fā)出告警信號(hào)并作相應(yīng)響應(yīng)。本發(fā)明所述精確定位及防撞系統(tǒng)的原理是
RFID (無(wú)線射頻識(shí)別)技術(shù)也被稱為電子標(biāo)簽技術(shù)，它通過(guò)無(wú)線射頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)非接觸方式下的雙向通信，完成對(duì)目標(biāo)對(duì)象的自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作?；赗FID技術(shù)的產(chǎn)品具有防水、防磁、耐高溫、使用壽命長(zhǎng)、讀取距離遠(yuǎn)、內(nèi)容可加密、存儲(chǔ)容量大、可同時(shí)識(shí)別多個(gè)高速運(yùn)動(dòng)標(biāo)簽等特點(diǎn)；使用RFID作為位置標(biāo)簽鋪設(shè)在礦井下的巷道里，位置標(biāo)簽內(nèi)存有該標(biāo)簽所在位置的精確位置信息；機(jī)車(chē)上安裝有識(shí)別卡，當(dāng)機(jī)車(chē)高速通過(guò)位置標(biāo)簽時(shí)，識(shí)別卡讀取所經(jīng)過(guò)位置標(biāo)簽的位置信息，即為該機(jī)車(chē)當(dāng)時(shí)所處于的地理位置；通過(guò)Zigbee以及中繼器迅速發(fā)送給最近的控制分站，控制分站通過(guò)光纖上傳該位置信息至地面控制中心，地面控制中心可得到該機(jī)車(chē)的實(shí)時(shí)精確位置；定位的精度取決于位置標(biāo)簽鋪設(shè)的單位間隔，因位置標(biāo)簽的造價(jià)低，可以鋪設(shè)的很緊密，如単位間隔為I米，那么本定位系統(tǒng)的定位精度就是I米；控制中心得到多個(gè)機(jī)車(chē)的位置信息，當(dāng)機(jī)車(chē)之間的距離過(guò)近，可以將告警信息通過(guò)控制分站轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的機(jī)車(chē)，機(jī)車(chē)得到該信息后立刻告警并作出相應(yīng)處理，如減速、停車(chē)。本發(fā)明所述系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)井下機(jī)車(chē)的精確定位，且能在機(jī)車(chē)距離過(guò)近時(shí)發(fā)出告警，實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)防撞功能。


圖1是本發(fā)明所述系統(tǒng)的模型 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1所述的系統(tǒng)的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1
如圖1所示的一種礦井機(jī)車(chē)精確定位及防撞系統(tǒng)，包括識(shí)別卡、位置標(biāo)簽、無(wú)線中繼器、控制分站和控制中心，所述位置標(biāo)簽和無(wú)線中繼器鋪設(shè)在礦井下的巷道里，所述識(shí)別卡安裝在機(jī)車(chē)上，所述控制分站與控制中心通過(guò)光纖相連。所述識(shí)別卡，具備RFID讀取功能和ZigBee無(wú)線通信功能，用于讀取位置標(biāo)簽的RFID位置信息，并通過(guò)ZigBee發(fā)送位置信息至無(wú)線中繼器，以及接收來(lái)自無(wú)線中繼器的信息。所述位置標(biāo)簽為無(wú)源RFID電子標(biāo)簽卡，用于存儲(chǔ)該標(biāo)簽所在地理位置的位置信息。所述無(wú)線中繼器，具備ZigBee無(wú)線通信功能，通過(guò)ZigBee接收來(lái)自識(shí)別卡的位置信息，并將該信息發(fā)送給控制分站；將來(lái)自控制分站的信息發(fā)送給識(shí)別卡。所述控制分站，具備ZigBee無(wú)線通信功能和光纖通信功能，通過(guò)ZigBee接收來(lái)自無(wú)線中繼器的位置信息，發(fā)送給控制中心；將來(lái)自控制中心的信息發(fā)送給中繼器。所述控制中心，包括顯示器和報(bào)警裝置，具備光纖通信功能，用于接收從控制分站發(fā)送來(lái)的位置信息，所述位置信息體現(xiàn)的井下機(jī)車(chē)的精確位置通過(guò)顯示器顯示；所述報(bào)警裝置用于當(dāng)井下相鄰兩機(jī)車(chē)位置過(guò)近時(shí)下發(fā)告警信號(hào)并將報(bào)警信號(hào)發(fā)送給控制分站。如圖2所示實(shí)施例1所述精確定位及防撞系統(tǒng)的工作流程為
(1)在礦井巷道中每隔單位距離N米掛ー個(gè)位置標(biāo)簽，其中N取決于系統(tǒng)所要求的定位精度，該位置標(biāo)簽儲(chǔ)存了所在位置的位置信息；
(2)機(jī)車(chē)上安裝識(shí)別卡，當(dāng)機(jī)車(chē)從巷道通過(guò)時(shí)，通過(guò)識(shí)別卡讀取所經(jīng)過(guò)位置標(biāo)簽的位置信息，將該位置信息通過(guò)ZigBee就近發(fā)給附近的中繼器；
(3)中繼器通過(guò)ZigBee將機(jī)車(chē)位置信息發(fā)送給控制分站；控制分站通過(guò)光纖將機(jī)車(chē)位置信息發(fā)送給井上定位控制中心；
(4)井上定位控制中心得到機(jī)車(chē)的精確位置信息并顯示；判斷如果相鄰兩機(jī)車(chē)的距離小于所設(shè)定的最小告警距離，則發(fā)出告警信號(hào)；該告警信號(hào)通過(guò)光纖傳送給控制分站，控制分站通過(guò)ZigBee傳送給中繼器，中繼器通過(guò)ZigBee傳送給識(shí)別卡。機(jī)車(chē)讀到識(shí)別卡內(nèi)的告警信息，發(fā)出告警信號(hào)并作相應(yīng)響應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種礦井機(jī)車(chē)精確定位及防撞系統(tǒng)，包括識(shí)別卡、位置標(biāo)簽、無(wú)線中繼器、控制分站和控制中心，所述位置標(biāo)簽和無(wú)線中繼器鋪設(shè)在礦井下的巷道里，所述識(shí)別卡安裝在機(jī)車(chē)上，所述控制分站與控制中心通過(guò)光纖相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井機(jī)車(chē)精確定位及防撞系統(tǒng)，其特征在于所述識(shí)別卡，具備RFID讀取功能和ZigBee無(wú)線通信功能，用于讀取位置標(biāo)簽的RFID位置信息，并通過(guò)ZigBee發(fā)送位置信息至無(wú)線中繼器，以及接收來(lái)自無(wú)線中繼器的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井機(jī)車(chē)精確定位及防撞系統(tǒng)，其特征在于所述位置標(biāo)簽為無(wú)源RFID電子標(biāo)簽卡，用于存儲(chǔ)該標(biāo)簽所在地理位置的位置信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井機(jī)車(chē)精確定位及防撞系統(tǒng)，其特征在于所述無(wú)線中繼器，具備ZigBee無(wú)線通信功能，通過(guò)ZigBee接收來(lái)自識(shí)別卡的位置信息，并將該信息發(fā)送給控制分站；將來(lái)自控制分站的信息發(fā)送給識(shí)別卡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井機(jī)車(chē)精確定位及防撞系統(tǒng)，其特征在于所述控制分站，具備ZigBee無(wú)線通信功能和光纖通信功能，通過(guò)ZigBee接收來(lái)自無(wú)線中繼器的位置信息，發(fā)送給控制中心；將來(lái)自控制中心的信息發(fā)送給中繼器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井機(jī)車(chē)精確定位及防撞系統(tǒng)，其特征在于所述控制中心，包括顯示器和報(bào)警裝置，具備光纖通信功能，用于接收從控制分站發(fā)送來(lái)的位置信息，所述位置信息體現(xiàn)的井下機(jī)車(chē)的精確位置通過(guò)顯示器顯示；所述報(bào)警裝置用于當(dāng)井下相鄰兩機(jī)車(chē)位置過(guò)近時(shí)下發(fā)告警信號(hào)并將報(bào)警信號(hào)發(fā)送給控制分站。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種礦井機(jī)車(chē)精確定位及防撞系統(tǒng)，包括識(shí)別卡、位置標(biāo)簽、無(wú)線中繼器、控制分站和控制中心，所述位置標(biāo)簽和無(wú)線中繼器鋪設(shè)在礦井下的巷道里，所述識(shí)別卡安裝在機(jī)車(chē)上，所述控制分站與控制中心通過(guò)光纖相連。本發(fā)明不僅可以實(shí)現(xiàn)井下機(jī)車(chē)的精確定位，且能在機(jī)車(chē)距離過(guò)近時(shí)發(fā)出告警，實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)防撞功能。
文檔編號(hào)B61L25/02GK103029726SQ20121052182
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者邵震宇, 魯雅斌 申請(qǐng)人:南京弘毅電氣自動(dòng)化有限公司