一種金屬礦山井下機(jī)車定位裝置的制造方法
【專利摘要】一種金屬礦山井下機(jī)車定位裝置，屬于車輛定位設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，用于對(duì)金屬礦山井下機(jī)車進(jìn)行定位。其技術(shù)方案是：本實(shí)用新型的讀寫器模塊通過(guò)收發(fā)天線與軌旁信標(biāo)進(jìn)行通信，當(dāng)讀寫器模塊正確讀到軌旁信標(biāo)時(shí)，讀寫器模塊將信息發(fā)送到控制器模塊，控制器模塊輸送到上位機(jī)，上位機(jī)為車載控制系統(tǒng)提供機(jī)車的準(zhǔn)確運(yùn)行位置信息。本實(shí)用新型采用超高頻RFID技術(shù)，定位準(zhǔn)確可靠，信息傳遞不受干擾，適用于金屬井下機(jī)車運(yùn)輸作業(yè)環(huán)境，可以幫助地面調(diào)度中心及車載控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握運(yùn)行及停靠位置，有效避免井下電機(jī)車在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)追尾、彎道道岔處撞車等事故，從而進(jìn)一步提高車輛運(yùn)行的準(zhǔn)確性和安全性，為金屬礦山井下有軌運(yùn)輸無(wú)人駕駛創(chuàng)造有利條件。
【專利說(shuō)明】
一種金屬礦山井下機(jī)車定位裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種對(duì)金屬礦山井下機(jī)車進(jìn)行定位的裝置，屬于車輛定位設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]在金屬礦山井下，對(duì)井下機(jī)車定位相較于地面定位存在諸多困難。首先，GPS定位無(wú)法使用；其次，無(wú)線WIFI基站定位由于巷道狹窄彎曲存在定位精度不高等問(wèn)題;再有，由于存在機(jī)車在運(yùn)行過(guò)程中車輪打滑時(shí)會(huì)空轉(zhuǎn)，使用車輪軸編碼器定位也有誤差。目前，井下機(jī)車定位的幾種方式都不能很好地實(shí)現(xiàn)井下有軌運(yùn)輸精準(zhǔn)定位要求，為了防止井下電機(jī)車在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)追尾、彎道道岔處撞車等事故，十分有必要對(duì)現(xiàn)有的井下機(jī)車定位裝置加以改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種金屬礦山井下機(jī)車定位裝置，這種定位裝置可以幫助地面調(diào)度中心及車載控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握運(yùn)行及?？课恢?，從而進(jìn)一步提高車輛運(yùn)行的準(zhǔn)確性和安全性，為金屬礦山井下有軌運(yùn)輸無(wú)人駕駛創(chuàng)造有利條件。
[0004]解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:
[0005]—種金屬礦山井下機(jī)車定位裝置，它由控制器模塊、讀寫器模塊、收發(fā)天線、軌旁信標(biāo)、上位機(jī)組成，控制器模塊、讀寫器模塊、收發(fā)天線、上位機(jī)安裝在電機(jī)車車體上，上位機(jī)與控制器模塊相連接，控制器模塊與讀寫器模塊相連接，讀寫器模塊與收發(fā)天線相連接，收發(fā)天線為板狀，固定在機(jī)車上，方向與軌旁信標(biāo)相對(duì)，多個(gè)軌旁信標(biāo)固定排列在軌道一側(cè)。
[0006]上述金屬礦山井下機(jī)車定位裝置，所述上位機(jī)是具有485接口的可編程序控制器(PLC)0
[0007]上述金屬礦山井下機(jī)車定位裝置，所述控制器模塊包括主芯片，圍繞主芯片連接有時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源電路和串口轉(zhuǎn)485電路，控制器模塊的串口轉(zhuǎn)485電路與上位機(jī)進(jìn)行通信連接，控制器模塊的另一個(gè)串口與讀寫器模塊進(jìn)行通信連接。
[0008]上述金屬礦山井下機(jī)車定位裝置，所述讀寫器模塊具有兩個(gè)接口，一個(gè)接口是串口，串口與控制器模塊進(jìn)行連接，另一個(gè)接口是同軸電纜接口，同軸電纜接口與收發(fā)天線通過(guò)同軸電纜進(jìn)行連接。
[0009]上述金屬礦山井下機(jī)車定位裝置，所述軌旁信標(biāo)是一個(gè)無(wú)源的RFID卡，其本身具有收發(fā)天線，多個(gè)軌旁信標(biāo)沿著運(yùn)輸巷道長(zhǎng)度分布，等高地固定在軌道沿線巷道壁上，高度為可被收發(fā)天線檢測(cè)到的位置，每個(gè)軌旁信標(biāo)具有獨(dú)一無(wú)二的編碼。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0011]本實(shí)用新型的讀寫器模塊通過(guò)收發(fā)天線收發(fā)電磁波與軌旁信標(biāo)進(jìn)行通信，控制器模塊控制讀寫器模塊執(zhí)行查詢命令、接收讀寫器模塊返回的響應(yīng)或通知信息，同時(shí)與上位機(jī)進(jìn)行通信，接收并執(zhí)行上位機(jī)命令。當(dāng)讀寫器模塊正確讀到軌旁信標(biāo)時(shí)，讀寫器模塊將信息發(fā)送到控制器模塊，控制器模塊輸送到上位機(jī)，上位機(jī)為車載控制系統(tǒng)提供機(jī)車的準(zhǔn)確運(yùn)行位置信息。
[0012]本實(shí)用新型采用超高頻RFID技術(shù)，定位準(zhǔn)確可靠，信息傳遞不受干擾，安裝使用方便，具有良好的防水效果好，適用于金屬井下機(jī)車運(yùn)輸作業(yè)環(huán)境，可以幫助地面調(diào)度中心及車載控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握運(yùn)行及?？课恢茫行П苊饩码姍C(jī)車在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)追尾、彎道道岔處撞車等事故，從而進(jìn)一步提高車輛運(yùn)行的準(zhǔn)確性和安全性，為金屬礦山井下有軌運(yùn)輸無(wú)人駕駛創(chuàng)造有力條件。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖；
[0014]圖2是控制器模塊的主芯片的電路原理圖；
[0015]圖3是控制器模塊的復(fù)位電路、電源電路和串口轉(zhuǎn)485電路的電路原理圖。
[0016]圖中標(biāo)記如下:控制器模塊1、讀寫器模塊2、收發(fā)天線3、軌旁信標(biāo)4、上位機(jī)5、復(fù)位電路6、電源電路7、串口轉(zhuǎn)485電路8。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本實(shí)用新型由控制器模塊1、讀寫器模塊2、收發(fā)天線3、軌旁信標(biāo)4、上位機(jī)5組成?？刂破髂K1、讀寫器模塊2、收發(fā)天線3、上位機(jī)5安裝在電機(jī)車車體上，上位機(jī)5與控制器模塊I相連接，控制器模塊I與讀寫器模塊2相連接，讀寫器模塊2與收發(fā)天線3相連接，收發(fā)天線3為板狀，固定在機(jī)車上，方向與軌旁信標(biāo)4相對(duì)，多個(gè)軌旁信標(biāo)4固定排列在軌道一側(cè)。
[0018]圖1、2顯示，控制器模塊I包括主芯片和復(fù)位電路、電源電路和串口轉(zhuǎn)485電路。主芯片是atmegal28芯片，主芯片有附屬14.7456MHz時(shí)鐘電路;復(fù)位電路以MAX705ESA(UP)芯片為核心；電源電路以L7805AB芯片為核心；串口轉(zhuǎn)485電路以RSM485S_CTM8251T芯片為核心。這些芯片的外圍電路和連接方式均為通用的成熟技術(shù)，不再贅述。
[0019]圖1、2顯示，控制器模塊I的串口轉(zhuǎn)485電路與上位機(jī)5進(jìn)行通信連接，接收并執(zhí)行上位機(jī)5的命令?？刂破髂KI的另一個(gè)串口與讀寫器模塊2進(jìn)行通信連接，包括控制讀寫器模塊2執(zhí)行查詢命令、接收讀寫器模塊2返回的響應(yīng)或通知信息。
[0020]本實(shí)用新型的讀寫器模塊2是JRM20X0系列模塊。讀寫器模塊2具有兩個(gè)接口，一個(gè)接口是串口，串口與控制器模塊I進(jìn)行連接，另一個(gè)接口是同軸電纜接口，同軸電纜接口與收發(fā)天線3通過(guò)同軸電纜進(jìn)行連接。
[0021]本實(shí)用新型的收發(fā)天線3是與JRM20X0系列模塊匹配的通信天線。收發(fā)天線3本身可以發(fā)射和接收無(wú)線電波。
[0022]本實(shí)用新型的軌旁信標(biāo)4是與JRM20X0系列模塊匹配的RFID卡。多個(gè)軌旁信標(biāo)4沿著運(yùn)輸巷道長(zhǎng)度分布，軌旁信標(biāo)4數(shù)量可根據(jù)運(yùn)輸巷道長(zhǎng)度決定。多個(gè)軌旁信標(biāo)4等高地固定在軌道沿線巷道壁上，高度為可被收發(fā)天線3檢測(cè)到的位置，每個(gè)軌旁信標(biāo)4具有獨(dú)一無(wú)二的編碼。
[0023]本實(shí)用新型的上位機(jī)是具有485接口的可編程序控制器(PLC)，也可以使用電腦串口加RS232轉(zhuǎn)RS485模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例使用的是西門子200系列必須帶有R485接口。
[0024]本實(shí)用新型的具體工作過(guò)程:
[0025]控制器模塊I一旦上電運(yùn)行，通過(guò)串口 I發(fā)出輪詢命令給讀寫器模塊2，并且每間隔一定時(shí)間重發(fā)輪詢命令給讀寫器模塊2。讀寫器模塊2接收到輪詢命令后，開(kāi)始以一定的時(shí)間間隔發(fā)送查詢信號(hào)，當(dāng)沒(méi)有軌旁信標(biāo)4反饋信息及反饋回來(lái)的信息CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí)，讀寫器模塊2發(fā)送相應(yīng)信息給控制器模塊I。當(dāng)軌旁信標(biāo)4反饋回信息無(wú)誤時(shí)，讀寫器模塊2向控制器模塊I發(fā)送包含軌旁信標(biāo)4的ID的通知信息?？刂破髂KI接收讀寫器模塊2發(fā)送的信息，并將接收到軌旁信標(biāo)4的ID信息轉(zhuǎn)換成新的簡(jiǎn)單的編碼并存儲(chǔ)。上位機(jī)5通過(guò)串口 O查詢軌旁信標(biāo)4的信息，控制器模塊I將存儲(chǔ)的編碼發(fā)送給上位機(jī)5后將存儲(chǔ)的編碼進(jìn)行清零。由此循環(huán)不停讀取軌旁信標(biāo)4信息，發(fā)送重新編碼后的軌旁信標(biāo)4信息給上位機(jī)5，此過(guò)程實(shí)現(xiàn)了電機(jī)車的定位。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種金屬礦山井下機(jī)車定位裝置，其特征在于:它由控制器模塊(I)、讀寫器模塊(2)、收發(fā)天線(3)、軌旁信標(biāo)(4)、上位機(jī)(5)組成，控制器模塊(1)、讀寫器模塊(2)、收發(fā)天線(3)、上位機(jī)(5)安裝在電機(jī)車車體上，上位機(jī)(5 )與控制器模塊(I)相連接，控制器模塊(I)與讀寫器模塊(2)相連接，讀寫器模塊(2)與收發(fā)天線(3)相連接，收發(fā)天線(3)為板狀，固定在機(jī)車上，方向與軌旁信標(biāo)(4)相對(duì)，多個(gè)軌旁信標(biāo)(4)固定排列在軌道一側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦山井下機(jī)車定位裝置，其特征在于:所述上位機(jī)(5)是具有485接口的可編程序控制器(PLC)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬礦山井下機(jī)車定位裝置，其特征在于:所述控制器模塊(I)包括主芯片，圍繞主芯片連接有時(shí)鐘電路、復(fù)位電路(6 )、電源電路(7 )和串口轉(zhuǎn)485電路(8)，控制器模塊(I)的串口轉(zhuǎn)485電路(8)與上位機(jī)(5)進(jìn)行通信連接，控制器模塊(I)的另一個(gè)串口與讀寫器模塊(2)進(jìn)行通信連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬礦山井下機(jī)車定位裝置，其特征在于:所述讀寫器模塊(2 )具有兩個(gè)接口，一個(gè)接口是串口，串口與控制器模塊(I)進(jìn)行連接，另一個(gè)接口是同軸電纜接口，同軸電纜接口與收發(fā)天線(3)通過(guò)同軸電纜進(jìn)行連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬礦山井下機(jī)車定位裝置，其特征在于:所述軌旁信標(biāo)(4)是一個(gè)無(wú)源的RFID卡，其本身具有收發(fā)天線，多個(gè)軌旁信標(biāo)(4)沿著運(yùn)輸巷道長(zhǎng)度分布，等高地固定在軌道沿線巷道壁上，高度為可被收發(fā)天線(3)檢測(cè)到的位置，每個(gè)軌旁信標(biāo)(4)具有獨(dú)一無(wú)二的編碼。
【文檔編號(hào)】G01S1/02GK205427177SQ201620222865
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月22日
【發(fā)明人】王亞?wèn)|, 南世卿
【申請(qǐng)人】河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司