The invention provides a positioning navigation system for upper and lower personnel in deep precision mining wells combined with the Internet of Things. The system consists of navigation equipment terminal, location service base station, ground monitoring command system and underground environment monitoring equipment. The terminal of navigation equipment is composed of a visual display screen, a micro-control unit, a micro-inertial navigation module, a label identification and positioning module, a GPS module, a multi-sensor detection module, an electronic map navigation module, an early warning module, a communication module and a power supply. Location navigation, through the ground monitoring system to grasp the location distribution of underground personnel and vehicles, to achieve the monitoring and command of personnel and vehicles, through the communication module and multi-sensor environmental monitoring module to perceive the underground environment, to prevent the occurrence of danger; when danger occurs, timely through communication and positioning navigation module to command personnel. Escape and rescue to ensure maximum safety of life and property for underground and mining workers.
【技术实现步骤摘要】
一种结合物联网的深部精准开采井上下人员定位导航系统
本专利技术涉及一种人员定位导航系统及方法,特别涉及一种结合物联网的深部精准开采井上下人员定位导航系统及其方法。
技术介绍
随着近年来煤炭的大量开采,浅层煤炭资源逐渐减少甚至开始枯竭,越来越多的矿井开始增加采深,由浅层开采转变为了深度开采。通常来说,深部一般是指700~1000m的范围。增加采深虽然能保证煤炭产量,但是同时也会带来安全上的风险。一方面,采深增加,井下压强变大,使得各种灾害的预测和防治难度增大,同时也会使得井下巷道瓦斯含量和瓦斯浓度升高,带来潜在的安全风险;另一方面,采深的增加也会使得地温升高,井下的作业环境恶化,严重影响正常的生产和工人的身体健康。在此条件下,实现对井下人员车辆位置的监控、环境变化的监控、危险情况的预警,以及井下人员的定位导航、在出现危险情况时的快速疏散也就变得尤为重要。卫星定位导航技术的快速发展,使得室外位置服务的应用变得广泛,但是在井下卫星信号无法穿过地面,导致基于卫星信号的定位方式无法在井下实现,也就使得地面对井下人员车辆位置的监控,井下人员对自身的定位导航工作变得困难。传统的井下定位方式是通过安装RFID射频标签来实现定位,相当于常见的门禁系统,但是这种方法定位精度较差,而且在人员较多的情况下还可能出现漏读的现象,系统过于简单单一,不适用于井下深部开采环境。目前,由于微机电技术和物联网技术的飞速发展,各类传感器体积变得越来越小,集成度也变得越来越高,使得多传感器融合得到高精度定位成为可能。通常,这些技术使用使用WiFi、RFID、蓝牙等方式来进行定位,但大多都针对于商 ...
【技术保护点】
1.一种结合物联网的深部精准开采井上下人员定位导航系统,其特征在于:深部井上下定位导航系统包括导航设备终端、位置服务基站、地面监控指挥系统、井下环境监控设备,所述导航终端设有可视化显示屏、微控制单元、微惯导模块、标签识别定位模块、GPS模块、多传感探测模块、电子地图导航模块、预警模块、通讯模块和电源,所述可视化显示屏、微惯导模块、标签识别定位模块、GPS模块、多传感探测模块、电子地图导航模块、预警模块、通讯模块和电源分别和微控制单元进行连接。
【技术特征摘要】
1.一种结合物联网的深部精准开采井上下人员定位导航系统,其特征在于:深部井上下定位导航系统包括导航设备终端、位置服务基站、地面监控指挥系统、井下环境监控设备,所述导航终端设有可视化显示屏、微控制单元、微惯导模块、标签识别定位模块、GPS模块、多传感探测模块、电子地图导航模块、预警模块、通讯模块和电源,所述可视化显示屏、微惯导模块、标签识别定位模块、GPS模块、多传感探测模块、电子地图导航模块、预警模块、通讯模块和电源分别和微控制单元进行连接。2.根据权利要求1所述的一种结合物联网的深部精准开采井上下人员定位导航系统,其特征在于:所述导航设备终端的标签识别定位模块包括一发射器和一天线,用于接收井下定位的绝对坐标信息;其中所述发射器通过天线与井下设置好的位置服务基站进行无线通讯,位置服务基站将接收到的数据及数据到达的时间发送至地面监控指挥系统,由地面监控指挥系统根据接收到的信息进行精确定位,并将精确坐标发送给导航设备终端。3.根据权利要求1所述的一种结合物联网的深部精准开采井上下人员定位导航系统,其特征在于:所述深部井上下定位导航系统以防爆型手提电脑PC或防爆型移动智能手机作为导航设备终端,通过通讯模块向位置服务基站、地面监控指挥系统进行通讯传输数据。4.根据权利要求1所述的一种结合物联网的深部精准开采井上下人员定位导航系统,其特征在于:所述深部井上下定位导航系统通过井下环境监控设备和导航设备终端的多传感器探测模块来构建物联网;所述井下环境监控设备和导航设备终端的多传感器探测模块集成了光照传感器、温度传感器、压力传感器、空气质量传感器、瓦斯探测器,对井下环境监控设备和工作人员周围的光亮强度、温度、气压值、空气质量值、瓦斯浓度值的环境指标进行远程的监控,并将所有环境指标通过通讯模块进行共享,让地面人员不用到达井下即可实时掌握井下情况,当区域的环境指标高于国家监管值时,一方面通过导航设备终端的预警模块向井下工作人员报警;另一方面通过通讯模块将井下的具体情况及时反馈到地面监控指挥系统中,并触发预警模块,规划出安全路径,通知井下人员做好撤离或防护准备。5.根据权利要求1所述的一种结合物联网的深部精准开采井上下人员定位导航系统的导航方法,其特征在于,包括以下步骤:a、系统建立之初,在井下的关键位置——拐点、地形点、危险易发点以及井下工人每天必经之路上安置位置服务基站和井下环境监控设备,并记录下对应的精确三维坐标信息作为标识符;b、在进入矿区后,所述导航设备终端的微控制单元能够通过判断人员所...
【专利技术属性】
技术研发人员:李增科,王一帆,赵龙,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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