基于UWB智慧矿灯的矿井照明定位控制方法及系统技术方案

本发明专利技术的提出一种基于UWB智慧矿灯的矿井照明定位控制方法及系统，解决井下作业中照明与高精度定位问题，该系统包括定位装置、智慧矿灯、网关和地面服务器，该方法是该定位装置所发射的定位信号中包含井下人员的信息，该智慧矿灯在井下区域上在布局，用于响应井下人员的接近或远离实现开启或关闭，以及获取并上传所接收到的井下人员信息；该网关用于接收、存储及处理由智慧矿灯发出的信息，并实时向上传输，该地面服务器接收由网关上传的信息，在处理后获得并显示各智慧矿灯对应区域的井下人员信息及数量。本发明专利技术基于UWB技术实现井下人员的位置检测与精确定位，方便地面监控人员实时掌握井下人员的活动情况以及误入禁止区域或离开作业区域的情形。或离开作业区域的情形。或离开作业区域的情形。

【技术实现步骤摘要】
基于UWB智慧矿灯的矿井照明定位控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及矿井作业中人员定位技术，具体涉及基于UWB智慧矿灯的矿井照明定位控制方法及系统。

技术介绍

[0002]矿井作业人员的定位是实现矿井信息化安全管理的重要组成部分，地面管理人员需要实际掌握井下人员的实时位置以及判断井下人员的位置是否异常，同时让井下人员发现隐患及时与地面联系，为安全管理及抢险救灾提供重要的保障。井下作业时人员实际流动频繁且地形复杂，这对定位技术及监控系统软件有较高要求，目前市场上常用的ZigBee、RFID等技术普遍存在覆盖范围小、定位精度低、通信容量小等问题，并不适用于井下作业定位。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出一种基于UWB智慧矿灯的矿井照明定位控制方法及系统，解决井下作业中照明与高精度定位问题，其具体通过以下技术手段实现：
[0004]本专利技术的基于UWB智慧矿灯的矿井照明定位控制方法：设置供井下人员携带的定位装置，该定位装置所发射的定位信号中包含井下人员的信息；在井下区域上在布局有多个智慧矿灯，该智慧矿灯用于响应井下人员的接近或远离实现开启或关闭，以及获取并上传所接收到的井下人员信息；设置多个与该些智慧矿灯连接通信的网关，用于接收、存储及处理由智慧矿灯发出的信息，并实时向上传输；地面服务器接收由网关上传的信息，在处理后获得并显示各智慧矿灯对应区域的井下人员信息及数量。
[0005]于本专利技术一个或多个实施例当中，地面服务器根据接收到的井下人员信息建立轨迹档案，轨迹档案中记录井下人员各时刻的运动轨迹信息，该运动轨迹信息包括时间及位置坐标，基于该运动轨迹信息实现对任意指定人员的任意指定时间段内历史运动轨迹进行查询和回放。
[0006]于本专利技术一个或多个实施例当中，定位装置还用于发送求救信号，该求救信号由定位装置上的触发机构触发发出；地面服务器在接收到求救信号时通知地面人员启动救援，通知方式包括显示报警信息、警钟响鸣示或报警灯启动进行示警。
[0007]于本专利技术一个或多个实施例当中，地面服务器对智慧矿灯进行区域划分并设置相应的区域进出条件，该区域进出条件包括指定区域禁入，或者是指定区域禁离；当检测到井下人员进入或离开指定区域情形时，地面服务器进行报警。
[0008]于本专利技术一个或多个实施例当中，地面服务器设置有包含若干违章规则的数据库，根据所获得的井下人员信息及相应的运动轨迹信息判断其作业行业是否违章，在出现违章情形时向当事人和相关管理人员发出预警信息。
[0009]于本专利技术一个或多个实施例当中，地面服务器向定位装置发送点名请求，井下人员操作定位装置予以回应，地面服务器记录有回应的井下人员信息以统计点名情况，实现
动态点名。
[0010]于本专利技术一个或多个实施例当中，设置若干传感器节点，这些传感器节点通过网关或相邻的智慧矿灯上传数据。
[0011]于本专利技术一个或多个实施例当中，智慧矿灯向地面服务器上传其运行状态数据，以及获取由地面服务器发出的控制指令，该运行状态数据包括电压、电流、功率或温度，该控制指令包括开灯指令、关灯指令、调光指令。
[0012]本专利技术的基于UWB智慧矿灯的矿井照明定位系统包括：设置供井下人员携带的定位装置，该定位装置所发射的定位信号中包含井下人员的信息；布局于井下区域的用于照明及接收上传井下人员信息的多个智慧矿灯，该智慧矿灯包括处理器及连接受控于该处理器的近场通讯器、联网模块和光源模块，每一智慧矿灯在安装时被分配有唯一ID且给绑定至井下区域中的指定位置；多个用于接收、存储及处理由智慧矿灯发出的信息并实时向上传输的网关，该网关通过有线或无线网络与该些智慧矿灯连接并通讯；地面服务器，通过网关收集智慧矿灯上传的信息，以及对智慧矿灯下达控制指令，该地面服务器对智慧矿灯上传的信息处理后获得并显示各智慧矿灯对应区域的井下人员信息及数量。
[0013]于本专利技术一个或多个实施例当中，还包括通过网关或相邻的智慧矿灯上传数据的传感器节点，该些传感器节点包括PM2.5传感器、一氧化碳传感器、温湿度传感器、光照度传感器中一种或多种。
[0014]本专利技术的有益效果是：基于UWB技术实现井下人员的检测与精确定位，方便地面监控人员实时掌握井下人员的活动情况以及可能因误入禁止区域，或离开指定作业区域而引发的事故，及时向监控人员和井下人员示警，有效预防事故发生。也方便在发生事故时精准定位与实施救援方案。同时，通过定位装置与智慧矿灯之间的近场传感识别，实现了矿灯“人来灯亮，人走灯灭”控制模式，并可按实际需求设置传感距离，保证井下照明。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的系统框架示意图。
具体实施方式
[0016]如下结合附图，对本申请方案作进一步描述：
[0017]参见附图1，本专利技术的基于UWB智慧矿灯的矿井照明定位系统包括：设置供井下人员携带并不断发出脉冲信号的定位装置，布局于井下区域的用于照明及接收上传井下人员信息的多个智慧矿灯，多个用于接收、存储及处理由智慧矿灯发出的信息并实时向上传输的网关，该网关通过有线或无线网络与该些智慧矿灯连接并通讯；以及通过网关收集智慧矿灯上传的信息和对智慧矿灯下达控制指令的地面服务器。
[0018]具体的，该定位置装包括具有微处理器和UWB定位模块，其可以是电子标签、手环等形态以便井下人员佩戴，其不断发出包含井下人员信息的信号；该智慧矿灯包括处理器及连接受控于该处理器的近场通讯器、联网模块和光源模块，该近场通讯器用于获取UWB定位模块发出的信号，该联网模块用于与网关连接通讯，其可以是WIFI或ZigBee模块；每一智慧矿灯在安装时被分配有唯一ID且给绑定至井下区域中的指定位置，故可根据ID指向对应的位置坐标；在井下区域还包括通过网关或相邻的智慧矿灯上传数据的传感器节点，该些
传感器节点包括PM2.5传感器、一氧化碳传感器、温湿度传感器、光照度传感器中一种或多种，用于实现环境中对应参数的控测。
[0019]基于上述系统的定位方法是：
[0020]在井下域区布局有多个智慧矿灯，每一智慧矿灯在安装时被分配有唯一ID且给绑定至井下区域中的指定位置；
[0021]通过井下人员携带的定位装置不断发出包含井下人员信息的信号，该信号由途经的智慧矿灯接收，从而响应进下人员接近或远离动作实现光源模块的开启或关闭，实现“人来灯亮，人走灯灭”控制模式；同时，还将获得的井下人员信息与在当前位置上的持续时刻信息上传；
[0022]智慧矿灯上传的信息由网关接收、存储、处理并实时向上传输；
[0023]地面服务器接收由网关上传的信息，在处理后获得并显示各智慧矿灯对应区域的井下人员信息及数量，地面服务器实时显示井人员当前位置，位置设定为延迟不超过5秒，静态情况下定位精度≤30厘米，动态情况下定位精度≤1米。同时，根据所接收到的井下人员信息、持续时刻信息、智慧矿灯ID所对应的位置信息建立轨迹档案，轨迹档案中记录井下人员各时刻的运动轨迹信息，该运动轨迹信息包括时间及位置坐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB智慧矿灯的矿井照明定位控制方法，其特征在于：设置供井下人员携带的定位装置，该定位装置所发射的定位信号中包含井下人员的信息；在井下区域上在布局有多个智慧矿灯，该智慧矿灯用于响应井下人员的接近或远离实现开启或关闭，以及获取并上传所接收到的井下人员信息；设置多个与该些智慧矿灯连接通信的网关，用于接收、存储及处理由智慧矿灯发出的信息，并实时向上传输；地面服务器接收由网关上传的信息，在处理后获得并显示各智慧矿灯对应区域的井下人员信息及数量。2.根据权利要求1所述的基于UWB智慧矿灯的矿井照明定位控制方法，其特征在于：地面服务器根据接收到的井下人员信息建立轨迹档案，轨迹档案中记录井下人员各时刻的运动轨迹信息，该运动轨迹信息包括时间及位置坐标，基于该运动轨迹信息实现对任意指定人员的任意指定时间段内历史运动轨迹进行查询和回放。3.根据权利要求1所述的基于UWB智慧矿灯的矿井照明定位控制方法，其特征在于：定位装置还用于发送求救信号，该求救信号由定位装置上的触发机构触发发出；地面服务器在接收到求救信号时通知地面人员启动救援，通知方式包括显示报警信息、警钟响鸣示或报警灯启动进行示警。4.根据权利要求1所述的基于UWB智慧矿灯的矿井照明定位控制方法，其特征在于：地面服务器对智慧矿灯进行区域划分并设置相应的区域进出条件，该区域进出条件包括指定区域禁入，或者是指定区域禁离；当检测到井下人员进入或离开指定区域情形时，地面服务器进行报警。5.根据权利要求1所述的基于UWB智慧矿灯的矿井照明定位控制方法，其特征在于：地面服务器设置有包含若干违章规则的数据库，根据所获得的井下人员信息及相应的运动轨迹信息判断其作业行业是否违章，在出现违章情形时向当事人和相关管理人员发出...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍伦，
申请(专利权)人：北京未来感知科技有限公司，
类型：发明
国别省市：