基于CSS的隧道施工人员定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于CSS的隧道施工人员定位系统，包括控制终端机、若干电子标签、若干基站；所述电子标签包括相互连接的第一CSS发射器、第一通信测试模块、第一电源模块；所述基站包括相互连接的第二电源模块、第二CSS发射器、第二通信测试模块、主控芯片；所述控制终端机包括相互连接的服务器、输入输出设备；基站与服务器通过有线或无线方式连接。本实用新型专利技术的基于CSS的隧道施工人员定位系统定位精确、稳定性高，能排除信号突然中断的情况，保证施工安全。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种局部定位系统，尤其涉及一种隧道施工人员定位系统。
技术介绍
我国是公路隧道和铁路隧道最多的国家。生产安全成为社会的一个突出问题。煤矿、地铁、隧道施工企业对生产的信息化，灾变的快速反应，离不开对人员的高水平信息化的管理。隧道施工人员的定位系统在遏制超定员生产、事故应急救援、领导洞内带班管理、特种作业人员管理、洞内作业人员考勤定位等方面发挥着重要作用。现有的隧道施工人员定位系统虽然具有隧道人员定位、路径跟踪、短消息交流、考勤统计人工信息等多项功能，在员工管理上具有强大的作用，但对人员定位的精确度还不能尽如人意。由于隧道内无法使用GPS定位，国内主要采用RFID技术。为了测量二维位置，必·须以多个基站同时测量与电子标签的距离，整合距离信息计算出电子标签的位置。而基于RFID技术施工人员带着的电子标签是无源器件，其工作能量由基站发出的能量提供，这就决定了只有距离较近的基站才能精确读取电子标签的距离信息，而距离较远的基站只能得到模糊的距离数据，导致最后整理的位置信息误差较大。当电子标签与基站之间存在障碍物时，信号会中断，会降低位置测量的精确性。人员的位置信息的准确度直接决定事故的伤亡程度，提高定位精确度是隧道施工人员定位系统的重要课题。
技术实现思路
针对上述现有技术不足，本技术要解决的技术问题是提供一种隧道施工人员定位系统，提高人员定位的精确度，降低出现事故时的伤亡程度。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为，一种基于CSS的隧道施工人员定位系统，包括控制终端机、若干电子标签、若干基站；所述电子标签包括相互连接的第一 CSS发射器、第一通信测试模块、第一电源模块；所述基站包括相互连接的第二电源模块、第二 CSS发射器、第二通信测试模块、主控芯片；所述控制终端机包括相互连接的服务器、输入输出设备；基站与服务器通过有线或无线方式连接。CSS(即Chirp SpreadSpectrum，线性调频扩频)技术，可以有多频率扫频发射功能，由于不同频率的信号衰减程度不一样，用CSS技术可以使定位更精确；电子标签为有源器件，使电子标签本身可以进行信号发射，保证远距离基站的接收，从而提高整合时的数据精度。作为本技术的一种优选，所述基站还包括网络变压器，该网络变压器分别与第二电源模块、第二 CSS发射器、第二通信测试模块、主控芯片连接；所述基站通过网络变压器与服务器有线连接或无线连接或有线无线同时连接。这样的结构，使基站同时具有无线连接和有线连接的功能。有线无线同时连接是指基站与服务器之间同时建立有线和无线连接关系，平时可用有线方式连接，降低信号干扰和能量损耗，当连接线受突发事件影响而断线时，可以通过无线方式传输信号，保证信号的传送。基站与服务器之间还可以是单一地采用有线连接或单一地采用无线连接，简化了设备的安装和设置过程，但未能把两者的优点结合。作为本技术的一种优选，基站与基站之间通过网络变压器有线或无线连接。这样的结构使隧道洞深处的基站可以把信息通过其他基站发送至服务器。作为一种优选，所述第一 CSS发射器和第二 CSS发射器均设有时域反射发射模块和频域反射模块。这样的结构使电子标签与基站之间存在障碍物时，信号也不会突然中断。实现与射频技术的融合，同时采用两种检测技术进行测距，是测距结果具有互相检验的效果，提闻精度。作为一种优选，所述第二电源模块包括AC/DC隔离电源、电池充放电电路、供电电路。本技术的基于CSS的隧道施工人员定位系统定位精确、稳定性高，能排除信号突然中断的情况，保证施工安全。附图说明图I是本技术基于CSS的隧道施工人员定位系统的结构示意图。图2是本技术基于CSS的隧道施工人员定位系统的电子标签结构示意图。图3是本技术基于CSS的隧道施工人员定位系统的基站结构示意图。其中，I、控制终端机；11、服务器；12、输入输出设备；2、电子标签；21、第一 CSS发射器；22、第一通信测试模块；23、第一电源模块；3、基站；31、第二电源模块；311、AC/DC隔离电源；312、电池充放电电路；313、供电电路；32、第二 CSS发射器；33、第二通信测试模块；34、主控芯片；35、网络变压器；4、模糊定位区；5、精确定位区。具体实施方式如图I、图2和图3所示，本技术的基于CSS的隧道施工人员定位系统，包括控制终端机I、若干电子标签2、若干基站3 ;所述电子标签2包括相互连接的第一 CSS发射器21、第一通信测试模块22、第一电源模块23 ;所述基站3包括相互连接的第二电源模块31、第二 CSS发射器32、第二通信测试模块33、主控芯片34 ;所述控制终端机I包括相互连接的服务器11、输入输出设备12 ;所述基站3还包括网络变压器35，该网络变压器35分别与第二电源模块31、第二 CSS发射器32、第二通信测试模块33、主控芯片34连接；所述基站3通过网络变压器35与服务器11有线连接或无线连接或有线无线同时连接。有线无线同时连接是指基站3与服务器11之间同时建立有线和无线连接关系，平时可用有线方式连接，降低信号干扰和能量损耗，当连接线受突发事件影响而断线时，可以通过无线方式传输信号，保证信号的传送。基站3与服务器11之间还可以是单一地采用有线连接或单一地采用无线连接，这样虽然可以简化设备的安装和设置操作，但这能实现有线或无线的单一优点，未能把两者的优点结合。基站3与基站3之间通过网络变压器35有线或无线连接。基站3与服务器11之间、基站3与其他基站3之间还可以通过其他有线或无线方式连接。所述第一 CSS发射器21和第二 CSS发射器32均设有时域反射发射模块和频域反射模块。所述第二电源模块31包括AC/DC隔离电源311、电池充放电电路312、供电电路313。工作状态如图I所示,在隧道洞内以一个参考点(例如洞口)作为原点，建立x-y坐标系，隧道洞内的二衬区域设为模糊定位区域4，掌子面区域为精确定位区域5。在模糊定位区4内，采用电子标签2主动发起定位，在精确定位区5采用基站3轮询方式定位。第一通信测试模块22、第二通信测试模块33通过检测信号的衰减程度作为距离数据信息，发送至服务器11进行整合计算，服务器11再把电子标签2位置信息发送到输入输出设备12，操作员可通过输入输出设备12对服务器11进行命令操作，向基站3发送信息。对本 领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本技术权利要求的保护范围之内。权利要求1.一种基于CSS的隧道施工人员定位系统，包括控制终端机、若干电子标签、若干基站；其特征在于所述电子标签包括相互连接的第一 CSS发射器、第一通信测试模块、第一电源模块；所述基站包括相互连接的第二电源模块、第二 CSS发射器、第二通信测试模块、主控芯片；所述控制终端机包括相互连接的服务器、输入输出设备；基站与服务器通过有线或无线方式连接。2.根据权利要求I所述的基于CSS的隧道施工人员定位系统，其特征在于所述基站还包括网络变压器，该网络变压器分别与第二电源模块、第二 CSS发射器、第二通信测试模块、主控芯片连接；所述基站通过网络变压器与服务器有线连接或无线连接或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CSS的隧道施工人员定位系统，包括控制终端机、若干电子标签、若干基站；其特征在于：所述电子标签包括相互连接的第一CSS发射器、第一通信测试模块、第一电源模块；所述基站包括相互连接的第二电源模块、第二CSS发射器、第二通信测试模块、主控芯片；所述控制终端机包括相互连接的服务器、输入输出设备；基站与服务器通过有线或无线方式连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：乔海晔，俞庆生，谭显波，梁广玲，陈友莲，卢东亮，
申请(专利权)人：佛山职业技术学院，
类型：实用新型
国别省市：