矿井人员精确定位系统(包建军).ppt

区域定位与精确定位 小区定位方法 RSSI无线定位方法 SDS-TW-TOA无线测距方法 关键技术实现 – 无线定位 关键技术实现 – 无线定位 关键技术实现 – 无线定位 KGE37D KJF90精确定位分站 KJF91精确定位接受器 KJ69J精确定位系统软件 KJ69J精确定位系统软件 KJ69J系统总结 KJ69J兼容方法-发射器 KJ69J兼容方法-分站与接收器 KJ69J兼容方法-系统改造 推广应用情况 存在问题与改进设想 * 煤炭科学研究总院常州自动化研究院天地(常州)自动化股份有限公司 矿井人员精确定位系统 天地(常州)自动化股份有限公司 通信研究所: 包建军 2010-12-11 目前煤矿投入使用的人员位置监测系统基本只包括对井下人员所在区域范围的查询与统计，跟据所用技术的不同，区域覆盖半径范围从30到300米。由于不能提供精确、实时的位置信息，一旦矿井发生紧急事故或灾害，现有的区域人员定位系统将无法为抢险救援提供关键的信息支持。 精确定位系统能够支持对井下人员和设备的实时跟踪,对移动速度小于5米/秒的节点,定位平均误差可控制在3米以内，精确定位系统可以记录某一时刻点，井下作业人员所处的确定位置，为灾后救援提供关键数据。 读卡分站及无线收发器上连接泄露电缆，以线性分布的射频信号实现巷道长距离信号连续覆盖，在重点及关键区域密集设置定位器，实现准精确定位 。 天一众合KJ133人员定位系统，定位精度± 10米。 定位精度低，可靠性差，定位参照点多，数据量大，系统可维护性差。 RSSI是目前Zigbee和WiFi网络采用的主要定位方法，它依据无线信号的传输损耗模型计算移动节点与锚节点间的距离，大尺度对数距离传输损耗模型如下式表述： 上式中，为距离发射点d米处的接受信号强度表达式db.m，为接受功率的参考点；为该节点的发射功率；为实际的路径损耗指数；为自由空间路径损耗指数，；为0均值的高斯分布随机变量，标准偏差为，越大，表示模型的不确定性越大。 无线信号的传输损耗模型受环境影响大，尤其在传播模型复杂的煤矿井下，点到点的传输损耗无法统一建模，往往必须依靠增加锚节点的密度通过全局优化算法来控制定位误差。 采用必威体育精装版IEEE 802.15.4a技术规范定义的高精度无线定位方法：SDS-TW-TOA(Symmetric-Double-Sides Two-Way Time-Of-Arrival) 对称双边双向到达时间。 一维单点定位适用于巷道的尽头，人员单侧移动的场合。 双点一维定位适用于长距离双向巷道。 三点二维定位适用于较大的平面工作场合。 KGE37D精确定位发射器，定位精度小于3米。 具有中文短信接受功能，短信最大长度为25个汉字，可采用单呼、组呼和广播三种方式发送，并采用存储转发机制提高收发可靠性。 具有紧急呼叫功能，当危险发生时，携带者可通过按钮向井上发送警报信息。 具备低电量自动报警功能。 基于ARM7的嵌入式多任务内核。 具有10M/100M以太网络、CAN 2.0B、RS485三种可选通讯模式。 具有多路开关量输入、输出接口。 具备液晶显示与遥控接受功能。 基于ARM7的嵌入式多任务内核。 具有RS485通讯模式，具有多路开关量输入、输出接口。 具备短信发送缓冲、执行以及实时定位计算功能 可伸缩的系统架构 为了实现系统的可伸缩性能，同时提供对二层次传统Client/Server模型以及三层次Browser/Server模型的支持，系统将整个软件系统从逻辑上重新划分为通讯处理平台、数据库中心、Web应用服务器、综合处理客户端四个基本构件。根据实际的应用需求，这四个基本构件可以安装在同一台物理机器上，也可以分别安装在不同的机器上或进行冗余配置。为了实现不同地域不同人员对系统的联网使用要求，通过综合处理客户端或通用浏览器就能够实现对系统的多源并发访问。 TCP/IP 通讯子系统 SQL SERVER 2000 数据管理子系统 考勤管理子系统 定位跟踪子系统 救灾辅助子系统 ODBC ODBC 分站2 分站n 分站1 … 安全报警子系统 支持实时跟踪的二维矢量图形系统