井下人员定位系统设计原理
发布时间：2017-07-19 点击次数：2368次
1.井下人员定位原理
井下人员定位系统将服务器结构（BS）安装在井下需要监控的地方，分布区域的大 小可视井下具体环境而定，无线通信设备（SDR设备）插在矿工的矿帽上。采用信号强度检测的方法，实现地面控制中心对井下人员的实时通信与位置监测。 SDR设备内部设有各种芯片，如：Ch ipcon公司的CC1010无线收发芯片，CC1010集成了射频发射、射频接收、PLL频率合成、FSK调制解调、可编程控制等多种功能。它配置最常 用的通信参数，如接收/发射方式、射频输出的功率、射频输出频率、数据传输率和数据编码等。
系统采用的定位算法主要是基于信号强度测距法，在已知发射功率的情况下，在接收 点测量接收功率，通过测量接收到的信号强度可以推算出井下移动物体到基站的距离，计算传播损耗，使用理论和经验的信号传播模型将传播损耗转化为距离。得到 SDR与BS之间的大概距离后，采用三边测距法计算出SDR的位置。三边计算的理论依据是，在三维空间中，知道了一个SDR设备到三个BS的距离来确定该 点的坐标。三边测距法在二维平面上用几何图形表示出来的意义是:当得到未知节点到一个锚节点的距离时，就可以确定此未知节点在以此锚节点为圆心、以距离为 半径的圆上;得到未知节点到3个锚节点的距离时，3个圆的交点就是未知节点的位置。
2.井下人员定位系统工作原理
人员定位系统的工作原理 ：在井下需要进行人员跟踪的区域和巷道中根据现场具体需要放置一定数量的无线标识传感器，通常情况下只需要放置一个即可跟踪巷道进出人员情况。将无线标识 传感器与多功能分站连接并通过传输总线与地面计算机连接。为需要进行人员跟踪定位的下井人员佩带一个无线标签，当下井人员进入井下以后，只要通过或接近放 置在巷道内的任何一个无线标识传感器，无线标识传感器便会马上感应到信号，并上传到中心站主
机，这样中心站主机就可判断出具体信息（如：是谁，在哪个位置，具体时间），同时可把它显示在控制中心的大屏幕或电脑显示 屏上，并做好备份。管理者也可以根据大屏幕上或电脑上的分布示意图查看某一区域，计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。中心站主机会根据一段时 间的人员出入信息整理出这一时期的每个下井人员的各种出勤报表。
7.3.2井下人员定位系统的选择
选用矿上已安装使用的由重庆梅安森科技发展有限责任公司研制成功并推广使用、重庆普联电气成套设备有限公司生产的KJ237型矿井人员跟踪定位系统。
该系统采用无线射频识别技术，可通过识别卡对入井人员的实时位置、入井路线、出 入井时间进行自动统计和显示，且具有人员监测查询、统计考勤、系统定位、紧急呼救四大功能。每个入井人员的标识卡上都有紧急呼救按钮,如遇紧急情况时,按 动呼救按纽,地面主机瞬间便可做出反映并报警。该系统可对井下作业情况进行实时监控，杜绝职工考空勤、脱岗等违规现象，为该矿的现场指挥、紧急救援提供了 可靠保障。
7.4视频监控系统
视频监控系统是由摄像、传输、控制、显示、记录登记5大部分组成。摄像机通过同 轴视频电缆将视频图像传输到控制主机，控制主机再将视频信号分配到各监视器及录像设备，同时可将需要传输的语音信号同步录入到录像机内。通过控制主机，操 作人员可发出指令，对云台的上、下、左、右的动作进行控制及对镜头进行调焦变倍的操作，并可通过控制主机实现在多路摄像机及云台之间的切换。利用特殊的录 像处理模式，可对图像进行录入、回放、处理等操作，使录像效果达到最佳。
