专利名称：适用于矿井等地下坑道的人员定位监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线定位、射频技术、分布式智能控制，尤其是对矿井等地下坑道内人员所处位置进行监测的系统。
背景技术：
目前，公知的无线定位系统是针对地面和海面目标的。而矿业的安全生产，急需随时掌握井下作业人员的数量和位置分布情况。
据了解当前已有将RFID即有源感应卡等用于人员定位的设想，思路是每人携带RFID或分立发射器，井下适当位置设置读卡器或接收机，通过有线网络联到中控室的计算机。这类方案除了不便携带和成本高等缺点外，对电池分立的发射器，有电量检测和电池更换的麻烦，而有源感应卡的电池不能更换。
实用新型内容为了满足矿业安全生产、强化管理的需求，本实用新型提供一种适用于矿井等地下坑道内人员的定位监测系统，用以随时记录和查询井下作业人员的数量和位置分布、任一人员指定时刻所处区域。
本实用新型提供的人员定位监测系统，包括每人一个随身配备的无线编码发射器、分布于井下固定位置的数据监测分站、置于井上中控室内的数据中心站和中控计算机，无线编码发射器到数据监测分站之间通过无线电通讯，各数据监测分站到数据中心站之间采用现场总线连接，数据中心站到中控计算机间通过串行或并行接口连接。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一、无线编码发射器，包括小封装、宽电压的单片机、微型短距无线发射模块、电源保护电路、印制电路板PCB，单片机的一个I/O管脚与发射模块的输入端相连，单片机和发射模块的电源端与保护电路相连，代表身份特征的编码信息保存在单片机内的不挥发存储器内，由单片机控制自动发射。整个无线编码发射器电路集成在一片小巧的扇环形电路板上，嵌入普通矿灯的灯头内，共享矿灯的电池。
二、数据监测分站，包括单片机、无线接收模块、现场总线联网模块、电源模块、印制电路板PCB，单片机的一个I/O管脚与接收模块的输出端相连，单片机的数据总线与控制总线分别跟现场总线联网模块的相应管脚相连，它们的电源端与电源模块相连，分站电路装配在电路板PCB上。
三、数据中心站，包括单片机、PC通讯模块、现场总线联网模块、存储电路、时钟电路、电源模块、印制电路板PCB，单片机的管脚分别跟串行通讯模块、现场总线模块、存储器、时钟电路的相应管脚相连，它们的电源端与电源模块相连，中心站电路装配在电路板PCB上。
四、中心站和各监测分站之间，采用CAN总线联网，抗干扰性强，传输距离远。
以上技术方案的采用，保证了本实用新型能满足矿业的实际需求，可自动记录从各监测分站附近经过的井下人员的身份、时间和位置等信息，以备统计、查询和管理。
本实用新型的有益效果是，在对井下人员完全“透明”的前提下，自动传输并保存人员的身份、所处位置与时间的实时记录，为企业的日常管理乃至抢险搜救，提供了翔实的科学依据。尤其因其对使用人员“透明”的性能，使之便于推广和应用。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。


图1是本实用新型的系统组织结构图；图2是本实用新型的无线编码发射器的电路原理图；图3是本实用新型的无线编码发射器的具体实施例的印制电路板图；图4是本实用新型的数据监测分站的电路原理图；图5是本实用新型的数据中心站的电路原理图；图中，1.无线编码发射器，2.数据监测分站，3.数据中心站，4.中控计算机，5.CAN总线，11.单片机，12.电源保护电路，13.发射模块，21.单片机，22.接收模块，23.CAN总线模块，24.电源模块，31.单片机，32.电源模块，33.时钟电路，34.存储电路，35.CAN总线模块，36.PC通讯模块。
具体实施方式
在图1中，无线编码发射器(1)，自动发射身份编码，数据监测分站(2)分布于井下固定位置，自动将接收到的身份编码连同位置、时间信息，通过CAN总线(5)，传输到数据中心站(3)，数据中心站(3)和中控计算机(4)位于中控室内，由中控计算机(4)上运行的控制软件，完成登记、记录、统计、查询、显示等管理功能，从而实现对矿井等地下坑道内人员的定位监测。
图2的无线编码发射器，包括单片机(11)、电源保护电路(12)、发射模块(13)，单片机(11)的一个I/O管脚与发射模块(13)的输入端相连，单片机(11)和发射模块(13)的电源端与保护电路(12)相连；图3的无线编码发射器，电路集成在一片小巧的扇环形电路板上，嵌入普通矿灯的灯头内，共享矿灯的电池，不再需要单独供电，也不再需要单独的外壳。
图4的数据监测分站，包括单片机(21)、无线接收模块(22)、CAN总线模块(23)、电源模块(24)，单片机(21)的一个I/O管脚与接收模块(22)的输出端相连，单片机(21)的数据总线与控制总线分别跟CAN总线模块(23)的相应管脚相连，它们的电源端与电源模块(24)相连；图5的数据中心站，包括单片机(31)、电源模块(32)、时钟电路(33)、存储电路(34)、CAN总线模块(35)、PC通讯模块(36)，单片机(31)的数据总线与控制线分别跟PC通讯模块(36)、CAN总线模块(35)、存储电路(34)、时钟电路(33)的相应管脚相连，它们的电源端与电源模块(32)相连。
权利要求1.适用于矿井等地下坑道内人员的定位监测系统，其特征在于无线编码发射器(1)由人员随身配备，数据监测分站(2)分布于坑道内固定位置，数据中心站(3)和中控计算机(4)置于中控室内，所述无线编码发射器(1)到数据监测分站(2)之间通过无线电通讯，所述数据监测分站(2)到数据中心站(3)之间通过CAN总线(5)连接，数据中心站(3)到中控计算机(4)间通过串行接口连接，其中所述无线编码发射器(1)，组成部分为单片机(11)、电源保护电路(12)、发射模块(13)，单片机(11)的一个I/O管脚与发射模块(13)的输入端相连，单片机(11)和发射模块(13)的电源端与保护电路(12)相连；所述数据监测分站(2)，组成部分为单片机(21)、无线接收模块(22)、CAN总线模块(23)、电源模块(24)，单片机(21)的一个I/O管脚与接收模块(22)的输出端相连，单片机(21)的数据总线与控制总线分别跟CAN总线模块(23)的相应管脚相连，它们的电源端与电源模块(24)相连；所述数据中心站(3)，组成部分为单片机(31)、电源模块(32)、时钟电路(33)、存储电路(34)、CAN总线模块(35)、PC通讯模块(36)，单片机(31)的数据总线与控制线分别跟PC通讯模块(36)、CAN总线模块(35)、存储电路(34)、时钟电路(33)的相应管脚相连，它们的电源端与电源模块(32)相连。
2.根据权利要求1所述的适用于矿井等地下坑道内人员的定位监测系统，其特征是，所述无线编码发射器(1)，集成在一片小巧的扇环形电路板上，被安置在矿灯灯头的壳体之内。3.根据权利要求1所述的适用于矿井等地下坑道内人员的定位监测系统，其特征是，所述无线编码发射器(1)，供电端直接连接到矿灯的电池。
专利摘要适用于矿井等地下坑道的人员定位监测系统，其组成部分为每人一个随身配备的无线编码发射器、分布于井下固定位置的数据监测分站、置于井上中控室内的数据中心站和中控计算机，其中无线编码发射器到数据监测分站之间，通过无线电通讯，各分站到中心之间采用CAN总线连接，中心站到计算机间通过串行或并行接口连接。本实用新型的有益效果是，在对井下人员完全“透明”的前提下，自动采集矿井等地下坑道内人员的身份、所处位置与时间的实时记录，为企业的日常管理乃至抢险搜救，提供了详实的科学依据。
文档编号G01S1/02GK2818787SQ20042005838
公开日2006年9月20日 申请日期2004年12月10日 优先权日2004年12月10日
发明者张耀, 刘洪波 申请人:张耀