专利名称：工矿井下人员无线连续定位系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种定位系统，特别是一种用于工矿井下人员的定位系统。
背景技术：
现有技术中，对于工矿井下人员一般采用两种定位系统1.采用有源RFID技术的工矿井下人员定位系统从RFID技术标准组织，国际标 准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)、国际电信联盟(ITU)、世界邮联(UPU)、区域性标 准化机构(如EPC global、UID Center、CEN)、国家标准化机构(如BSI、ANSI、DIN)和产 业联盟(如ATA、AIAG、EIA)等所发布的相关标准(例如JS0/IEC 18000系列RFID标准、 IS0/IEC15961、IS0/IEC 15862 读写器数据编码内容和接口协议、IS0/IEC 14443 和 ISO/ IEC 15693、IS011784/85、EPCC0/C1/C2/G2等等)可以了解到RFID适合应用于图书馆、产 品跟踪、邮局、医药、收费站等等，而国内某些企业将其应用在工矿井下人员定位系统是偷 换概念，人员定位系统属于实时定位系统领域，而RFID技术不能作为实时定位系统的无线 通信技术，因为RFID技术只能做到RFID基站只能识别进入RFID基站无线信号覆盖范围 内的RFID标签，一旦RFID标签进入RFID基站覆盖范围后，RFID基站是无法识别其所在位 置的，也就是说基于RFID技术的所谓人员定位系统根本无法完成实时定位。2.采用ZigBee技术的工矿井下人员定位系统目前采用ZigBee技术的工矿井下 人员定位系统的企业基本上都是采用Chipcon公司的CC2430芯片，该芯片集成了 CC2420RF 收发器和一个8051的核，该芯片具备RSSI (接收信号强度指示)功能，这也正是某些企业 采用该芯片做为工矿井下人员定位系统核心芯片的原因，因为RSSI属于实时定位系统范 畴中的一种方法，但是该方法受环境的影响非常大(主要是环境对无线信号强度的影响)， 同时基于该方法的实时定位系统需要部署价格昂贵的天线阵列(用于准确识别各个区域 的无线信号的强度)，才能达到一定的测距精度。也就是说基于ZigBee技术的工矿井下人 员定位系统有两个非常突出的问题系统造价成本非常高和环境的些许变化对定位精度的 影响相当致命。

实用新型内容针对上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种可以实时定位、成本低、 环境变化影响小且定位精度高的工矿井下人员无线连续定位系统。为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案—种工矿井下人员无线连续定位系统，包括若干个标签、若干个基站，所述基站依 次连接有线数据传输设备和定位处理装置；每个所述标签包括标签时码分算法装置、所述标签时码分算法装置连接标签核心 调度装置，所述标签核心调度装置分别连接伺服装置、自举装置、标签无线通信装置和标签 测距装置，所述伺服装置和所述自举装置分别连接标签无线通信协议栈装置、所述标签无 线通信协议栈装置连接所述标签无线通信装置，所述标签测距装置连接所述标签无线通信装置；每个所述基站包括基站时码分算法装置、所述基站时码分算法装置连接基站核心 调度装置、所述基站核心调度装置分别连接扫描装置、注册装置、基站测距装置、基站无线 通信装置和基站有线通信协议栈装置，所述扫描装置和所述注册装置分别连接基站无线通 信协议栈装置，所述基站无线通信协议栈装置连接所述基站无线通信装置，所述基站测距 装置连接所述基站无线通信装置，所述基站有线通信协议栈装置连接基站有线通信装置；所述基站无线通信装置连接所述标签无线通信装置。本实用新型的工矿井下人员无线连续定位系统，其中每个所述基站通过所述基站 有线通信装置连接所述有线数据传输设备。由于本实用新型工矿人员定位系统，采用基站和标签双边双路对称测距，可以实 现实时测距，同时双边双路测距方法论也是实时定位系统业界公认的目前最好的、成本最 低的实时定位系统解决方案，且不依赖于信号的强弱，也就是说环境的变化对这种算法不 会产生任何影响，同时对天线没有特殊要求，也就是说这种定位系统不会因为天线问题而 使工矿井下人员定位系统的整体造价成本提升。

图1是本实用新型工矿井下人员无线连续定位系统的系统框图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型工矿井下人员无线连续定位系统的实施方式进行详 细说明。参见图1，本实用新型工矿井下人员无线连续定位系统，包括若干个标签1、若干 个基站2，基站2依次连接有线数据传输设备3和定位处理装置4 ；其中每个标签1包括标签时码分算法装置101、标签核心调度装置102、伺服装置 103、标签无线通信协议栈装置104、标签无线通信装置105、自举装置106和标签测距装置 107 ；每个基站2包括基站时码分算法装置201、基站核心调度装置202、扫描装置203、 基站无线通信协议栈装置204、基站无线通信装置205、注册装置206、基站测距装置207、基 站有线通信协议栈装置208和基站有线通信装置209。基站时码分算法装置201连接基站核心调度装置202，并根据各个基站1的地址和 上一个时间负载的个数来计算发送扫描包的时间，到时则基站核心调度装置202调取扫描 装置203进行扫描；基站核心调度装置202调取扫描装置203进行对标签1的扫描；扫描装置203发 送扫描广播包到基站无线通信协议栈装置204中，基站无线通信协议栈装置204接收到扫 描广播包后通过基站无线通信装置205将扫描广播包发送给标签无线通信装置105。标签无线通信装置105将接收到的扫描广播包发送给标签无线通信协议栈104， 标签无线通信协议栈装置104将接收到扫描广播包的信息告知标签核心调度装置102，标 签核心调度装置102调取伺服装置103将扫描广播包进行解析；标签时码分算法装置101 根据基站1的地址和基站1上一个时间负载个数以及标签1自身的地址计算自举的时间点，到时则标签核心调度装置102调用自举装置106发送注册信息包，自举装置106将注册 信息包发送给标签无线通信协议栈装置104，标签无线通信协议栈装置104将注册信息包 通过标签无线通信装置105发送给基站无线通信装置205，基站无线通信装置205将注册信 息包发送给基站无线通信协议栈装置204，基站无线通信协议栈装置204将注册信息包发 送给注册装置206，基站核心调度装置202调取注册装置206对注册信息包进行解析，并记 录标签1的信息，同时调取基站测距装置207发送测距包，基站测距装置207直接通过基站 无线通信装置205发送测距包，标签无线通信装置105直接反馈测距包给基站无线通信装 置205，并发送测距信息给标签核心调度装置102，基站无线通信装置205将测距信息发送 给基站核心调度装置202，基站核心调度装置202调取基站测距装置207记录测距信息；标 签核心调度装置102调取标签测距装置107记录测距信息，通过标签无线通信装置105发 送测距包给基站无线通信装置205，基站无线通信装置205发送接收测距包信息给基站核 心调度装置202，基站核心调度装置202调取基站测距装置207记录测距信息，计算基站2 与标签1之间的距离，基站核心调度装置202调取基站有线通信协议栈装置208通过基站 有线通信装置209发送距离信息给有线传输设备3，有线传输设备3将低速通信方式转换为 高速通信方式将距离信息发送到定位处理装置4，定位处理装置4通过定位算法进行计算， 得到标签1和基站2之间的位置关系以及标签位置，并存储标签位置在本地服务器和客户 端服务器上进行展示。由于本实用新型工矿人员定位系统，采用基站和标签双边双路对称测距，工矿井 下工作人员佩戴标签进行工作，通过基站扫描标签，可以实现实时测距，同时双边双路测距 方法论也是实时定位系统业界公认的目前最好的、成本最低的实时定位系统解决方案，且 不依赖于信号的强弱，也就是说环境的变化对这种算法不会产生任何影响，同时对天线没 有特殊要求，也就是说这种定位系统不会因为天线问题而使工矿井下人员定位系统的整体 造价成本提升。以上的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的 范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实 用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护 范围内。
权利要求1.一种工矿井下人员无线连续定位系统，包括若干个标签(1)、若干个基站(2)，所述 基站(2)依次连接有线数据传输设备(3)和定位处理装置(4)；其特征在于，每个所述标签(1)包括标签时码分算法装置(101)、所述标签时码分算法 装置(101)连接标签核心调度装置(102)，所述标签核心调度装置(102)分别连接伺服装 置(103)、自举装置(106)、标签无线通信装置(105)和标签测距装置(107)，所述伺服装置 (103)和所述自举装置(106)分别连接标签无线通信协议栈装置(104)、所述标签无线通信 协议栈装置(104)连接所述标签无线通信装置(105)，所述标签测距装置(107)连接所述标 签无线通信装置(105)；每个所述基站(2)包括基站时码分算法装置(201)、所述基站时码分算法装置(201) 连接基站核心调度装置(202)、所述基站核心调度装置(202)分别连接扫描装置(203)、注 册装置(206)、基站测距装置(207)、基站无线通信装置(205)和基站有线通信协议栈装 置(208)，所述扫描装置(203)和所述注册装置(206)分别连接基站无线通信协议栈装置 (204)，所述基站无线通信协议栈装置(204)连接所述基站无线通信装置(205)，所述基站 测距装置(207)连接所述基站无线通信装置(205)，所述基站有线通信协议栈装置(208)连 接基站有线通信装置(209)；所述基站无线通信装置(205)连接所述标签无线通信装置(105)。
2.根据权利要求1所述的工矿井下人员无线连续定位系统，其特征在于，每个所述基 站(2)通过所述基站有线通信装置(209)连接所述有线数据传输设备(3)。
专利摘要一种工矿井下人员无线连续定位系统，包括若干个标签、若干个基站，基站依次连接有线数据传输设备和定位处理装置，每个标签包括标签时码分算法装置、标签核心调度装置、伺服装置、标签无线通信协议栈装置、标签无线通信装置、自举装置和标签测距装置，每个基站包括基站时码分算法装置、基站核心调度装置、扫描装置、基站无线通信协议栈装置、基站无线通信装置、注册装置、基站测距装置、基站有线通信协议栈装置和基站有线通信装置。从而提供一种可以实时定位、成本低、环境变化影响小且定位精度高的工矿井下人员无线连续定位系统。
文档编号G01S5/00GK201789634SQ20102019250
公开日2011年4月6日 申请日期2010年5月17日 优先权日2010年5月17日
发明者张建琴, 祝司占 申请人:北京浩井科技有限责任公司