目前井下定位系統(tǒng)有RFID、Zigbee等定位技術(shù),這些定位系統(tǒng)能夠及時、準(zhǔn)確地將井下各個區(qū)域人員和移動設(shè)備情況的動態(tài)反映到地面指揮管理系統(tǒng),幫助管理者合理地開展調(diào)度和管理工作。雖然這些技術(shù)在井下礦山中廣泛應(yīng)用,但在實際應(yīng)用中也存在著不足的地方。比如現(xiàn)有井下定位系統(tǒng)屬于被動式定位的技術(shù)架構(gòu),定位過程依賴于井下供電和通訊系統(tǒng)。一旦井下出現(xiàn)供電或信號不穩(wěn)定的情況,定位系統(tǒng)就不能正常工作,無法滿足突發(fā)狀況下的應(yīng)急定位和救援定位的要求。針對現(xiàn)有井下定位系統(tǒng)存在問題和不足,從應(yīng)急定位和主動式定位的角度,提出了一種地磁匹配與射頻組合定位方法,簡稱GRPM（Geomagnetic and Radio Positioning Method）井下定位方法,并對GRPM定位原理、井下地磁場變化擾動規(guī)律、井下地磁圖適配性及匹配算法方面展開了研究。在地磁指紋匹配原理的基礎(chǔ)上,引入巷道標(biāo)簽識別初定位,形成了GRPM井下定位的原理,構(gòu)建了標(biāo)簽識別與地磁匹配過程的數(shù)學(xué)模型。按照主動式定位的原則,進(jìn)行了GRPM井下定位系統(tǒng)硬件和軟件的需求分析,設(shè)計了GRPM定位原形系統(tǒng)的整體架構(gòu)、主要功能,以及與已有定位方法的共享機... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：153 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

井下RFID定位系統(tǒng)架構(gòu)圖

華北理工大學(xué)博士學(xué)位論文-4-坐標(biāo)和測量RSSI值傳輸給中央信息處理器，中央信息處理器運用相關(guān)算法計算出目標(biāo)節(jié)點的坐標(biāo)值，再反向傳輸給各個參考節(jié)點對比修正，是一種數(shù)據(jù)密集型計算[15,16]。Zigbee定位系統(tǒng)主要有無線采集設(shè)備、標(biāo)識卡（人員定位卡）、信號傳輸半裝置、信息處理平臺等四部分組成，圖2所示為Zigbee定位系統(tǒng)拓?fù)鋱D。圖2井下Zigbee定位系統(tǒng)架構(gòu)Fig.2DownholeZigbeelocationsystemarchitecture（1）無線采集設(shè)備。安裝在井下的無線采集設(shè)備例如無線基站，實現(xiàn)對標(biāo)識中數(shù)據(jù)的采集并通過有線和無線兩種方式將信息發(fā)送給信息處理平臺，同時承載其它無線基站數(shù)據(jù)信息的中繼轉(zhuǎn)發(fā)功能。（2）標(biāo)識卡。人員或車輛攜帶的識別卡，主要是通過定時向系統(tǒng)發(fā)出射頻信號進(jìn)行注冊，來實現(xiàn)人員或車輛的定位。（3）信號傳輸裝置。例如電源、隔離轉(zhuǎn)換器等。轉(zhuǎn)換器主要是完成井上信息處理中心與井下無線基站之間的數(shù)據(jù)傳輸通道。電源對無線基站進(jìn)行供電，將井下非本安高壓交流電轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需的本安低壓直流電，并能在斷電情況下自動使用蓄電池進(jìn)行供電，在通電情況下自動給蓄電池進(jìn)行充電。（4）信息處理平臺。主要負(fù)責(zé)各網(wǎng)絡(luò)傳輸點所發(fā)信息的存儲，并能對信息進(jìn)行分析處理和顯示，將信意以網(wǎng)絡(luò)形式供其它有權(quán)限的成員查閱。

第1章緒論-5-Zigbee無線通信定位技術(shù)實現(xiàn)了井下人員的較精確定位和考勤。主要功能有：查詢當(dāng)前井下人員分布；井下人員跟蹤且顯示井下人員行蹤；統(tǒng)計查詢進(jìn)入特殊區(qū)域的人員；下井人員考勤管理；井下人員的定位，尋呼及遇險緊急求救；可以利用現(xiàn)有的通信平臺實現(xiàn)其它信息的接人等。適用于礦井下巷道多曲折、多風(fēng)門等結(jié)構(gòu)特點，及電源供電限制嚴(yán)格、煤炭行業(yè)資金短缺等特點。盡管它有著較低數(shù)據(jù)傳輸率，但是這一傳輸速度仍能夠滿足井下人員定位考勤系統(tǒng)的需求。3）Wi-Fi定位系統(tǒng)Wi-Fi是一種支持無線局域網(wǎng)以及短距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，也稱為802.11X，Wi-Fi技術(shù)具有可靠性高、速度快，快速部署等優(yōu)點，通過在礦山巷道中布置合理的Wi-Fi基站熱點，每個下井的人員隨身攜帶一個記錄著人員身份信息的Wi-Fi智能終端設(shè)備，該人員攜帶的設(shè)備可以自動和Wi-Fi熱點連接，通過采集智能終端設(shè)備的RSSI信息，將相應(yīng)RSSI信息和標(biāo)識的AP數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳送給服務(wù)器，采用三邊定位RSSI的定位算法確定出井下人員的位置[17-20]。通過Wi-Fi技術(shù)搭建井下無線通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)井下人員和設(shè)備跟蹤定位。定位系統(tǒng)由三個部分組成：具有定位功能的Wi-Fi定位卡、由井下傳輸?shù)骄系臄?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和處理數(shù)據(jù)信息的定位服務(wù)器[21,22]。井下Wi-Fi定位系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。圖3井下Wi-Fi定位系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.3DownholeWi-Fipositioningsystemarchitecture

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3246670