[发明专利]井下人员跟踪定位系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人员跟踪定位系统及其方法，特别涉及一种井下人员跟踪定位系统及其方法。

背景技术

目前国内外井上定位现在有GPS全球定位系统，而在地面之下GPS不能发挥其作用，它属于灰色地理信息系统的一部分，如何实现井下人员的定位，这是一个世界性的问题，许多科学家、工程技术人员为之努力。现在用于井下人员定位的产品，主要是区域定位，不能达到相对精确的定位，当井下发生危险时，不利于人员搜救，为了实现相对精确定位，需要设计一种井下人员跟踪定位系统来解决井下人员的定位。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种井下人员跟踪定位系统及其方法，该系统实用于包括但不限于具有固定线路的地表道路、矿井下的巷道、地下人防工程等地方，主要应用于人员、设备的跟踪定位和安全管理。

为了达到发明的上述目的，本系统包括计算机监控服务器、数据通信接口、分站、中继器、跟踪卡和天线，其特征是：所述计算机监控服务器、数据通信接口和分站为有线连接，所述分站、中继器和跟踪卡相互之间为无线微波通讯方式，所述天线包括与分站连接的分站天线、与中继器连接的中继器天线和与跟踪卡连接的跟踪卡天线。

所述数据通信接口为有线电缆或光纤连接计算机监控服务器和分站，实现两者间的远距离数据传输。

所述分站包括接口单元、分站主处理单元、存储单元、分站微波单元，所述接口单元和所述分站主处理单元电连接，所述分站主处理单元和所述分站主处理单元与存储单元、分站微波单元分别电连接，所述分站微波单元后连有分站天线。

所述中继器包括中继器主处理单元、中继器微波单元、电源单元，所述中继器主处理单元和中继器微波单元电连接，所述电源单元和所述中继器主处理单元中继器微波单元分别连接，所述中继器微波单元后连有中继器天线。

所述跟踪卡包括计步跟踪模块，所述计步跟踪模块后连有微处理器，所述微处理器上连有射频芯片、声光报警器和报警键，所述射频芯片连有跟踪卡天线。

所述分站和所述中继器可以采用射频、蓝牙等微波通讯技术。

所述计步跟踪模块包含但不限于1～N(N＞1)个开关、计步器五金件(摆锤、游丝等)、加速度传感器(如：单轴、双轴、三轴)或者其中部分器件。

所述跟踪卡包括但不限于位于腰间、臀部、腿部或脚上，所述跟踪卡安装的载体可以是腰带、矿灯关联设备、裤子、鞋子以及其它。

所述分站、中继器、跟踪卡和天线等在系统中有1～N(N＞1)个。

所述的一种井下人员跟踪定位系统的方法，所述方法包括以下一些步骤：

1)人行走时计步跟踪模块送出信号给微处理器，微处理器判定信号为有用信号开始计数，计数达到预设的值，微处理器传给射频芯片无线发射，所述射频芯片接收到分站发出的无线数据传给微处理器，微处理器判断为呼叫指令时，打开声光报警器进行声光报警；微处理器判断为校准指令时，修改累计数据，进行误差校正；报警键按下，微处理器向射频芯片传输命令，射频芯片经过跟踪卡天线以无线的方式把指令发射出去；

2)中继器在一定范围内转发分站和跟踪卡的通讯信息，中继器微波单元接收到同频的无线数据传给中继器主处理单元，中继器主处理单元经过分析为有效数据后重新打包传给中继器微波单元经过中继器天线发射出去；

3)当携带有跟踪卡的人员或设备经过中继器时，中继器发出校准指令，对跟踪卡的计步误差进行校正(如归零)；

4)分站主处理单元通过接口单元以有线的方式接收计算机监控服务器经过数据通信接口发出的呼叫指令然后传给分站微波单元，通过分站天线以无线的方式发送出去；通过分站天线和分站微波单元接收到数据传给分站主处理单元，主处理单元经过重新定义把接收到的数据存于存储单元，分站收到计算机监控服务器经过数据通信接口的巡检指令时，上传存储数据；

5)携带有跟踪卡的人员或设备经过分站时，分站发出校准指令，对跟踪卡的计步误差进行校正(如归零)；

6)数据通信接口连接计算机监控服务器和分站，实现两者间的远距离数据传输；

7)计算机监控服务器采用后台运行电子地图，采用真实的三维坐标来记录行进路线、各个分站的安装位置；行进路线采用三维坐标确保人员在不同坡度的路线上行走时，其计步数值换算为实际三维距离的准确性；而各个分站的安装位置采用三维坐标则保证了人员在行走时，在其计步数值换算为实际三维距离后，结合分站的坐标数据，实时计算出人员的较为精确的三维坐标。