[发明专利]用于矿场的无线信息和安全系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于矿场的无线信息和安全系统。本发明具体地涉及一种能够实时连续跟踪和监视地下矿工及其设备移动的用于矿场的无线信息和安全系统。本发明更具体地涉及一种实现连续监视矿工和设备位置、环境参数、矿工进入非安全区，向相应矿工提供警告信号和编码消息，并且也防止矿场中车辆碰撞的用于矿场的无线信息和安全系统。

背景技术

本发明的用于矿场的无线信息和安全系统是硬件和软件的组合，其中射频标识(RFID)设备已经具有用于将RFID设备编程为作为协调器、路由器和终端设备来工作的常驻硬件专用嵌入式软件以及用于跟踪、监视和存储从在矿场的关键位置放置的RFID设备接收的信息的无线传感器网络(WSN)应用软件。对于本发明的用于矿场的无线信息和安全系统，支持ZigBee的有源RFID设备已经被使用以形成无线网络。

RFID系统是一种如今用来在制造、库存管理、零售和安全应用中标识和跟踪对象和人的广泛使用的自动ID技术。ZigBee是一种低成本、低功率和无线网格联网标准。低成本允许该技术广泛地部署于无线控制和监视应用中，低功率使用允许使用较小电池实现较长寿命，并且网格联网提供高可靠性和较大范围。

ZigBee技术(一种最近问世的基于IEEE 802.15.4标准的网络通信协议)向自组织网格网络拓扑提供功率有效、低数据速率和多跳的数据传输。RFID系统可以通过将ZigBee技术引入到现有RFID架构中来利用它的一些特征，比如具有延伸的有效范围、提高网络灵活性以及具有与其它支持ZigBee的环境系统的兼容性。

本发明的用于矿场的无线信息和安全系统对于地下和露天矿场特别有用。在地下矿场中使用本发明的系统将有助于使用支持ZigBee的有源RFID设备(在它们本身之间形成无线网络)以及在关键位置放置的其它静态和移动ZigBee设备来在线跟踪和监视矿工和可移动设备。这将有助于标识进入地下矿场的矿工以保持对矿工的跟踪并且维持计算机化看护。这将有助于监视设备位置及其操作以提高生产率并且减少致命的碰撞事故。这将有助于在矿难情况下对矿工进行定位和跟踪以进行迅速援救行动。这将有助于监视矿工的非安全作业并且向相应矿工提供警告。这还将有助于实时监视地下矿场中的环境参数。这也将有助于向地下矿场中的相关人员发送编码消息。这将有助于在地下矿场的某部分中发生矿难情况下通过利用附近可用的ZigBee收发器(路由器)形成替代无线网络来建立从地表到地下的通信。这还将有助于监视倾卸车在露天矿场中的移动，这将最终有助于实现最优的铲-卸车性能并且提高生产率。

下文引用主要与无线传感器联网有关的迄今已知的现有技术。

可以参考Proceeding(572)Communication Systems，Networks，and Applications-2007的标题为ZigBee Enabled Radio Frequency Identification System的论文。http://www.actapress.com/PaperInfo.aspx？PaperID＝31796&reason＝500

在这篇论文中讨论了在将ZigBee应用于RFID系统的不同部分之时的可能益处和应用。在该论文中也讨论了一种集成的ZigBeeRFID系统架构，并且描述了一种演示系统。

可以参考标题为″Method for rebuilding an ad hoc network and the nodes thereof″的第WO2007065987号专利，其中已经描述并且要求保护一种用于重建ad hoc网络的系统，该系统用于收集网络节点的与连接质量和非最优网络树有关的数据并且用于计算当前优化结构。

可以参考标题为″Electric device with wireless communicationmodule ″的第US2007132579号专利，其中已经描述并且要求保护一种用于通过寻呼机网络接收天气信息的系统。该设备根据天气信息计算舒适度指数，并且自行以及通过其它电子设备向用户实时提供舒适度指数。

可以参考标题为″Locating and identifying a person using a mobile device″的第CA2559125号专利，其中已经描述并且要求保护一种用于与智能卡读取器无线通信以获得其智能卡与智能卡读取器耦合的人员的标识的系统。移动设备经由网络向服务器发送该标识。移动设备也向服务器发送关于它的位置的信息。服务器确定使用移动设备的人员的标识和位置。