[发明专利]矿井设备的精确定位方法和液压支架喷雾降尘控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿井设备的精确定位方法和液压支架喷雾降尘控制方法。

背景技术

煤矿行业是我国经济体系中极为重要的支柱性能源产业，但我国煤炭资源开采条件与一些拥有先进技术的采煤大国相比，却属于中等偏下水平，而可供露天开采的矿资源极少，大部分煤田属于井下开采作业，其条件较为复杂，由于煤矿安全措施设备的陈旧老化及安全设施的不足，在出现矿井事故的时候，往往造成大量的人员及财产损失，煤矿的安全问题亟待解决。

目前，矿井设备的定位大多采用红外的方式，这种方法的弊端是红外收发受角度局限，偏离一定角度将接收不到信号；另外，红外光线无法穿透，中间不能有障碍物，也就是不能穿墙而过，容易受粉尘、设备、人体等遮挡而丧失功能，几乎无法控制信息传输的进度，传输距离通常只有3-10m。

另外，近几年开始出现针对矿井人员的定位，这种定位采用了RFID射频识别技术。RFID即无线射频识别，又称电子标签，这种定位方法是在井下一些关键或人经常出入的位置放上若干个读写器用于接收，在矿工身上装上射频卡(电子标签)用于发射，当人经过某个放置读写器的位置时，读写器会收到射频卡发出的无线信号，从而判定出人在某一区域。但是这种无线射频卡来实现人员定位的其中一个局限是定位精度很低，只能达到十几米或几十米，实际应用当中，会在几十米或上百米装一个读写器；其次，成本也是RFID推广应用的“瓶颈”之一，对于不同功率以及不同性能的RFID系统，其读写距离不同，电子标签产品的价位也大不相同，在巷道密集的井下，投资成本比较大；另外，RFID标签的准确识别率目前只有80%左右，在情况复杂的矿井环境下，准确识别离大规模实际应用所要求的成熟程度尚有一定差距。

Zigbee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向通信技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案，相对现有的各种通信技术，Zigbee技术将是最低功耗和成本的技术之一，以2.4GHz为主要频段，采用扩频技术。通过检索可知基于无线ZigBee技术来实现无线数据通信的应用很多，技术也比较成熟。而利用这种无线接收信号强度来实现定位的应用极少，而且定位效果较差，具有如下缺点：第一，这种无线ZigBee定位需要建立一种无线网络，如图1所示，参考节点与定位节点要形成一个网状包围结构，受网络拓扑结构的局限；第二，基于无线ZigBee网络定位，其精度仍然受无线接收数据信号强度值本身具有的波动性限制而存在较大的误差，目前市场上存在的效果最好的定位精度也只能达到3米左右，而且还是在地面情况比较好的条件下，矿井设备采用这种方式实现精确定位的还没有。

另外，现在的矿井液压支架都具备喷雾降尘功能，设置有球阀、喷头、喷嘴，每组液压支架设置红外信号接收器和控制系统，在移动工作的采煤机上设置红外信号发射器，当采煤机移动至某一位置时，工控机控制相应位置处的电动阀打开，并在行进中打开下一组电动阀，且通过相应的控制主机自动关闭正在工作的前一组电动阀，但是由于红外收发技术容易受粉尘、设备、人体等遮挡而丧失功能，因此，这种喷雾控制方式有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供并提供一种矿井设备的精确定位方法，以解决现有定位系统容易受干扰、定位精度低的问题，同时提供一种液压支架喷雾降尘控制方法。

为实现上述目的，本发明提供的矿井设备的精确定位系统的技术方案如下：一种矿井设备的精确定位方法，步骤如下：

（1）在沿矿井设备移动方向上间隔设定距离设置的液压支架上安装固定Zigbee无线模块，这些无线模块间隔设置在一条直线上，并与矿井设备移动方向的直线平行，位置固定，称为A类节点；在矿井设备上安装一个移动Zigbee无线模块，该无线模块随矿井设备移动，称为B节点；所述各固定Zigbee无线模块和移动Zigbee无线模块构成一个基于Zigbee无线定位的通讯网络； 

（2）当B节点随矿井设备前进的同时，不停的广播发送数据包，数据包的数据信息以扇形方式向A类节点发送；

（3）当离B节点移动位置较近的扇形区域内的一部分A类节点收到数据包后，这部分A类节点将其自身地址和实时信号强度值发给后级主机进行处理；

（4）后级主机对所有传递过来的A类节点信息进行处理判断，确定出最大信号强度值的A类节点及其地址，从而判断矿井设备的行进位置。