[发明专利]使用RFID技术在矿洞中定位个人和/或移动机器的方法，和用于实现该方法的长壁工作面开采设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使用RFID技术在矿洞中定位个人和/或移动机器的方法，该方法采用多个沿着要监控的矿洞以分布式的方式布置并具有发送器的基站，采用多个沿着要监控的矿洞以分布式的方式布置的接收器，采用至少一个与要定位的个人或机器相关联、具有存储的识别数据、使用基站可激活并使用接收器以不接触的方式可读取的RFID应答器（transponder），并且优选地采用用于基站和接收器的中央控制器。本发明同样涉及优选的这种方法的应用领域，即具有沿着长壁工作面（longwall face）安置并拟保持长壁工作面开放的防护支撑框架，具有用于输送开采的原料的输送装置，具有可以在长壁工作面的端部之间来回移动的开采机器，和具有用于使用RFID技术在长壁工作面上定位个人和/或机器的装置的长壁工作面开采设备，该设备具有沿着长壁工作面以分布式方式布置并且具有发送器的基站、沿着长壁工作面以分布式方式布置的发送器、至少一个与要定位的个人或机器相关联、存储识别数据、能够使用基站激活并且能够使用接收器以不接触的方式读取的RFID应答器，并且优选地具有用于基站和接收器的中央处理单元或中央控制器。

背景技术

从DE 10 2004 024 073A1已知用于矿洞的个人定位系统。这个系统采用个人识别芯片操作，如果发生危险，例如如果想要移动支撑框架，电磁照射该个人识别芯片并因此导致发送电磁响应信号。个人识别芯片或应答器分别具有用于供给能量的可再充电电池并且特别可以与矿工头灯的能量供给相关联。带式运送机系统或交叉架，也就是说在长壁工作面输送机和水平巷道（drift）输送机之间的传送框架，形成这种个人定位系统的优选应用领域。

DE 10 2008 038 377B3公开了在采矿中使用RFID技术以确定在地下煤矿中的部分矿洞的位置和定位的实践。在这种情况中，具有识别数据的监控应答器安装在防护支撑框架上并且以收发器站的形式邻近基站与监控应答器相关联并且用于读取应答器。使用矿物测量定位的参考应答器与单独的基站相关联，使用由基站记录的数据以精确地绘制矿洞地图（例如长壁工作面或水平巷道）。

存在同样使用RFID技术在地下矿井中定位人的尝试。例如，US2007/0264967A1描述在其中每个人佩戴有可以与其他RFID应答器通信的RFID应答器这样的定位系统。可在2.4GHz频率或在ZigBee网络中实现通信。

发明内容

增加的安全性需求被利用在地下矿井中，特别是在用于煤矿的长壁工作面开采设备中使用的装置的防爆和可靠性上。本发明的目的是提供用于定位个人的方法和长壁工作面开采设备，特别用于在考虑这些特殊特征的同时，可有效地使用RFID技术的煤矿。

为了达到这个目的，该方法提出沿着要监控的矿洞区域的邻近安置的基站的发送器连续发出它们的发送波以激活RFID应答器。虽然这在原则上可以为所有基站的发射器以全功率永久发送它们的发送波以用来激活在要监视的矿洞区域中存在的单独RFID应答器并然后以使用接收器定位所述应答器，这样系统的能量损失将会非常不利地高，并且同时使用的整个设备以及每一个矿工将永久暴露在相对高的电磁辐射中。根据本发明的解决方案提供至少邻近的发送器以在时间上连续发送它们的发送波，需要用于发射操作和接收操作的时间窗口可以选择为相对小并可甚至在毫秒的范围内，这样甚至可以在短时间内全面扫描几百米长度的长壁工作面。其结果为沿着要监视的区域提供多个发送器，用于全面监控的每个发送器必需发送的发送锥体是相对小的，其结果为可采用相对小的瞬间能量使用扫描长壁工作面并且因此对个人和机器加载小的电磁辐射。

根据本发明的方法的一个有利的改进，所有沿着要监控区域的基站能够连续发送它们的发送波，在每种根据一种变形的情况中局部下一邻居使用它的发送器在时间上在一个基站之后发送发送波。根据另一种改进，可以只有沿着整个矿洞的单个发射器始终在时间上的特定点发射它的发射波这样的方式实现发送。可选择地，多个发送器可在同时或在时间上的特定点的近似同时发送它们的发送波，在这种情况下当前活动的发送器应当在要监视的矿洞的不同部分中。因此该方法可以以整个矿洞细分为部分并且每一个部分独立于其他部分连续扫描这样的方式实现，也就是说通过从在各个部分中安置的基站连续发出发送波。