[实用新型]基于无线传感器网络的井下人员跟踪系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线传感器人员监测领域，具体涉及基于无线传感器网络的井下人员跟踪系统。

背景技术

我国煤炭资源丰富，但煤层分布条件复杂，自然灾害类型多。适宜露天开采的煤矿占的比例少，绝大多数为地下开采。据统计，我国地下开采煤矿的煤炭产量约占95%，而露天煤矿产量仅占5%左右。煤矿生产条件恶劣，煤矿井下环境复杂，事故频有发生，自然灾害危害大。因此，我国是世界上煤炭开采难度最大和安全生产难度最大的国家之一。事故发生时，由于缺少准确的信息，很难做出正确的决策，以致会造成抢险救援不及时，耽误对井下遇险人员的抢救。目前我国大部分煤矿只有简单的井下人员考勤系统，主要用于实现人员出入井时的信息记录和考勤管理，由于技术等原因的限制，仅能记录出入井时间和当前的大概区域位置，而能够实现目标定位和跟踪的GPS系统无法应用于井下环境，因此不能准确及时地记录人员的运动轨迹及当前位置，导致井上人员对于井下人员的分布情况不能及时和准确地掌握。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了弥补现有方法的不足，设计的一种基于无线传感器网络的井下人员跟踪系统，可以实时的反映人员位置情况，并且利用矿灯电源供电，不需要增加额外的电源设备；可以根据巷道掘进情况灵活的布置，实现无盲点全方位实时跟踪；在GPS无法工作的煤矿井下，为人员跟踪提供了可靠的手段，同时大大降低了跟踪设备的成本。

本实用新型采用以下的技术方案：基于无线传感器网络的井下人员跟踪系统，包括移动传感器节点、固定传感器节点、网关和上位机；在煤矿巷道的墙壁上每隔一段距离安装一个固定传感器节点，相邻两个固定感器节点之间的距离不大于40米；每个井下工作人员身上携带一个能够与固定传感器节点实现通信连接的移动传感器节点，所述移动传感器节点安装于安全帽的矿灯上，利用矿灯的电源供电；所述固定传感器节点均携带无线通信模块，自组构成链式传感器网络；所述传感器网络由网关与上位机连接进行数据交换，通过接力的形式把监测数据上报到上位机，通过上位机软件界面实时显示井下各个位置的人员信息，实现了井下人员跟踪。

本实用新型具有以下有益效果：该基于无线传感器网络的井下人员跟踪系统的移动传感器节点安装于矿灯上，可以实时的反映人员位置情况，并且利用矿灯电源供电，不需要增加额外的电源设备；固定传感器节点安装在巷道墙壁上，安装间隔小于等于40米，可以根据巷道掘进情况灵活的布置，实现无盲点全方位实时跟踪；在GPS无法工作的煤矿井下，为人员跟踪提供了可靠的手段，同时大大降低了跟踪设备的成本。

附图说明

下面结合附图及实例对本实用新型作进一步说明。

附图1为基于无线传感器网络的井下人员跟踪系统的结构示意图。

图中，1.巷道，2.移动传感器节点，3.固定传感器节点，4.传感器网络，5.网关，6.上位机。

具体实施方式

在附图中，一种基于无线传感器网络的井下人员跟踪系统，包括移动传感器节点2、固定传感器节点3、网关5和上位机6，在煤矿巷道1的墙壁上每隔一段距离安装一个固定传感器节点3，由于各个传感器节点的检测范围有限，因此需要在跟踪区域的巷道1墙壁上安装足够多的固定传感器节点3，相邻两个固定感器节点3之间的距离不大于40米，每个固定传感器节点3都有自己唯一的ID号，在安装的时候，每个ID号和所安装的位置一一对应；每个井下工作人员身上携带一个能够与固定传感器节点3实现通信连接的移动传感器节点2，所述移动传感器节点2安装于安全帽的矿灯上，利用矿灯的电源供电，移动传感器节点2与固定传感器节点3的无线通信距离不大于20m，移动传感器节点2能够自动选择与距离最近的固定传感器节点3建立通信关系，因此只要发现该移动传感器节点2当前和某个固定传感器节点3建立了通信关系，就能确定人员所处的区段，实现人员跟踪；所述固定传感器节点3均携带无线通信模块，自组构成链式传感器网络4；所述传感器网络4由网关5与上位机6连接进行数据交换，通过接力的形式把监测数据上报到上位机6，通过上位机6软件界面实时显示井下各个位置的人员信息，实现了井下人员跟踪。

本实用新型不仅为灾后救援提供可靠的依据，同时能够实现人员考勤，有效的监督了井下工作人员的行为。