[发明专利]煤矿机械的定位监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，特别涉及一种煤矿机械的定位监控系统。

背景技术

随着煤矿开采机械化、自动化程度的不断提高，大量的煤矿机械被应用到井下。由于煤矿井下环境恶劣、工况条件差，这对长期工作在这种环境下煤矿机械提出了很高的要求，如何实时掌握井下工作机械的参数、位置信息，将对煤矿安全生产起到促进作用。

本申请的发明人发现：现有的煤矿机械监控系统主要为现场监控，有线监控居多。这种监控方式对于煤矿机械的定位精度较低，往往只能提供工段级的定位精度，而且有线监控布线繁琐。本申请的发明人预测：随着物联网技术的发展，将无线技术逐步成熟的应用到煤矿机械的监控、定位中成为必然的技术趋势。然而，目前很少有成熟的无线监控方案，对煤矿机械的无线监控、定位方面通用性较差，应用场景单一。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种煤矿机械的定位监控系统，能够减少煤矿恶劣环境对定位监控的影响，有效提高煤矿生产的安全性。

为解决上述的技术问题，本发明提出一种煤矿机械的定位监控系统，该煤矿机械的定位监控系统包括：定点从设备，设置于巷道壁上的定位节点处，用于为盲节点定位提供位置应答信息；至少两个盲点从设备，设置于待定位煤矿机械上的至少两个盲节点处，与定点从设备通信，用于根据位置应答信息并融合RSSI(Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指标)测距原理和TOF(Time of Flight，飞行时间)测距原理，计算出位于煤矿机械上的至少两个盲节点的位置信息；主设备，建立无线监控网络，与至少两个盲点从设备通信，用于提取至少两个盲节点的位置信息进行滤波处理，计算得到对应的至少两个盲节点的位置坐标；以及，用于结合该至少两个盲节点之间的实际距离对该至少两个盲节点的位置坐标进行优化处理，并计算得到获取待定位煤矿机械的定位坐标。

可选地，在一些实施例中，至少两个盲点从设备包括第一盲点从设备和第二盲点从设备，分别设置于待定位煤矿机械的第一盲节点和第二盲节点上；其中，第一盲点从设备和第二盲点从设备之间的实际距离为定值。

可选地，在一些实施例中，至少两个盲点从设备中一个包括：第一收发模块，用于加入无线监控网络并周期性地以广播的方式发出位置请求信息，接收定点从设备反馈的位置应答信息；主控模块，与第一收发模块连接，用于提取位置应答信息中的位置坐标，并据此计算此处盲节点与发送位置应答信息的定位节点之间的定位距离，结合定位节点的位置坐标，计算得到至少两个盲节点的位置信息；其中，第一收发模块与主设备连接，用于将至少两个盲节点的位置信息发送给主设备；电源模块，用于为第一收发模块和主控模块供电。

可选地，在一些实施例中，主控模块包括：第一计算单元，基于RSSI测距原理，计算所处盲节点与应答其位置请求信息的定位节点之间的第一参考距离L_R；第二计算单元，基于TOF测距原理，计算所处盲节点与应答其位置请求信息的定位节点之间的第二参考距离L_T；第三计算单元，根据盲节点广播位置请求的周期、待定位煤矿机械正常运行的平均速度、第一参考距离L_R和第二参考距离L_T，进行优化处理得到所处盲节点与应答其位置请求信息的定位节点之间的定位距离L；第四计算单元，根据定位距离L、与反馈位置应答信息对应的定位节点的位置坐标，计算得到至少两个盲节点的位置信息。

可选地，在一些实施例中，定点从设备包括：第二收发模块，用于加入无线监控网络或接入矿井有线网络，并接收至少两个盲点从设备发出的位置请求信息；应答模块，用于根据位置请求信息生成位置应答信息；其中，第二收发模块还用于向发出位置请求信息的盲点从设备发送位置应答信息。

可选地，在一些实施例中，该煤矿机械的定位监控系统还包括监控从设备，用于监控采煤机、刮板机、和/或液压支架的工作状态；监控从设备的身份标识与被监测的液压支架、采煤机、刮板机的身份标识绑定。其中，监控从备包括：监控模块，与设置于煤矿机械监控点上的传感器连接，用于轮询监控点的工作状态参数；第三收发模块，用于将监控点的工作状态参数发送给主设备。

可选地，在一些实施例中，监控从设备还包括：判断模块，用于判断监控点的工作状态参数是否超过预设的阈值；报警模块，与判断模块及执行模块连接，用于在确定工作状态参数超过预设的阈值时进行报警。