[发明专利]一种基于GIS系统的矿山人机定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种定位系统，尤其是一种基于GIS系统的矿山人机定位系统。

背景技术

当下，国内矿山事故频频发生，矿下安全越来越引起关注，保证矿下作业人员的生命安全刻不容缓。

现有的矿山中主要采用基于控制台GIS系统的人机定位系统，来对矿井下的作业人员进行定位。该人机定位系统包括有用于矿井下的信息采集的读卡器和识别卡，在使用时将读卡器设置在一个固定的位置，识别卡安装在作业人员或作业机器上，当作业人员或机器处于读卡器的检测范围内时，识别卡自动将作业人员或机器的ID信息发送给读卡器，读卡器通过RS485将信息传输给控制台，处于控制台的监测人员通过GIS系统实时监测矿井下作业人员或机器的作业动态。

然而，上述人机定位系统存在以下问题：(1)该人机定位系统只能定位作业人员或机器的大概位置、误差较大，不能对每个作业人员或机器的坐标位置进行精确定位；(2)该人机定位系统中，由于读卡器在矿井下通过RS485与控制台之间进行实施通讯，布线复杂，通讯线路在通讯使用时由于受环境影响损耗大，故障率高，且信息传输滞后，在比较大的矿下信息传输时不能将信息及时传输给控制台；(3)处于控制台的监测人员不能在矿井下发生故障时，及时警示矿井下相应位置的作业人员作出防范措施或安全撤离。

发明内容

本发明的目的就是要解决当前用于矿山的人机定位系统存在定位精度低、布线复杂、故障率高、信息传输滞后，且不能对相应位置的作业人员进行报警指示的问题，为此提供一种基于GIS系统的矿山人机定位系统。

本发明的具体方案是：一种基于GIS系统的矿山人机定位系统，包括有置于矿井下的信息采集系统和置于矿井上的信息传输监测系统，信息传输监测系统包括有主控板、光纤交换机和控制台，在控制台设有GIS系统，其特征是：信息采集系统具有若干个信息采集单元，每个信息采集单元均由不多于200个识别卡和一个读卡器以及由若干个zigbee通信模块构成的zigbee组网传输系统组成，其中每个识别卡用于向读卡器发送作业人员或机器的ID信息及相应的坐标信息，读卡器接收到信息后通过RS485将信息传输给相邻的zigbee通信模块，并由zigbee组网传输系统采用zigbee技术将信息以依次接力的方式发送给主控板，主控板对接收到的每个作业人员或机器的ID信息及相应的坐标信息进行处理并通过光纤交换机将信息传输给控制台，控制台通过GIS系统向监测人员实时显示每个作业人员或机器的坐标变化，并在矿井下发生突发事故时发布控制指令，控制相应的识别卡发出声光报警指示。

本发明中所述识别卡安装在作业人员或机器上，在识别卡内集成有电源管理模块A、GPS模块、处理器A、存储器A和第一RF模块以及声光报警模块，电源管理模块A为识别卡内各个模块提供工作电源，GPS模块用于将采集到的作业人员或机器的坐标信息传输给处理器A；存储器A用于存储作业人员或机器的ID信息；处理器A负责调用存储器A中的ID信息，并将ID信息与坐标信息传输给第一RF模块；第一RF模块将接收到的ID信息与坐标信息发送给读卡器，并在矿井下发生突发事故时，接收读卡器发送过来的控制指令，将控制指令传输给处理器A，处理器A控制声光报警模块发出声光报警指示。

本发明中所述读卡器内置有电源管理模块B、IO输出模块、处理器B和存储器B以及第二RF模块；电源管理模块B为读卡器内各个模块提供工作电源；第二RF模块用于接收识别卡发送过来的ID信息与坐标信息，并将该信息传输给处理器B，处理器B将信息通过IO输出模块传输给与读卡器相邻的zigbee通信模块，同时在矿井下发生突发事故时，IO输出模块负责将与读卡器相邻的zigbee通信模块发送过来的控制指令传输给处理器B，处理器B将控制指令传输给第二RF模块，第二RF模块将控制指令发送给相应的识别卡；存储器B用于存储读卡器的数据信息。

本发明中所述主控板内置有电源管理模块C、zigbee通信模块和处理器C以及存储器C，并提供有JR45网线接口，电源管理模块C为主控板内各个模块提供工作电源，zigbee通信模块负责将zigbee组网传输系统发送过来的各个作业人员或机器的ID信息及相应的坐标信息传输给处理器C，并将处理器C传输过来的控制指令发送给zigbee组网传输系统；处理器C通过网线接口与光纤交换机进行光纤通讯连接；存储器C用于存储主控板的数据信息。

本发明中所述识别卡和读卡器的防护等级均为IP54，采用完全密封方式，识别卡的无线发射距离大于等于100m，发射功率小于1mW；读卡器的无线传输距离大于80m。