[发明专利]一种基于信道状态信息的矿难人员监测方法

说明书

本发明公开一种基于信道状态信息的矿难人员监测方法，检测设备包括矿用本质安全型路由器以及安装有CSI‑TOOL的微型工控机，矿用本质安全型路由器与其距离最近的微型工控机进行通信连接；检测方法具体流程包括：当发生矿难时由外部发送指令开启矿用本质安全型路由器与微型工控机，然后通过微型工控机进行信号的收集与处理来实现对矿下情况进行检测；微型工控机具有利用CSI‑TOOL进行信号收集与处理的井下人员检测模块、人员状态识别模块与人员健康监测模块；井下人员检测模块具有模型建立子模块、轮廓拟合子模块、人员判定子模块。

技术领域

本发明涉及一种基于信道状态信息的矿难人员监测方法。该方法利用信道信息可以实现全覆盖无设备人员检测矿难人员，地面人员根据检测信号实现地下人数判定、人员状态识别、呼吸检测，以此来监测矿难人员生命状态。

背景技术

中国是一个产煤大国，是一个严重依赖煤炭能源的国家，同时也是矿难大国。矿难严重威胁矿工的生命安全。一旦发生事故，救援人员对井下作业人员的位置情况和生命状态的确认会非常困难。

近年来，专利号为CN201410561281的一种基于LABVIEW的矿难检测系统，将LABVIEW应用于矿难检测系统，对现场节点采集得数据进行分析处理，利用空间定位算法，检测出遇难人员的位置，解决了监控系统对于入井人员管理困难，井上人员难以掌握井下人员人数分布与作业情况的问题。专利号为CN201710500939的一种井下矿难生命迹象监测与定位系统。通过采集和监听被困于井下人员的呼救声音以及行走活动产生的声音信号获得被困人员的生命迹象。

基于上述研究现状，目前矿难人员检测人存在着如下问题：只能获得能够呼救或行走的人员的生命迹象，而完全无法获得更需要及时救援的，即已经无法行动或昏迷的被困人员的生命状态。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供了一种基于无线信道状态信息的可精确定位被困人员、判断活动状态、以及获得被困人员的健康状态即呼吸率的检测方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于信道状态信息的矿难人员监测方法，所述检测方法应用到的设备包括分布于矿下的矿用本质安全型路由器以及安装有CSI-TOOL的微型工控机，矿用本质安全型路由器与其距离最近的微型工控机进行通信连接；

所述检测方法具体流程包括：当发生矿难时由外部发送指令开启矿用本质安全型路由器与微型工控机，然后通过微型工控机进行信号的收集与处理来实现对矿下情况进行检测；

所述微型工控机具有利用CSI-TOOL进行信号的收集与处理的井下人员检测模块、人员状态识别模块与人员健康监测模块三大功能模块；

所述井下人员检测模块具有模型建立子模块、轮廓拟合子模块、人员判定子模块；

所述人员状态识别模块用于判定人员活动以及位置；

所述人员健康监测模块用于检测呼吸来判断生命状态；

所述模型建立子模块用于建立CSI变化和人群的数量之间的关系；

所述轮廓拟合子模块用于用灰色Verhulst模型描述人群数量和相应的PEM之间的关系；

所述人员判定子模块用来判断区域是否有人。

进一步的，所述模型建立子模块CSI变化和人群的数量之间的关系，具体包括以下步骤：