[发明专利]基于最大似然估计法压缩感知的煤矿井下人员定位方法

权利要求书

1.一种基于最大似然估计法压缩感知的煤矿井下人员定位方法，其特征在于，包括地面监控中心，上层终端，井下中心站，网关节点，定位分站，移动目标；

所述地面监控中心是一台计算机或者服务器，或者是多台计算机或者服务器组成的计算机网络；地面监控中心从井下中心站接收从井下发来的定位数据包，处理定位数据包；

所述上层终端是处在远地的监控中心，通过Internet网络与地面监控中心连接，获取实时监测数据；

所述井下中心站是交换机，汇聚网关节点发过来的定位数据包，传输到地面监控中心；

所述网关节点布设在支巷道的端点，接收定位分站转发的移动目标发射的定位数据包，传送到井下中心站；

所述每个移动目标分配一个识别码，与人员唯一对应，对应关系存储于地面监控中心；移动目标向周围定位分站发射信号并接收反射回波，测量其与定位分站的距离，与定位分站进行通信，获取定位分站发射信号的接收强度和定位分站的数字编号，处理形成定位数据包；移动目标将定位数据包发送给最近的定位分站，定位数据包经过定位分站间的存储转发至地面监控中心；

所述定位分站悬挂于巷道顶板，距两侧巷道壁距离相等；定位分站向移动目标发射定位信号，接收移动目标发射的定位请求信号和定位数据包，将移动目标的定位数据包发送至相邻定位分站或网关节点，每个定位分站接收相邻定位分站的数据包并存储转发至相邻的另一个定位分站，接力转发数据包直至到网关节点，每个定位分站分配一个数字编号N，数字编号与其位置坐标对应，对应关系存储于地面监控中心；所述网关节点、定位分站和移动目标上安装传感器，检测周围的环境信息，采用与定位数据信息相同的传输方式，将数据传送到地面监控中心；

所述井下人员定位系统中的井下设备,包括网关节点、定位分站、移动目标，全是本质安全型设备。

2.根据权利要求1所述基于最大似然估计法压缩感知的煤矿井下人员定位方法，其特征在于，所述网关节点包括：处理器存储器单元、电磁波收发单元、传感器、电源、总线模块；

所述定位分站包括：处理器存储器单元、信号处理单元、电磁波收发单元、传感器、电源；

3.所述移动目标包括：处理器存储器单元、电磁波收发单元、传感器、电源。根据权利要求2所述基于压缩感知的井下人员定位系统，其特征在于，网关节点、定位分站、移动目标中的传感器、电磁波收发单元和网关节点中的总线模块分别与各节点中的处理器存储器单元相连；各节点的电磁波收发单元接收和发送无线电磁波信号；网关节点、定位分站和移动目标中的传感器检测周围环境的温度、湿度、甲烷浓度信息，检测结果用与定位数据相同的传输方式，传送到地面监控中心；各节点中的处理器存储器单元存储、处理接收的数据，控制其它单元的运行；网关节点中的总线模块连接总线；各节点中的电源提供电能。

4.一种基于最大似然估计法压缩感知的煤矿井下人员定位方法，其特征在于，包括下列步骤：

A.根据巷道空间结构和工作环境，布设定位分站、网关节点及井下中心站；

B.移动目标周期性向周围定位分站发射电磁波定位请求信号,信号中包含移动目标的识别码；

C.接收到移动目标发送的请求信号的定位分站予以响应，利用压缩感知对请求信号进行处理再向移动目标发射包含移动目标识别码和定位分站数字编号的电磁波定位信号；

D.移动目标选择接收附近定位分站响应其请求信号发射的电磁波定位信号中包含自己识别码的定位信号，处理形成定位数据包发送给距其最近的定位分站，定位数据包通过定位分站的接力转发，最终传至地面监控中心；

E.地面监控中心接收到转发上来的移动目标发射的定位数据包后，提取其中的信息，利用重构算法重构出原始信号，得到移动目标的坐标。