[发明专利]一种去中心化的井下定位方法

权利要求书

1.一种去中心化的井下定位方法，其特征在于：所述去中心化的井下定位方法包括n个电子标签、n个传输基站、n个监控设备、两个服务器和两个储存器；

所述n个电子标签分别安装在n个井下人员或n个井下机械设备上，所述电子标签均为射频识别电子标签，所述电子标签与n个传输基站分别连接，用于将带有所述井下人员或机械设备的标识信息的射频识别电子标签信号发送至所述n个传输基站；

所述n个传输基站均安装在井下并分别用于接收到的每个所述射频识别电子标签信号，获取所述标识位置信息和所述射频识别电子标签信号的接收时间，并将所述标识位置信息和所述接收时间分别发送至所述两个服务器；

所述两个服务器与所述n个传输基站、n个监控设备、生产调度中心和两个储存器分别相互连接，用于接收每个所述传输基站发送的所述标识位置信息和所述接收时间，并确定所述标识信息所标识的井下人员或机械设备的实际位置，将其实际位置分别发送至所述两个储存器中储存，以便n个监控设备和生产调度中心对井下人员或机械设备的实时位置和轨迹信息进行监控和对人员进行合理调度；

所述两个储存器作为储存装置且安装在生产调度中心，可实时储存井下人员或机械设备的位置变化；

所述n个监控设备分别与两个服务器和两个储存器连接，所述n个监控设备均安装在井外且均配置有显示器，可显示出井下人员或机械设备的实时位置变化和轨迹信息，用于对井下人员或机械设备的位置进行实时跟踪监控；

所述生产调度中心分别与两个服务器和两个储存器连接，所述生产调度中心设置在井外且配置有多个显示器，可根据对井下人员或机械设备的实时位置和轨迹信息对井下人员或机械设备进行合理调度。

2.根据权利要求1所述的一种去中心化的井下定位方法，其特征在于：所述传输基站包括信号接收天线、陀螺仪、加速度传感器、单片机、信号发射天线和用于供电的电源；

所述信号接收天线用于接收所述电子标签的射频信号；

所述信号传输基站中的陀螺仪作为惯导系统，当移动或者重新安装信号传输基站时，根据信号接收天线所接收的未移动传输基站的位置信息，可自动测量移动或者重新安装的信号传输基站的角速度并将角速度数据信号传给单片机，单片机通过积分角速度可以得处出传输基站相对其他未移动的传输基站的角度；

所述信号传输基站中的加速度传感器用于惯导系统中移动或者重新安装信号传输基站的加速度测量，并将加速度数据信号传给单片机，单片机通过处理加速度可以得出移动或者重新安装的信号传输基站相对其他未移动的传输基站的角度，通过单片机把陀螺仪和加速度传感器测得的移动或者重新安装的信号传输基站相对其他未移动的传输基站的角度数据进行融合可以得到移动或者重新安装的信号传输基站的准确角度数据，重复多次融合陀螺仪和加速度传感器测得的移动或者重新安装的信号传输基站相对其他未移动的传输基站的角度数据可以精确得出，移动或者重新安装的信号传输基站的位置信息，方便电子标签的准确定位；

所述单片机为传输基站控制中心；

所述信号发射天线用于向服务器和n个电子标签传送数据信息。

3.根据权利要求1所述的一种去中心化的井下定位方法，其特征在于：所述服务器内安装有距离计算模块，在TOF测距时，本地电子标签向传输基站发送一个数据包，当传输基站收到数据包时，会自动发送一个确认来响应这个数据包，电子标签测量出从发送数据包到接收确认的时间,这段消耗总时间记为TTOT时间；传输基站记录了传输基站从收到数据包到传输基站回应确认消息的这个时间段的时间，记为TTAT，用TTOT总时间减去周转时间TTAT就是双方的数据包在飞行中度过的往返时间，记为TRTT时间，假定在每个方向发生的飞行时间TTOF等于50％的往返时间，如式所示：TTOF＝TRTT/2＝(TTOT-TTAT)/2当计算出TTOF后，根据D＝Tc(T代表TTOF；c代表光速，为3×108ms-1)可以计算出两者距离，结合电子标签相对于传输基站的距离和角度信息，即可定位出电子标签相对于传输基站的位置信息，重复多次融合电子标签相对于多个传输基站的位置信息，即可精准定位出电子标签的位置信息和轨迹信息。

4.根据权利要求1所述的一种去中心化的井下定位方法，其特征在于：所述电子标签每隔0.5秒至1秒发送一次含有该RFID射频识别编号的无线信号。