[发明专利]煤矿井下工作面的定位系统及方法、装置

说明书

本发明公开了一种煤矿井下工作面的定位系统及方法、装置，该系统至少包括：多个UWB定位标签，设置于煤矿井下的工作人员和采煤机上，用于采集工作人员的第一测距信息和采煤机的第二测距信息，并将第一测距信息和第二测距信息上传至UWB定位基站；UWB定位基站，设于煤矿井下的液压支架上，通过支架控制器与工作面集中控制器通信连接，用于基于第一测距信息和第二测距信息计算出工作人员的第一位置信息和采煤机的第二位置信息，后经由支架控制器发送至工作面的顺槽集控中心的工作面集中控制器。通过本发明，解决了现有定位系统因需要依靠地面上定位引擎而存在定位响应速度慢、系统复杂度高以及采煤进程中定位不准确的技术问题。

技术领域

本发明涉及煤矿领域，具体而言，涉及一种煤矿井下工作面的定位系统及方法、装置。

背景技术

目前，煤矿井下人员定位系统已经被国家纳入智能化煤矿必备功能，同时出台有相应的国家技术标准，一些省市的煤矿基本已经实现人员定位功能；但专门针对综采工作面的定位系统，基本处于整套煤矿定位系统中的一部分，并未有特殊要求。由于工作面的特殊情况，常见的定位系统无法满足实际应用需求。

相关技术中，针对综采工作面的人员定位系统目前已经有成熟应用，有采用RFID(全称为Radio Frequency Identification，即射频识别技术)+zigbee方式的，有UWB+WIFI定位方式的，应用广泛的是后者。图1是现有的矿山应用的定位系统架构，如图1所示，在地面布置有定位引擎，一般是x86架构的PC机，提供定位算法服务。工业以太网交换机，用于和井下设备通信。

井下配置有环网交换机，一般有多个，用于地面和井下的数据通信；读卡分站和人员车辆标识卡组成定位网络，读卡分站将标识卡的数据通过环网交换机上传到地面定位引擎，也可通过不同的算法，将定位数据在读卡分站上进行缓存，等网络恢复后，由定位引擎计算标识卡位置；其中，读卡分站作为定位基站使用，不能移动位置，否则定位会产生偏差。通常在综采工作面应用时，如图1所示，将液压支架上安装固定基站，定位基站之间采用大功率Wi-Fi或者蓝牙无线通信，或者有线以太网通信。人员携带标识卡，读卡分站接收标识卡发送的射频信号，分站把其接收到的员工数据和检测到的时间一起，暂存于自身数据存储器(Random Access Memory，简称为RAM，即随机存取存储器)中,待定位引擎主机巡检时，通过光缆传输接口传送至定位引擎数据库，再对数据进行判别、分析、处理。可见，现有的煤矿井下的定位系统，是将定位引擎安装在地面上，位置距离综采工作面太远，位置计算响应时间慢；必须依赖IP(全称为Internet Protocol，即网络之间互连的协议)的网络架构，现场网络部署复杂，成本高；定位基站的位置固定，测量结果不准确。

针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未发现有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种煤矿井下工作面的定位系统及方法、装置，以至少解决了现有的定位系统对煤矿井下的人员、采煤机等定位不准确的技术问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种煤矿井下工作面的定位系统，所述系统至少包括多个UWB定位标签、UWB定位基站以及工作面集中控制器，其中，所述多个UWB定位标签，设置于煤矿井下的工作人员和采煤机上，用于采集所述工作人员的第一测距信息和所述采煤机的第二测距信息，并将所述第一测距信息和所述第二测距信息上传至所述UWB定位基站；所述UWB定位基站，设于煤矿井下的液压支架上，通过支架控制器与所述工作面集中控制器通信连接，用于接收所述第一测距信息和所述第二测距信息，并在基于所述第一测距信息和所述第二测距信息计算出所述工作人员的第一位置信息和所述采煤机的第二位置信息后，经由所述支架控制器发送至所述工作面集中控制器；所述工作面集中控制器，设于工作面的顺槽集控中心上，设有用于显示所述UWB定位基站发送的第一位置信息和所述第二位置信息的第一显示屏；所述工作面集中控制器用于根据所述第一位置信息和所述第二位置信息对煤矿井下的工作人员和所述采煤机进行位置监测，并将所述第一位置信息、所述第二位置信息以及位置监测结果发送至地面监控平台。