[发明专利]自动监控矿车效率及车数的系统及方法

权利要求书

1.一种自动监控矿车效率及车数的系统，其特征在于，包括：

定位标签，安装于矿车上，用于与基站交互进行UWB双边测距；

基站，设置于挖机和卸料口，用于与定位标签交互进行UWB双边测距，将测距结果通过LoRa终端设备、LoRa物联网以及LoRa网关发送到云端处理系统；

云端处理系统，用于读取所述基站发送的测距结果，并进行数据截取，将截取的数据与数据库中的数据进行对比并，根据对比结果进行空车效率监控和车数计算。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，云端处理系统具体用于：

将截取的数据与数据库中的数据进行对比并，当确定矿车来到挖机定位范围内，自动记录矿车到挖机范围的时间和离开挖机范围的时间，并且记录车数；计算矿车到挖机范围的进场时间和离开挖机范围的进场时间的时间差，根据所述时间差确定装车时间，根据出场时间到下一次进场时间计算确定运输时间，将一次进场和一次出场确定为一次装车，在数据库中记录计算所得的数据。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云端处理系统进一步用于：根据数据库中记录的数据自动生成报表供查询和打印。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位标签具体用于：

接收基站发出的数据包，记录收包时刻Tb1，等待Treply时刻，在Tb2时刻，其中，Tb2＝Tb1+Treply，向基站发送一个数据包。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述基站具体用于：

向定位标签发出数据包，记录下发包时刻Ta1，接收到定位标签发送的数据包，记录下收包时刻Ta2，计算出电磁波在空中的飞行时间Tprop，将飞行时间Tprop乘以光速得到与定位标签之间的距离。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述定位标签和所述基站具体用于增加一次UWB双边测距的数据包交互，根据公式1和公式2计算时间偏移引入的误差：

其中，k_a和k_b分别是定位标签和基站的时钟的实际频率和预期频率的比值；T_round＝Ta2-Ta1，T_reply＝Tb2-Tb1，下角标1和2分别表示第一次数据包交互和第二次数据包交互。

7.一种自动监控矿车效率及车数的方法，其特征在于，用于权利要求1至6中任一项所述的自动监控矿车效率及车数的系统，所述方法包括：

通过基站与定位标签交互进行UWB双边测距，将测距结果通过LoRa终端设备、LoRa物联网以及LoRa网关发送到云端处理系统；；

通过云端处理系统读取所述基站发送的测距结果，并进行数据截取，将截取的数据与数据库中的数据进行对比并，根据对比结果进行空车效率监控和车数计算。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，截取的数据与数据库中的数据进行对比并，根据对比结果进行空车效率监控和车数计算具体包括：

将截取的数据与数据库中的数据进行对比并，当确定矿车来到挖机定位范围内，自动记录矿车到挖机范围的时间和离开挖机范围的时间，并且记录车数；计算矿车到挖机范围的进场时间和离开挖机范围的进场时间的时间差，根据所述时间差确定装车时间，根据出场时间到下一次进场时间计算确定运输时间，将一次进场和一次出场确定为一次装车，在数据库中记录计算所得的数据。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

根据数据库中记录的数据自动生成报表供查询和打印。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过基站与定位标签交互进行UWB双边测距具体包括：

接收基站发出的数据包，记录收包时刻Tb1，等待Treply时刻，在Tb2时刻，其中，Tb2＝Tb1+Treply，向基站发送一个数据包；

向定位标签发出数据包，记录下发包时刻Ta1，接收到定位标签发送的数据包，记录下收包时刻Ta2，计算出电磁波在空中的飞行时间Tprop，将飞行时间Tprop乘以光速得到与定位标签之间的距离；

增加一次UWB双边测距的数据包交互，根据公式1和公式2计算时间偏移引入的误差：

其中，k_a和k_b分别是定位标签和基站的时钟的实际频率和预期频率的比值；T_round＝Ta2-Ta1，T_reply＝Tb2-Tb1，下角标1和2分别表示第一次数据包交互和第二次数据包交互。