新型煤矿井下巡检定位系统的制作方法

1.本实用新型涉及巡检定位技术领域，特别是涉及一种新型煤矿井下巡检定位系统。


背景技术：

2.我国煤炭资源丰富，但全国绝大多数煤矿为井工矿井，地质条件复杂，开采难度大，灾害类型多、分布面广，多数矿井同时具有瓦斯、水、火、煤尘、顶板等灾害，是世界各主要产煤国家中开采条件最差、灾害最严重、人员安全危险性最大的国家。
3.煤炭生产主要在井下作业，受技术、资金的限制，我国煤矿井下环境一般都比较恶劣，工作区域狭小、照明条件差、温度高、潮湿、粉尘浓度高，瓦斯浓度高，腐蚀性有害气体浓度高等情况不同程度的在各个矿山存在。各种规模煤矿产量的不同，人员数量、设备规模都不相同，矿井种类繁多。
4.煤矿井下人员定位系统通常以rfid、uwb为主，这些定位方案都需要在巷道壁上安装定位基站，并解决供电问题，可以有效的解决主要生产区域的人员定位问题。但对于煤矿井下来说存在着很多已经采掘完毕的区域，通常叫无人区，需要定期进行巡检，而这些区域是没有供电的，无法使用壁挂定位基站的方式解决。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型煤矿井下巡检定位系统，能够实现煤矿井下无人区的巡检定位功能的同时，兼容煤矿井下生产区的rfid 人员定位系统，实现基于lora的无线数据传输，并采用gis平台实现人员位置查询以及巡检轨迹的回放功能。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种新型煤矿井下巡检定位系统，所述系统包括：rfid定位标签，固定在无人区巷道壁上；定位矿灯，由巡检人员携带，具备rfid基站功能，可实时搜寻周边的rfid定位标签，并将定位标签数据存在定位矿灯中,可通过lora无线将定位标签数据上传；本安型无线基站，支持lora无线接入，并实现数据在有线和无线网络中的转换与传输；定位平台，包括定位服务器、管理服务器、调度台，与本安型无线基站通过有线网络连接。
7.在一些实施方式中，定位平台组成模块之间通过网络交换机，构成tcp/ip 局域网。
8.在一些实施方式中，本安型无线基站连接到网络交换机连接到定位平台。
9.在一些实施方式中，网络交换机可提供多样化网络接入方式，可配置以太网口、光模块，为系统各设备提供网络接口，可接入井下工业以太环网。
10.在一些实施方式中，定位服务器可实现实时定位、查询等功能。
11.在一些实施方式中，所有定位矿灯通过lora无线连接到本安型无线基站，再通过本安型无线基站连接到网络与定位平台连接，实现定位矿灯保存的定位数据传输。
12.在一些实施方式中，定位服务器可配置备机，确保系统稳定可靠。
13.在一些实施方式中，定位服务器可配置ups后备电源，确保停电后依然可以工作8小时以上。
14.在一些实施方式中，管理服务器可实现定位矿灯的管理、查询等功能。
15.在一些实施方式中，所有定位矿灯采用lora无线协议通过本安型无线基站连接到网络与管理服务器连接，实现配置管理。
16.采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：
17.1、新型煤矿井下巡检定位系统集无人区巡检及生产区巡检定位于一体，是一套完善且便捷有效的煤矿井下巡检定位解决方案，在具备lora无线网络时，可实时上传定位数据；无网络连接时可在定位矿灯上保存、定位数据，待有lora无线网络连接时自动上传数据。
18.2、采用lora无线信号传输定位矿灯采集到的rfid定位标签数据，具有传输距离远、建设成本低、抗干扰能力强等特点，且符合煤矿井下物联网建设的要求。
19.3、挂墙式rfid定位标签的使用有效解决了煤矿井下巡检工作的监督与管理，轨迹回放功能可方便有效的了解巡检的路径、时间等信息。
附图说明
20.上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
21.图1是新型煤矿井下巡检定位系统的结构示意图。
具体实施方式
22.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.新型煤矿井下巡检定位系统包含：定位平台、本安型无线基站、定位矿灯、定位标签。
24.1、定位平台
25.新型煤矿井下巡检定位系统包含：定位主机1、定位备机1'、管理服务器 2、网络交换机3、调度台4。定位主机1、定位备机1'、管理服务器2、调度台4，分别通过网线接入到网络交换机3。
26.网络交换机3与所有设备连接。
27.定位服务器1、定位服务器1’实现网络实时双机热备，定位服务器1的数据实时备份到备用服务器处，当主用服务器故障时备用服务器自动启动。所述定位服务器1和定位服务器1’提供数据存储、位置计算、图形生成等标准 gis功能，实现煤矿的人员定位功能、轨迹回放等功能。
28.管理服务器2提供整个系统的网管功能接口，实现管理操作人员对系统内的所有设备的管理、配置与维护。
29.网络交换机3提供地面主控制通信中心部署设备的网络接口。
30.优选的实施方案：系统可配置不间断供电电源ups 001，不间断供电电源 ups 001通过电源线可同时给定位主机1、定位备机1'、管理服务器2、网络交换机3提供电源接口，保
障保证意外断电后系统仍能够正常工作。
31.调度台4，置于矿井调度室。调度台4通过网络接入到网络交换机3。
32.调度台提供调度操作的人机界面，显示各定位矿灯的位置，还可以查看人员的巡检轨迹。
33.2、本安型无线基站
34.本安型无线基站5通过网口接入网络交换机3，通过lora无线接口连接定位矿灯7，从而实现有线与无线的信号转换与数据传输。
35.优选的实施方案：本安型无线基站5可配置后备电源6，实现4小时以上的备电功能。
36.3、定位矿灯
37.定位矿灯7通过lora连接到本安型无线基站5，本安型无线基站5通过网口接入网络交换机3，实现与定位平台的连接，实现无人区巡检定位的功能，定位矿灯具备rfid基站及lora无线连接等功能，可以实时扫描rfid定位标签，并通过lora无线网络上传数据。
38.优选的，配置rfid定位标签8，实现定位功能。
39.4、rfid定位标签
40.rfid定位标签8通过rfid无线信号连接到定位矿灯7，通过定位矿灯7 存储rfid标签数据，当有lora无线网络连接时，定位矿灯7将数据传输到定位平台，可实现人员定位及轨迹回放等功能。
41.技术效果：
42.1、新型煤矿井下巡检定位系统集无人区巡检及生产区巡检定位于一体，是一套完善且便捷有效的煤矿井下巡检定位解决方案，在具备lora无线网络时，可实时上传定位数据；无网络连接时可在定位矿灯上保存、定位数据，待有lora无线网络连接时自动上传数据。
43.2、采用lora无线信号传输定位矿灯采集到的rfid定位标签数据，具有传输距离远、建设成本低、抗干扰能力强等特点，且符合煤矿井下物联网建设的要求。
44.3、挂墙式rfid定位标签的使用有效解决了煤矿井下巡检工作的监督与管理，轨迹回放功能可方便有效的了解巡检的路径、时间等信息。
45.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.一种新型煤矿井下巡检定位系统，其特征在于，包括：新型煤矿井下巡检定位系统在实现煤矿井下无人区的巡检定位功能的同时，兼容煤矿井下生产区的rfid人员定位系统；rfid定位标签，固定在无人区巷道壁上；定位矿灯，由巡检人员携带，具备rfid基站功能，可实时搜寻周边的rfid定位标签，并将定位标签数据存在定位矿灯中，可通过lora无线将定位标签数据上传；本安型无线基站，支持lora无线接入，并实现数据在有线和无线网络中的转换与传输；定位平台，包括定位服务器、管理服务器、调度台，与本安型无线基站通过有线网络连接。2.根据权利要求1所述的新型煤矿井下巡检定位系统，其特征在于，定位平台组成模块之间通过网络交换机，构成tcp/ip局域网。3.根据权利要求1所述的新型煤矿井下巡检定位系统，其特征在于，本安型无线基站连接到网络交换机连接到定位平台。4.根据权利要求3所述的新型煤矿井下巡检定位系统，其特征在于，网络交换机可提供多样化网络接入方式，可配置以太网口、光模块，为系统各设备提供网络接口，可接入井下工业以太环网。5.根据权利要求1所述的新型煤矿井下巡检定位系统，其特征在于，定位服务器可实现实时定位、查询等功能。6.根据权利要求5所述的新型煤矿井下巡检定位系统，其特征在于，所有定位矿灯通过lora无线连接到本安型无线基站，再通过本安型无线基站连接到网络与定位平台连接，实现定位矿灯保存的定位数据传输。7.根据权利要求5所述的新型煤矿井下巡检定位系统，其特征在于，定位服务器可配置备机，确保系统稳定可靠。8.根据权利要求1所述的新型煤矿井下巡检定位系统，其特征在于，定位服务器可配置ups后备电源，确保停电后依然可以工作8小时以上。9.根据权利要求1所述的新型煤矿井下巡检定位系统，其特征在于，管理服务器可实现定位矿灯的管理、查询等功能。10.根据权利要求9所述的新型煤矿井下巡检定位系统，其特征在于，所有定位矿灯采用lora无线协议通过本安型无线基站连接到网络与管理服务器连接，实现配置管理。

技术总结
本实用新型提供了一种新型煤矿井下巡检定位系统。该系统包括：RF I D定位标签；定位矿灯，具备RF I D基站功能，可实时搜寻周边的RF I D定位标签，并将定位标签数据存在定位矿灯中,可通过LoRa无线将定位标签数据上传；本安型无线基站，支持LoRa无线接入，并实现数据在有线和无线网络中的转换与传输；定位平台，包括定位服务器、管理服务器、调度台，与本安型无线基站通过有线网络连接。本实用新型提供的新型煤矿井下巡检定位系统能够实现煤矿井下无人区的巡检定位功能的同时，兼容煤矿井下生产区的RF I D人员定位系统，实现基于LoRa的无线数据传输，并采用G I S平台实现人员位置查询以及巡检轨迹的回放功能。以及巡检轨迹的回放功能。以及巡检轨迹的回放功能。


技术研发人员：张志忠 张益龙 贾永忠 杨路余 赵新平 李俊杰 斯德江 王志强
受保护的技术使用者：山西华阳集团新能股份有限公司
技术研发日：2021.08.16
技术公布日：2022/3/8