试谈基于WiFi技术的井下人员定位系统

针对矿井人员定位和井下人员井下事故救援困难等特点.阐述了基于WiFi技术井下人员定位系统的总体架构、整体功能,详细介绍了运用WiFi技术进行井下定位的工作原理与实现方法.     

基于WiFi的矿用移动定位服务终端设计

针对WiFi技术应用在煤矿井下存在终端设备功耗较大、本质安全型设计难等问题,设计了一种基于WiFi的矿用移动定位服务终端;给出了该终端的硬件结构及本质安全型设计原则,详细介绍了该终端的软件设计,包括WiFi驱动程序设计、满足巷道特殊环境的新型井下人员定位机制的实现、SIP协议下的无线语音通信、瓦斯体积分数实时监测、图像数据采集等位置信息服务的实现。实验结果表明,该终端人员定位精度为1m以内,语音通信和图像数据传输无明显延迟,进入低功耗模式后瓦斯体积分数的采集最长可达7h左右,基本满足煤矿生产和本质安全型要求。     

WiFi无线通信系统在井下打钻点中的应用

介绍了WiFi无线通信系统的特点及其在石壕煤矿井下瓦斯打钻点中的应用。实际应用表明,WiFi无线通信系统很好地实现了井下瓦斯巷打钻点的视频监控和语音通话功能,地面调度中心能根据井下的现场图像及时地作出调度。     

基于WiFi和ZigBee的井下人员无线跟踪与定位系统的设计

针对现有矿山人员定位系统成本高、安装复杂、只能区域定位等问题,提出了一种基于WiFi和ZigBee技术的井下人员无线跟踪与定位系统的设计方案和一种符合矿山实际要求的基于一维线性空间的实时定位方法,详细介绍了该系统的软硬件设计。该系统采用WiFi技术组建无线语音局域网络,采用ZigBee技术组建无线传感器监测网络,通过井下综合分站同时发射WiFi和ZigBee无线信号,实现了井下实时通信信号和定位信号的覆盖。该系统已实际应用,效果良好。     

煤矿井下精确定位系统研究

针对现有基于RFID,ZigBee,WiFi等技术的煤矿井下人员定位系统定位精度较低的问题,提出了融合可见光通信和惯性导航系统的煤矿井下精确定位系统。该系统以煤矿井下LED照明灯作为LED可见光定位基站,利用智能信息矿灯内置CMOS摄像头接收可见光信号进行定位,利用智能信息矿灯内置加速度传感器和陀螺仪数据进行时间积分得到井下人员运动轨迹和方向,并通过智能信息矿灯识别LED可见光定位基站的ID编码信息重新定位来修正惯性导航数据,从而实现精确定位。在煤矿井下布置8个LED可见光定位基站,通过5台智能信息矿灯以正常速度移动来测试系统定位精度,结果表明系统定位误差小于1m,满足煤矿井下人员定位精度要求。     

矿用无线通信及人员定位管理系统设计

针对常用的矿井WiFi通信系统、人员定位系统均采用独立布网方式而存在重复布网的问题,提出了一种将WiFi和RFID相结合的一体化矿用无线通信及人员定位管理系统设计方案。该系统通过综合基站完成无线通信和人员定位功能,实现了语音、数据、图像的综合传输。实际应用结果表明,综合基站可完成移动通信和读卡功能,节省了投资,且系统便于维护和管理。     

基于S3C2410的井下WiFi便携终端的设计

设计了基于WiFi技术的煤矿井下信息设备终端,利用WiFi无线局域网技术和VoIP语音处理技术,通过采用嵌入式微处理器S3C2410和Linux操作系统作为软件平台可实现VoIP语音通话、人员定位和环境监测等功能。各项功能都已经通过试验,通话时语音清晰,无明显延迟,可以满足井下生产应用的需要。同时终端还具有良好的可扩展性。     

基于卡尔曼滤波的矿井人员二维精确定位方法

受定位分站和定位卡时钟同步误差、时钟计时误差、多径效应、非视距传播(NLOS)时延误差和电磁骚扰等影响,现有煤矿井下人员定位方法定位误差大,难以满足煤矿事故应急救援、运输和机电事故防治等需求。为提高定位精度,实现煤矿井下人员二维精确定位,提出了基于卡尔曼滤波的矿井人员二维精确定位方法:以定位分站测量到的定位卡到定位分站之间的距离作为卡尔曼滤波中的测量结果,根据建立的矿工在井下移动的数学模型推算出矿工的位置,并作为卡尔曼滤波中的预测结果,通过对测量结果和预测结果进行合理加权,根据上一步卡尔曼滤波后的最佳估计值得出当前时刻的最佳估计值,实现煤矿井下人员二维精确定位。     

KT28B型矿用无线通信和人员管理系统

<正>KT28B型矿用无线通信和人员管理系统由中煤科工集团常州自动化研究院研制推出。该系统采用标准工业以太网结构、TCP/IP协议、WiFi协议、DSL(Digital Subscriber Line)、ZigBee、人员定位及WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)等技术开发,不仅能够实现矿区井上与井下的3G(3rd-Generation)无线语音、数据、图像传输,而且具有KJ69J人员定位管理系统的全部功能,并具有WiFi无线数据业务,传输速率最高可达150Mbit/s。     

矿井人员融合定位系统

针对基于传统接收信号强度指示(RSSI)指纹定位算法的井下人员定位系统在离线采样阶段指纹数据库采集工作量大、易受井下环境影响,基于行人航迹推算(PDR)算法的定位系统存在误差累计的问题,设计了一种基于改进RSSI指纹定位算法和PDR算法的矿井人员融合定位系统。该系统采用GS1011控制器和MPU9150惯性传感器构成智能终端,将采集的惯性传感器、RSSI和时间戳数据通过井下WiFi网络上传至地面监控中心定位服务器;定位服务器采用扩展卡尔曼滤波对RSSI指纹定位算法和PDR算法的定位信息进行融合,实现井下人员定位。试验结果表明,该系统平均定位误差为1.79m,小于单独采用RSSI指纹定位算法或PDR算法的系统定位误差,定位精度满足井下人员定位要求。