專利名稱：基于css的隧道施工人員定位系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種局部定位系統，尤其涉及一種隧道施工人員定位系統。
背景技術：
我國是公路隧道和鐵路隧道最多的國家。生產安全成為社會的一個突出問題。煤礦、地鐵、隧道施工企業對生產的信息化，災變的快速反應，離不開對人員的高水平信息化的管理。隧道施工人員的定位系統在遏制超定員生產、事故應急救援、領導洞內帶班管理、特種作業人員管理、洞內作業人員考勤定位等方面發揮著重要作用。現有的隧道施工人員定位系統雖然具有隧道人員定位、路徑跟蹤、短消息交流、考勤統計人工信息等多項功能，在員工管理上具有強大的作用，但對人員定位的精確度還不能盡如人意。由于隧道內無法使用GPS定位，國內主要采用RFID技術。為了測量二維位置，必·須以多個基站同時測量與電子標簽的距離，整合距離信息計算出電子標簽的位置。而基于RFID技術施工人員帶著的電子標簽是無源器件，其工作能量由基站發出的能量提供，這就決定了只有距離較近的基站才能精確讀取電子標簽的距離信息，而距離較遠的基站只能得到模糊的距離數據，導致最后整理的位置信息誤差較大。當電子標簽與基站之間存在障礙物時，信號會中斷，會降低位置測量的精確性。人員的位置信息的準確度直接決定事故的傷亡程度，提高定位精確度是隧道施工人員定位系統的重要課題。
實用新型內容針對上述現有技術不足，本實用新型要解決的技術問題是提供一種隧道施工人員定位系統，提高人員定位的精確度，降低出現事故時的傷亡程度。為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為，一種基于CSS的隧道施工人員定位系統，包括控制終端機、若干電子標簽、若干基站；所述電子標簽包括相互連接的第一 CSS發射器、第一通信測試模塊、第一電源模塊；所述基站包括相互連接的第二電源模塊、第二 CSS發射器、第二通信測試模塊、主控芯片；所述控制終端機包括相互連接的服務器、輸入輸出設備；基站與服務器通過有線或無線方式連接。CSS(即Chirp SpreadSpectrum，線性調頻擴頻)技術，可以有多頻率掃頻發射功能，由于不同頻率的信號衰減程度不一樣，用CSS技術可以使定位更精確；電子標簽為有源器件，使電子標簽本身可以進行信號發射，保證遠距離基站的接收，從而提高整合時的數據精度。作為本實用新型的一種優選，所述基站還包括網絡變壓器，該網絡變壓器分別與第二電源模塊、第二 CSS發射器、第二通信測試模塊、主控芯片連接；所述基站通過網絡變壓器與服務器有線連接或無線連接或有線無線同時連接。這樣的結構，使基站同時具有無線連接和有線連接的功能。有線無線同時連接是指基站與服務器之間同時建立有線和無線連接關系，平時可用有線方式連接，降低信號干擾和能量損耗，當連接線受突發事件影響而斷線時，可以通過無線方式傳輸信號，保證信號的傳送。基站與服務器之間還可以是單一地采用有線連接或單一地采用無線連接，簡化了設備的安裝和設置過程，但未能把兩者的優點結合。作為本實用新型的一種優選，基站與基站之間通過網絡變壓器有線或無線連接。這樣的結構使隧道洞深處的基站可以把信息通過其他基站發送至服務器。作為一種優選，所述第一 CSS發射器和第二 CSS發射器均設有時域反射發射模塊和頻域反射模塊。這樣的結構使電子標簽與基站之間存在障礙物時，信號也不會突然中斷。實現與射頻技術的融合，同時采用兩種檢測技術進行測距，是測距結果具有互相檢驗的效果，提聞精度。作為一種優選，所述第二電源模塊包括AC/DC隔離電源、電池充放電電路、供電電路。本實用新型的基于CSS的隧道施工人員定位系統定位精確、穩定性高，能排除信號突然中斷的情況，保證施工安全。
圖I是本實用新型基于CSS的隧道施工人員定位系統的結構示意圖。圖2是本實用新型基于CSS的隧道施工人員定位系統的電子標簽結構示意圖。圖3是本實用新型基于CSS的隧道施工人員定位系統的基站結構示意圖。其中，I、控制終端機；11、服務器；12、輸入輸出設備；2、電子標簽；21、第一 CSS發射器；22、第一通信測試模塊；23、第一電源模塊；3、基站；31、第二電源模塊；311、AC/DC隔離電源；312、電池充放電電路；313、供電電路；32、第二 CSS發射器；33、第二通信測試模塊；34、主控芯片；35、網絡變壓器；4、模糊定位區；5、精確定位區。
具體實施方式
如圖I、圖2和圖3所示，本實用新型的基于CSS的隧道施工人員定位系統，包括控制終端機I、若干電子標簽2、若干基站3 ;所述電子標簽2包括相互連接的第一 CSS發射器21、第一通信測試模塊22、第一電源模塊23 ;所述基站3包括相互連接的第二電源模塊31、第二 CSS發射器32、第二通信測試模塊33、主控芯片34 ;所述控制終端機I包括相互連接的服務器11、輸入輸出設備12 ;所述基站3還包括網絡變壓器35，該網絡變壓器35分別與第二電源模塊31、第二 CSS發射器32、第二通信測試模塊33、主控芯片34連接；所述基站3通過網絡變壓器35與服務器11有線連接或無線連接或有線無線同時連接。有線無線同時連接是指基站3與服務器11之間同時建立有線和無線連接關系，平時可用有線方式連接，降低信號干擾和能量損耗，當連接線受突發事件影響而斷線時，可以通過無線方式傳輸信號，保證信號的傳送。基站3與服務器11之間還可以是單一地采用有線連接或單一地采用無線連接，這樣雖然可以簡化設備的安裝和設置操作，但這能實現有線或無線的單一優點，未能把兩者的優點結合。基站3與基站3之間通過網絡變壓器35有線或無線連接。基站3與服務器11之間、基站3與其他基站3之間還可以通過其他有線或無線方式連接。所述第一 CSS發射器21和第二 CSS發射器32均設有時域反射發射模塊和頻域反射模塊。所述第二電源模塊31包括AC/DC隔離電源311、電池充放電電路312、供電電路313。工作狀態[0018]如圖I所示,在隧道洞內以一個參考點(例如洞口)作為原點，建立x-y坐標系，隧道洞內的二襯區域設為模糊定位區域4，掌子面區域為精確定位區域5。在模糊定位區4內，采用電子標簽2主動發起定位，在精確定位區5采用基站3輪詢方式定位。第一通信測試模塊22、第二通信測試模塊33通過檢測信號的衰減程度作為距離數據信息，發送至服務器11進行整合計算，服務器11再把電子標簽2位置信息發送到輸入輸出設備12，操作員可通過輸入輸出設備12對服務器11進行命令操作，向基站3發送信息。對本 領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本實用新型權利要求的保護范圍之內。
權利要求1.一種基于CSS的隧道施工人員定位系統，包括控制終端機、若干電子標簽、若干基站；其特征在于所述電子標簽包括相互連接的第一 CSS發射器、第一通信測試模塊、第一電源模塊；所述基站包括相互連接的第二電源模塊、第二 CSS發射器、第二通信測試模塊、主控芯片；所述控制終端機包括相互連接的服務器、輸入輸出設備；基站與服務器通過有線或無線方式連接。
2.根據權利要求I所述的基于CSS的隧道施工人員定位系統，其特征在于所述基站還包括網絡變壓器，該網絡變壓器分別與第二電源模塊、第二 CSS發射器、第二通信測試模塊、主控芯片連接；所述基站通過網絡變壓器與服務器有線連接或無線連接或有線無線同時連接。
3.根據權利要求2所述的基于CSS的隧道施工人員定位系統，其特征在于基站與基站之間通過網絡變壓器有線或無線連接。
4.根據權利要求I所述的基于CSS的隧道施工人員定位系統，其特征在于所述第一CSS發射器和第二 CSS發射器均設有時域反射模塊和頻域反射模塊。
5.根據權利要求I所述的基于CSS的隧道施工人員定位系統，其特征在于所述第二電源模塊包括AC/DC隔離電源、電池充放電電路、供電電路。
專利摘要本實用新型公開了一種基于CSS的隧道施工人員定位系統，包括控制終端機、若干電子標簽、若干基站；所述電子標簽包括相互連接的第一CSS發射器、第一通信測試模塊、第一電源模塊；所述基站包括相互連接的第二電源模塊、第二CSS發射器、第二通信測試模塊、主控芯片；所述控制終端機包括相互連接的服務器、輸入輸出設備；基站與服務器通過有線或無線方式連接。本實用新型的基于CSS的隧道施工人員定位系統定位精確、穩定性高，能排除信號突然中斷的情況，保證施工安全。
文檔編號G06K19/07GK202679647SQ20122032105
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月4日 優先權日2012年7月4日
發明者喬海曄, 俞慶生, 譚顯波, 梁廣玲, 陳友蓮, 盧東亮 申請人:佛山職業技術學院