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淄博華勝自動化控制科技有限公司
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UWB-煤礦精確人員定位系統-數字礦山建設已經向精細化管理，人員定位是礦上六大系統之一，需要要與時俱進，實現人員精確定位后，可具備人員、車輛的精確定位和為其它系統提供人員和車輛的精確位置信息，這樣發生緊急事故事故時候，可迅速、準確的對井下人員進行定位，縮短救援時間，提高人員生還率。
UWB-煤礦精確人員定位系統?介紹
一、技術路線選型
井下常用的井下定位技術有有源射頻識別RFID技術、基于Zigbee的TOF定位技術、UWB高精度定位技術，各種技術路線比對如下。
1、有源射頻識別技術
有源射頻識別，RFID（Radio Frequency Identification）技術，又稱無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。上世紀90年dai開始服務于礦山定位行業。廣泛應用于人員、車輛等位置定位。其技術特點：覆蓋距離30米-300米不等。功耗低，成本低，技術較成熟，廣泛應用于井下的人員定位。有源的RFID技術因其覆蓋距離在30米-300米左右，且區域間不能有交叉，不能信號間連續覆蓋。想要做到比較好的區間定位效果，必須站與站之間留有空白區域。其基于覆蓋區域的定位無法完成精確測速，只能利用兩個基站之間或多個基站基站完成區域測速。基本覆蓋模型如下圖：
有源射頻技術，因其定位主要對象為有源的電子標簽，基站和定位卡能夠交互的數據很小，除定位外，幾乎無法傳輸其他信息，延展性較差。
2、 基于TOF的精確定位技術
TOF上世紀90年 代初步理論形成，本世紀初開始逐步投入使用，定位精度也逐步提高。
技術特點：定位精度高，5米-10米，功耗相對稍高，有效通信距離200米以上。
TOF是利用電磁波的飛行時間來計算發射源距離接收站的距離。計算距離則為電磁波飛行時間乘以光速，因電磁波的飛行時間不受物體遮擋而變化，因此能夠適用于井下的復雜環境。其定位精度取決于芯片的時間精度。
3、基于UWB的精確定位技術
UWB是一種超寬帶的通信傳輸技術，利用納秒至微微納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據。UWB在早期被用來應用在近距離高速數據傳輸，近年來隨著UWB技術不斷成熟、優勢特點不斷顯現，逐漸被應用于精確定位領域。
技術特點：分辨率可達0.3米、定位精度高于1米、系統容量大、傳輸速率高、設備功耗小、具有較強的抗*力，系統有效覆蓋直徑可達600米以上。定位原理示意圖如下：
技術原理：UWB通過在寬頻上發送一系列非常窄的低功率脈沖與基站實現信息交互。其較寬的頻譜、較低的功率、脈沖化數據，意味著干擾小于傳統的窄帶無線解決方案，并能夠在無線環境中提供與有線相媲美的性能，實現高精度定位。
二、UWB-煤礦精確人員定位系統?總體架構與組成
系統結構多樣，組網靈活，支持光纜組網及接入以太網等多種組網方式，可根據客戶需求進行選擇。
利用傳輸分站的光接口組成以太網的骨干網絡，每個傳輸分站下掛讀卡分站的網絡結構。系統能夠很輕易地組成較大的定位網絡結構模式，滿足礦方的較大規模的使用需求。
機房設備：數據服務器（雙機熱備）、web服務器、客戶端電腦、機架交換機、聲光報警器、打印機組成。
井口設備：包含精度LED顯示屏、井口wei一性檢卡裝置等。
井下設備：井口讀卡分站、井下傳輸網絡、井下讀卡分站KJ936-F、標識卡KJ936-K組成。
三、系統特色
UWB定位技術采用了超低功耗和抗干擾設計，結合大數據算法達到了0.2米的定位分辨率，實現了1米的精確定位。
系統可實現全礦精確定位和局部精確定位并存方式。即在局部精確定位系統下，不改變原系統架構，升級成全礦精確定位。礦方可根據實際情況選擇局部或全礦精確定位，達到科學、合理配置資源的目的。
精確定位識別卡采用電池供電，通過識別卡的超低功耗與智能節電設計，可以實現正常使用12個月以上。
精確定位模式下，兩臺讀卡站之間距離400~500米（視巷道情況調整）。
井口讀卡+井口人臉識別+人員軌跡比對。人員入井前被井口讀卡器讀到標識卡后看來在，再經過人臉識別，確定人與標識卡的*性后方可入井。入井后，人臉識別、井下軌跡均符合判定條件方作為有效考勤記錄；若有一處異常則生成對應異常報表，作為管理處罰依據。
可以根據礦方需要可以和通信等系統實現底層和地面的雙融合，可兼顧膠輪車定位和紅綠燈控制；避免重復投資建設，降低維護成本，提升信息化程度，奠定智慧化礦山建設基礎。
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