智慧矿山定位是智慧矿山建设的重要组成部分,是一种以传感器、无线通信技术、定位技术为核心的无线通信技术。它能够通过实时、准确的定位,为矿井安全生产提供准确、可靠地实时信息,从而实现矿井安全生产数字化、智能化和精细化管理。智慧矿山定位技术已成为了国内外矿山行业发展的必然趋势。智慧矿山定位的实施范围非常广泛,在矿山行业中的应用主要包括:安全监控系统、人员定位系统、矿情管理系统、后勤管理系统等。而智慧矿山定位技术中的超宽带定位技术已被广泛地应用在矿山行业中。
智慧矿业定位系统架构可以分为三个阶段,即定位终端,基站,云平台以及大数据分析。定位终端:采集井下所有的数据并进行处理,定位精度±0.5米,信息自动上传到管理平台;位置数据采集井下生产环境的各种设备数据,包括人员、车辆以及矿井水文、地质、建筑物的数据等。视频监控:将视频、图片、影像、文字等实时地显示在监控画面上;矿灯定位:实时报警;车辆人员定位:车辆的位置信息。数据实时上传到安全管理系统中与平台进行对比分析。
超宽带定位技术是通过接收天线发出的信号,然后通过无线电波进行解调(频谱分析),然后将其与数据库中存储的信息进行比较,从而获得信息的技术。这种信息与人、物之间的联系比较容易。其主要优势是采用了超宽带通信技术(如 RFID+ GPS)、通信天线、基站等硬件设备构成的定位系统可以通过数据信息发送到外部,实现与外部网络的数据传输。因此在数据传输过程中不会造成数据丢失或者对数据的泄露。另外的一个优点就是不受地域和空间的限制,且对网络通信要求比较低。它可以用来定位各种位置及速度比较高的东西(如:人和物体),比如现在我们经常用在 GPS系统和北斗系统中采用的 GPS是相对的缺点就是信号比较弱;对于煤矿来说由于井下情况复杂等原因采用这两种方法更是不可能获得精确地测量出设备周边的情况。而超宽带定位能够有效地避免这些问题发生。
1.灵敏度高:超宽带技术在室内环境下具有极高的灵敏度,不受室内环境影响、可靠性高。
2.抗干扰能力强:基于LTE-M调制模型,超宽带工作在超低频段(6 GHz)下,信噪比大于30 dB,可达10 dB,不受干扰。
3.容量大:超宽带通信网络具有传输容量大、抗干扰能力强等特点。
4.适应于恶劣环境和温度变化的信号环境;工作时间长;稳定性高,抗干扰性好;能够稳定传送位置信息。
5.低功耗、免维护: UWB技术具有通信能力强的特点。低功耗无线通信技术可实现低至0.1毫秒的快速定位响应能力,功耗低且系统集成成本较低。
6.可靠性高:基于超宽带技术的定位系统能实现准确的动态定位和实时位置显示。可靠性好,稳定性高;可应用于现场监控、远距离精确传输与检测;设备运行状态直观显示与分析。对于矿井下复杂的环境适应能力强、便于维护等特点。
7.智能分析:用户能够通过手机 APP实时查看定位信息以及报警提示并可查询现场人员位置信息和安全保障措施等功能。
8.使用方便、无需安装维护:超宽带系统只需简单布置部署即可进行定位,可以做到实时显示、实时监控等多种用途以及不同类型终端的接入和通讯等操作功能,而且具有良好的灵活性。节省了大量人力资源。