智慧矿山超精准工厂人员定位原理是什么?

2023-01-20 17:17:01

智慧矿山超精准工厂人员定位系统,是一种基于 RTK (无线射频)、 Mesh (超宽带)、 RTF (基于射频)、卫星通信技术在矿井井下利用Wi-Fi、蓝牙等无线通信方式,实现人员定位功能、信息实时传输、信息共享和业务协同功能的定位系统。智慧矿山超精准工厂人员定位系统由基站网络与无线射频识别(RF)天线组成,主要用来实现定位系统与基站之间基于无线通信协议相互通信来实现对人员的定位。当用户使用基于天线通信网络定位系统时,系统利用射频信号以电磁波在空间辐射传输距离来计算物体到基站的距离。由于物体接收电磁波有一定程度衰减,所以无线发射距离是不确定的。天线接收到发射信号后经过天线可以发送出去。所以就有了所谓的“距离衰减”。

1.基于射频技术的人员定位,主要针对井下高精度、长时间高精度的定位需求,提供了现场人员精准定位解决方案。

基站采用2.4 GHz频段,接收信号采用调制方式,信道质量好;室内定位精度高达10 cm,室外定位能力达到8 m。能有效消除恶劣环境对人员的影响。其主要特点是无线连接方便、功耗低,是室内定位的理想选择。使用时无需再考虑是否要更换无线射频识别(RTK)卡来满足井下使用需求。同时也可以根据不同的应用场景选择不同的功耗规格提供更高质量的定位服务。适用于矿井范围内各种恶劣环境下人员定位需求,可快速搭建出井下人员身份识别、信息采集、数据传输及系统联动应用等功能。目前工业生产中已普遍采用无线射频技术来进行人员定位和作业指导,能够解决矿井下多种精度要求,且降低对其他高精度产品的依赖(如高产量设备),实现了系统低成本运行。其主要应用领域为矿山机电、矿井安全自动化、煤矿生产标准化以及智能矿山建设等诸多方面,对于矿区而言具有重要意义。

2.结合 RTK天线,实现对人员进行快速精确定位,无需布设基站;

与传统的室内定位系统相比,基于无线射频的人员定位产品可以做到在不需要布设基础架构的情况下做到对环境快速精准定位、快速安全救援,并且可以通过网络与移动终端互联互通信息,通过各种数据的分析可以快速掌握区域内的安全状况和员工的情况。系统支持人员精准定位、高精度定位、移动定位和统计分析等功能。实现安全高效管理。支持人员精准管理、异常报警和告警等功能。系统能实现人员在指定区域内行走、停留、工作状态、体温等监测信息,管理系统可对相关人员进行信息统计,以及事件相关报警。通过手机终端和后台设备,实时将相关信息实时回传至企业 ERP系统及调度指挥中心平台,实现信息实时共享及业务协同。

3.采用多层高性能天线,最大限度地减少信号辐射衰减。

因为采用了高性能天线,可以避免天线被恶劣环境破坏。系统通过在矿井井下进行基于无线通信协议相互通信来实现对人员的定位。

4.基于 RFID,实现身份认证和实时定位、路径规划等功能,使数据更加安全可靠。

智慧矿山超精准工厂人员定位系统,可实现对矿区各生产工段人员的实时定位、路径规划等功能。定位精度可控制在1 m以内,可根据生产情况来定制不同类型的无线终端系统。包括:室内人员(含巡检)定位/智能地图导航/视频会话、智能控制系统、远程运维管控、数据交互平台、实时通讯等服务,可实现工厂生产设备故障远程报警、人员实时位置查询、人员信息管理等重要功能,并能进行人员身份认证、设备状态监控及安全状态监测等智能监控功能。实现现场智能管理,实时掌握现场动态变化,实现对生产现场的实时管控和维护,提高工作效率和工作质量,从而提高安全管理水平和本质化安全保障能力。

5.射频模块采用 TP技术,无线功率低、寿命长;

射频模块功耗低,发射功率大。在井下人员定位系统中,基站一般使用 BLE频谱作为其射频信号的发射功率,并与环境电磁波进行能量交换。天线与设备之间通过信号线相互通信,从而获得两个目标位置信息。如果该信息有两个通信端口间不存在联系时,则通过无线模块以一条直线进行通信;如果该直线不存在则必须与外部建立通信关系才能实现信号传播的目的。与外部建立联系需要消耗大量能量和功率去传播信息,所以通过无线电通信系统实现了低延时或长距离通信。

6.可设置多种天线的波束扩展功能。

智慧矿山超精准工厂人员定位系统主要由以下几个部分组成:基站网络、 WIFI网关、标签基站、终端设备、无线射频识别(RF)天线、 EMC模块。在室内环境中使用传统网络技术无法提供很高的可靠性,但是网络可以让其传输信号更加稳定和可靠,也更加适合在室外使用。无线传输网络具有很好的抗干扰能力,其传输速率能达到每秒数百米;Wi-Fi网络传输距离可以达到100米甚至更远;无线网络连接数直接等于有线系统的5倍以上;抗干扰能力强;具有一定传输距离和抗干扰能力强;功耗低;可实现长达一周或者是一年不间断工作;安装维护简单方便等等优势,适用于多种行业应用中。

7.自定义通信协议 TCP/IP网络支持与其他有线无线标准通信协议集成,方便终端接入。

系统支持自定义的通信协议,方便终端接入。同时还支持自定义的多协议组通信协议。例如无线接入网关协议,通过 OSNB、 IP、RS485等通信协议实现相互通信,为系统的数据处理提供方便与其他协议组集成。利用物联网技术和信息通信技术,实现基于数据处理流程的自动化、智能化管理和决策支持,对业务系统进行智能化分析和优化调度,为企业经营决策、生产管理提供科学和技术依据。实现对生产经营过程(生产工艺、产品质量、安全管理、设备状态等)等的实时监控和实时管理,以提高生产经营效率和工作效率,提高生产安全管理水平;优化产品质量和售后服务,降低企业运营成本;提高对事故处理能力与水平;提高企业管理水平,保障安全生产工作效率;有效减少生产过程中所产生的经济及社会效益;具有显著效果和社会效益。智慧矿山超精准工厂人员定位系统由基站系统和无线射频识别天线组成。