煤矿UWB定位及综合应用系统

（1）系统概述
煤矿井下基于Wi-Fi、3G/4G、RFID及ZigBee等传统技术的定位系统精度低、误差大（>10m，甚至数十米），主要以区域定位为主，不能实现人员及设备的实时跟踪，给日常管理、生产调度、巡查监管以及灾后救援带来不便。同时，面对煤矿信息化、自动化、无人开采或少人开采的发展需求，井下很多生产场所、岗位工作人员减少，而巡查、监督监管变得更加重要。井下定位系统是实现对井下工作人员和监管、巡检人员的准确位置和运动轨迹实时监测跟踪，特别是对特殊位置和关键设备的巡查是否监管到位的的支撑系统。
系统采用新的超宽带（UWB）定位技术实现井下人员、车辆等移动目标的实时定位，定位精度可达到10-50cm；提供标准以太网、Wi-Fi等接口，可与井下工业以太网无缝互联，组网和安装维护方便。系统还可与智能手机、XJH3.7系列矿用巡检记录仪等终端进行集成，应用于煤矿井下安全监察监管、隐患排查、巡更，以及扩展应用于车辆信集闭、智能化无人工作面等。
（2）系统组成
系统由定位标签、定位锚点、传输网络、服务器、定位引擎以及相关软硬件组成。
（超宽带（UWB）定位系统示意图）
（3）主要参数
 定位标签尺寸：体积小，14×27mm。
 定位标签功耗：待机过程90nA，一节电池供电待机时间长达1年；
 无线通信频率：2.4G(甚高频脉冲)；
 无线通信速率：110kbps；
 无线通信距离：视距>500m，非视距>100m；
 定位精度高：大尺度区域定位精度<0.5m，小尺度区域定位精度<0.1m；
 定位容量大：20米半径内支持>1000个标签位置测量；
 兼容性强：产品采用UWB无线信道进行通信，可以较方便地与Wi-Fi、蓝牙、Zigbee和工业以太网等传输网络技术互联融合，进行组网传输，增强兼容性，降低传输成本。
 抗干扰能力强： UWB的信号衰减小，穿透能力强，保障数据可靠传输。
 智能应用：定位标签和智能手机（XJH3.7系列矿用巡检记录仪、巡检执法终端）通过蓝牙、ZiGbee等的有机结合，除了具有定位标签功能之外，同时具备语音通信、巡查、取证、导航、监察监管信息采集录入传输等功能。
（4）主要应用
1）井下人员、车辆定位管理
井下人员、车辆定位管理系统
2）井下智能化监察监管
井下智能化监察监管
用于对井下工作人员和监管、巡检人员的准确位置和运动轨迹实时监测跟踪，特别是监察监管人员对特殊位置和关键设备的巡查是否到位等进行准确监管。同时，为监察监管、巡检人员提供智能化支持，提高监察监管工作效率。
3）掘进机方向和进尺实时在线监测
通过在综掘机上安装距离测量标签，实现掘进机方位、进尺的在线测量和网络传输，实现掘进机的掘进方向的校正，调度室可以实时监测掘进进度，测量误差<10cm。系统组成结构简单，可移动、安装方便，特别适用于移动作业场所。同时，系统在不具备网络条件下，也可以通过智能手机进行离线数据采集。
掘进机方向和进尺实时在线监测
4）井下信集闭系统辅助控制
与矿山行业信集闭系统结合，将定位标签安装于车辆上，需要定位的区域安装定位锚点，信集闭系统根据位置信息对车辆行驶路线进行控制。