[实用新型]煤矿井下人员定位及呼救装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无线煤矿井下人员定位及呼救设备，可以实现煤矿井下作业人员定位及呼救功能，同时提供控制中心与作业人员的呼叫功能的呼救设备。

背景技术

近年来国民经济快速发展，激增了对煤炭、电力等能源的巨大需求，伴随着煤矿数目以及煤矿开采量的增加，有关煤矿本身安全的问题愈来愈凸现，煤矿事故时有发生。再强的安全防范措施也无法避免事故的发生，而一旦事故发生后，能否在第一时间展开营救工作以及营救工作有效性是成为了保障井下作业人员生命安全的关键。

现有的系统，从事故发生到地面指挥中心得知事故发生需要一段响应时间。而针对遇难人员的营救工作由于不知道其确切位置无法做到有的放矢。

鉴于此，设计一种能及时向地面指挥中心呼救以及能够准确定位遇难人员的设备不无意义。

发明内容

技术问题：针对目前煤矿业中存在的安全及营救问题，我们设计了使用ISM频段的无线定位及呼救设备即煤矿井下人员定位及呼救装置。该装置主要实现井下作业人员的定位及呼救功能。

技术方案：本实用新型的煤矿井下人员定位及呼救装置主要包括控制模块，无线模块，用户接口模块和电源模块；其中控制模块采用型号为C8051F330、或C8051F020、或C8051F310的控制芯片，无线模块采用型号为CC1020、或CC1100、或nrf9E5的射频芯片，用户接口模块包括第二LED指示灯、第三LED指示灯、第四LED指示灯和按键，控制芯片的“P0.2，P0.3，P1.3，P0.6，P1.0，P1.2、P1.1”端顺序对应接射频芯片的“PSEC、PCLK、PD0、PDI、DCLK、DIO”端，控制芯片的“P1.4、P1.5、P0.1”端顺序对应接第二LED指示灯、第三LED指示灯、第四LED指示灯，控制芯片的“P0.7”端接按键。所述的用户接口模块还包括振动器，控制芯片的“P1.6”端与型号为FDC638P、或FDC636P、或FDC64OP的振动器芯片的“G”端相接。电源模块由型号为MAX1879、或MAX1879EAU、或MAX1879EPA的充电电路以及型号为PT5102、或PT5301、或PT6101的稳压电路构成。

有益效果：该设备采用低功耗控制芯片及ISM频段射频芯片，并有通过本质安全认证的锂电池及充电电路。是一种待机时间长，操作方便的井下无线设备。系统采用了用高接受灵敏度，带数字接收场强指示(RSSI)的射频芯片作为射频部分的核心，配合基于RSSI的无线定位算法，实现定位功能。当用户有双击按键动作时，发送消息至控制中心。通过握手答复协议，保证消息的可靠到达。此时，指挥中心的人员不仅能看到有人员呼救，而且能明确知道呼救位置，有效展开营救工作。同时，提供控制中心对作业人员的呼叫功能，方便井下人员调度。

定位功能：通过接收场强对井下作业人员进行精确定位，比通过接收信号有无来判断位置提供更高的定位精度，而且降低了接收设备的布位密度。

呼救功能：通过无线方式进行呼救，方便快捷。

呼叫功能：控制端同样可以呼叫作业人员，本设备收到呼叫后通过灯光和振动提示作业人员，方便煤矿井下人员调度。

附图说明

以下列出几个关键附图，以便更好地表述本发明设备的总体设计结构和具体实现方法。

图1是煤矿井下人员定位及呼救设备系统框图，

图2是控制芯片与射频芯片连接示意图，

图3是按键、LED连接示意图，

图4是振动器连接示意图，

图5是充电与稳压电路连接示意图。

具体实施方式

该装置主要包括控制模块，无线模块，用户接口模块和电源模块；

其中控制模块：采用低功耗，高集成度的控制芯片，实现对无线模块及用户接口模块的控制。(如：C8051F330，C8051F020和C8051F310等)，无线模块：采用高接收灵敏度的射频芯片实现无线数据通信。(如：CC1020，CC1100和nrf9E5等)，用户接口模块包括第二LED指示灯、第三LED指示灯、第四LED指示灯和按键，控制芯片的“P0.2，P0.3，P1.3，P0.6，P1.0，P1.2、P1.1”端顺序对应接控制芯片的“PSEC、PCLK、PDO、PDI、DCLK、DIO”端，控制芯片的“P1.4、P1.5、P0.1”端顺序对应接第二LED指示灯、第三LED指示灯、第四LED指示灯，控制芯片的“P0.7”端接按键。