[发明专利]测定隧道内人员位置的定位方法及其定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及指定区域内的位置确定，更具体地说，涉及一种测定隧道内人员位置的定位方法及其定位系统。

背景技术

现有的隧道内人员和设备定位普遍都是采用有源RFID技术进行模糊区域识别，如：基于433MHz有源RFID识别系统以及基于2.4GHz有源RFID识别系统。在这些现有技术中，通常采用Nordic、TI等433MHz/2.4GHz无线芯片，构成最大0-10dbm射频功率的RFID读卡器、定位标签等；其中，RFID读卡器按照实际需要的管理区间分布安装于隧道顶部或侧边，并通过现场总线(或无线网络)与控制中心相连。当隧道内人员携带定位标签经过RFID读卡器点时，系统自动识别标签，并进行记录与回传中心显示。在实际使用中，现有技术有以下缺点：在识别区域范围内，例如读卡器前后60米范围内，均只能提供“人员是否存在”的信息；通常，这些系统通过RSSI(Received Signal Strength Indicator)识别甚至定向天线的方式粗略判断人员离读卡点距离，但是由于RSSI的不确定性以及易受干扰性，该项功能无法有效实现；尤其在环境温湿度变化、人员增多的情况下，RSSI更是无法精确指示；由于模糊定位导致只能确定某段隧道内存在多少工人，却不能确定实际的位置，这给灾难救援工作带来难以预测的工作量，尤其在分布点较多的情况下，直接影响到救援决策。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述无法精确定位、易受环境影响的缺陷，提供一种可以精确定位、且不易受到环境影响的测定隧道内人员位置的方法及其定位系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种测定隧道内人员位置的定位方法，包括设定在所述隧道施工区内指定位置的多个基站，包括如下步骤：

A)所述多个基站分别响应其作用范围内隧道内人员所携带的终端定时发出的请求信号，发送应答信号到所述终端；

B)所述终端计算所述请求信号与所述应答信号的时间差，得到所述终端到所述基站的距离；

C)所述终端将所述距离、其自己的识别码和基站识别码形成距离信号并发送到所述基站；

D)所述基站将其接收到的距离直接发送到服务器或发送到其他基站并由其他基站发送到服务器；

E)所述服务器依据多个基站测得的该终端与各基站的距离得到所述终端的位置。

在本发明所述的定位方法中，所述步骤A)进一步包括如下步骤：

A1)所述终端判断是否达到设定时间，如是，执行下一步骤；如否，重复本步骤；

A2)所述终端发送请求信号；

A3)所述基站接收到所述请求信号之后发送应答信号。

在本发明所述的定位方法中，所述步骤B)中进一步包括如下步骤：

B1)所述终端接收所述应答信号，判断是否发给自己，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤A)；

B2)所述终端依据所述应答信号的接收时间，得到最后发出的请求信号与应答信号的时间差；

B3)计算得出所述终端与基站之间的距离。

在本发明所述的定位方法中，所述步骤C)进一步包括如下步骤：

C1)所述终端将自身识别码、回应请求信号的基站的识别码以及取得的所述终端及基站之间的距离值打入数据包，形成距离信号；

C2)所述距离信号被发送到所述发出回应信号的基站。

在本发明所述的定位方法中，所述步骤E)进一步包括如下步骤：

E1)所述服务器取得所述终端与一个或多个基站之间的距离；

E2)依据存储在所述服务器内的基站位置确定所述终端位置并显示。

本发明还涉及一种隧道内人员定位系统，包括多个设置在所述隧道内指定位置的基站，以及与所述基站连接的服务器，还包括由进入所述隧道的人员携带的终端，其用于定时发出请求信号，并在接收到所述基站发出的应答信号之后计算所述应答信号接收时间，形成距离信号，并将其发送到所述基站；所述基站设置在所述隧道内的指定位置，用于对进入其作用范围的终端发出应答信号，并将所述终端发来的距离信号发送或通过其他基站发送到服务器；所述服务器与所述基站连接，接收所述终端发出的距离信号，与其存储的基站位置对比，得到所述终端在所述隧道中的具体位置。

在本发明所述的定位系统中，所述终端进一步包括：

定时单元：用于设定定时时间，并在所述定时时间到达时，使能请求信号发送单元；

请求信号发送单元：用于产生并发送请求信号；

应答信号接收单元：用于接收应答信号；