[发明专利]一种应用于矿井的手机定位与导航系统及方法

说明书

本发明涉及一种应用于矿井的手机定位与导航系统及方法，属于矿井定位技术领域。该方法采用UWB/ZigBee精确定位技术，设计一种高集成度的定位模块，嵌入矿用手机内部，采用低功耗蓝牙与矿用手机实现双向通信。该方法需要在煤矿井下安装UWB/ZigBee精确定位系统，实现无线定位信号全矿井巷道覆盖。定位模块嵌入矿用手机外壳内部，定位模块基于UWB/ZigBee无线定位技术获得位置坐标信息，通过蓝牙发送至矿用手机。矿用手机通过WIFI或4G/5G无线网络下载和更新矿井GIS巷道图，根据定位模块的位置坐标信息，实现矿用手机的定位功能，输入目标对象的位置坐标信息，采用最短路径算法实现矿用手机的导航功能。

技术领域

本发明属于矿井定位技术领域，涉及一种应用于矿井的手机定位与导航系统及方法。

背景技术

目前，西安科技大学发明的“一种煤矿矿井导航定位系统”，包括多个恒定磁力源、多个电控磁力源、定位终端以及服务器，多个恒定磁力源和多个电控磁力源均安装在煤矿矿井中定位终端位于煤矿矿井内，用于测量所在位置的磁场强度与磁场变化频率，并将测量数据与预设磁场地图进行对比得出定位终端的实际位置服务器存储有预设磁场地图，并根据定位终端发送的测量数据与预设磁场地图中的磁场强度以及磁场变化频率进行对比，确定出定位终端的实际位置并发送至定位终端。但是，该技术的定位系统及方法不属于煤矿井下主流定位技术，而且位置坐标信息没有充分呈现至用户，以至该系统推广效果较差。

南京北路智控科技股份有限公司发明的“一种基于UWB技术DS-TWR的井下精确定位方位判定方法及系统”，包括：标签与全向定位天线A进行双边双向测距；全向定位天线A将标签相对A天线的距离发送给定位基站；全向定位天线B通过监听标签和全向定位天线B所绑定的全向定位天线A之间的无线数据，计算出标签的方位后将标签的方位发送给定位基站；定位基站依据标签的距离和方位来定位该标签相对该定位基站的位置信息，并将该标签相对该定位基站的位置信息上报给地面服务器；地面服务器依据该定位基站的绝对位置以及该标签相对该定位基站的位置定位标签的绝对位置。但是，该系统仅仅是定位系统及方法，用户终端无法获得位置坐标信息，不能实现导航功能。

目前，煤矿井下人员定位系统以基于射频识别技术(RFID)的定位系统数量最大，只能实现区域定位，不能做到精确定位。随着定位技术的持续发展，ZigBee、UWB定位技术逐渐在市场上推广和应用，其中UWB精确定位技术具有定位精度高、抗干扰能力强、通信速率快和并发容量大等特点，ZigBee精确定位技术具有成本低、功耗低和通信距离远等特点。因此，基于UWB和ZigBee定位技术的精确定位系统在煤矿井下得到大量推广应用。但是，定位终端仅仅提供精确定位功能，部分定位终端与照明矿灯采用一体化设计，具有照明和定位功能，仍无法满足矿山智能化建设对定位终端的定位、通话和导航等多功能需求。

综上所述，为了满足定位终端多功能需求，实现精确定位、位置查询、路径导航和双向通话等，需要一种应用于矿井的手机定位与导航系统及方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用于矿井的手机定位与导航系统及方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种应用于矿井的手机定位与导航系统，包括UWB/ZigBee定位系统和无线通讯系统；

所述UWB/ZigBee定位系统包括定位服务器、定位基站和含定位模块的矿用手机；

所述无线通讯系统与矿用手机相适用；

所述定位基站包括2路UWB通道和2路ZigBee通道；

所述UWB通道用于定位基站与定位模块之间的UWB精确定位；

所述ZigBee通道用于定位基站与定位模块之间的网络连接和UWB测距时的隙资源管理；

所述定位模块包括1路UWB通道、1路ZigBee通道和1路蓝牙BLE模块通道；