[发明专利]一种化工场景下人员定位监测系统及定位方法

摘要

本发明涉及一种化工场景下人员定位监测系统及定位方法。现有的定位设备成本高、定位精度低。本发明包括RS-485总线、无线传感器网络、数据转换装置和分布在各车间的分站网关。RS-485总线网络中的数据按照RS-485总线通讯协议进行通讯；无线传感器网络中的数据按照串行通讯协议通过RS-232串口进行通讯；RS-485总线网络与无线传感器通过数据转换装置和各车间分站网关连接，用于将指令和参数传输给无线传感器网络。本发明能够精确获得工作人员在车间中的位置，并提供实时动态定位数据。

主权项

一种化工场景下人员定位监测系统，其特征在于，包括：RS‑485总线网络中的数据按照RS‑485总线通讯协议进行通讯；无线传感器网络中的数据按照串行通讯协议通过RS‑232串口进行通讯；RS‑485总线网络与无线传感器通过数据转换装置和各车间分站网关连接，用于将指令和参数传输给无线传感器网络；所述数据转换装置包括：RS‑232/RS‑485转换器，用于将标准RS‑232串行数据转换为RS‑485串行数据；RS‑485集线器，用于将安装在不同车间的分站网关连接至RS‑485总线上；平衡电阻，用于匹配RS‑485传输电缆的特性阻抗，可根据挂载设备数进行选择安装；所述RS‑485总线网络的硬件包括：监控计算机、化工车间分站、RS‑485总线和控制设备组成，其中：监控计算机，用于对总线数据传输的调度、传感器节点的数据采集以及现场人员的定位显示；化工车间分站、RS‑485总线分别通过电缆与数据转换装置连接，数据转换装置与监控计算机连接，用于监控端数据采集和命令发送，在监控端存储获得的无线网络采样点地址信息；控制设备，控制设备通过电缆直接连接在RS‑485总线上，构成RS‑485总线网络的终端被控制设备；所述无线传感器网络由无线网关节点模块、参考节点和移动节点组成，无线网关包括无线通讯模块和底座模块，参考节点模块包括无线通讯模块，移动节点模块包括无线通讯模块和片上定位引擎，其中参考节点模块和移动节点模块结构相同，移动节点上包含片上定位引擎单元；网关节点底座模块包括串行通讯接口单元，通过电缆直接连接在数据转换装置和RS‑485总线上；网关节点模块在接收范围内，通过无线链路与参考节点模块、移动节点模块交换数据和信息；参考节点模块与接收范围内的移动节点模块进行无线通讯和数据交换；参考节点模块，用于对移动节点模块发射信号的强度测量采集；移动节点模块，用于向区域内参考节点模块发射包含自身唯一ID特征的无线信号，并采集各个参考节点模块返回的信号强度测量值和由监控计算机端设定经由无线网关节点模块发送的定位功能参数，启动片上定位引擎后，计算出自身位置坐标，经由网关节点模块向上传递至RS‑485总线；监控计算机，实时采集移动节点模块上传的定位数据并显示具体位置信息，用于发生化工事故后，了解受困人员的在现场的精确分布，以便及时设定救援方案；所述网关节点模块、参考节点模块安装位置是按照化工车间地理位置设定，可参考选择天花板的四个角落位置；所述监控计算机中存储着各个车间内网关节点模块、参考节点模块所在的位置和每个移动节点模块绑定人的信息，根据这些信息，监控计算机上运行的监控软件，实时采集移动节点模块上传的定位数据并显示具体位置信息，用于发生化工事故后，了解受困人员的在现场的精确分布，以便及时设定救援方案；所述网关节点模块的通讯通过RS‑232串口连接在数据转换装置上，通过RS‑232/RS485串口转换器和RS‑485集线器将RS‑232接口转换为RS‑485接口，再连接到RS‑485总线上，最后通过相同的串口转换器将RS‑485接口转变成RS‑232接口，实现与监控计算机的通讯。