一种基于UWB的自发电矿工定位系统及安装方法

摘要

本发明公开了一种基于UWB的自发电矿工定位系统，包括定位服务器、可穿戴终端、POE交换机和UWB基站，UWB基站埋设于矿洞，硬质管件穿过矿洞顶部，硬质管件中包裹有天线和电源线并与UWB基站连接，硬质管件采用预先钻孔的方式插入到矿洞中，天线和电源线直接从硬质管件与所述UWB基站连接，电源线与露出在地面的太阳能发电装置连接，天线直接从硬质管件向上露出在地面上。本发明还公开一种上述基于UWB的自发电矿工定位系统的安装方法。上述基于UWB的自发电矿工定位系统具有更加高效精准的定位跟踪和通讯功能，并能实现自供电，具有更强的续航功能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于UWB的自发电矿工定位系统。本发明还涉及一种上述基于UWB的自发电矿工定位系统的安装方法。

背景技术

传统矿工定位系统，包括转换器、第一定位设备和信号发射器，所述转换器分别与所述第一定位设备和所述信号发射器连接，其中，所述转换器用于，向所述第一定位设备和所述信号发射器传输电能；所述信号发射器用于，发射无线信号；所述第一定位设备用于，获取移动终端接收所述无线信号的接收信息，并根据所述接收信息确定所述移动终端的位置信息。但是，上述定位系统布设的难点在于很难在矿洞这样复杂的环境中布设基站，并将信号以低成本的方式实现内外联系，并使基站等设备实现长时间持续运行，以确保定位系统能够长时间保持有效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于UWB的自发电矿工定位系统,该定位系统能够以低成本的方式实现矿洞内外的信号联系，并实现自供电续航和移动终端的持续有效运行。本发明所要解决的技术问题还包括提供一种上述上述基于UWB的自发电矿工定位系统的安装方法。

为此，本发明提供的基于UWB的自发电矿工定位系统，包括定位服务器、可穿戴终端、POE交换机和UWB基站，所述UWB基站埋设于矿洞，硬质管件穿过矿洞顶部，硬质管件中包裹有天线和电源线并与所述UWB基站连接，所述硬质管件采用预先钻孔的方式插入到矿洞中，天线和电源线直接从硬质管件与所述UWB基站连接，所述硬质管件上端套接固定有自发电系统，自发电系统连接电源线，天线直接从硬质管件向上露出在地面上。

优选的，所述自发电系统包括支架、太阳能发电装置发电装置和风力发电装置，所述支架上可转动的套接有多个转动杆，转动杆的端部设置有发电风扇，发电风扇包括桨叶，桨叶套接在转轴上，转轴可转动的设置于转动杆端部的轴承上，所述转轴和套接于转动杆上的环形套上成套设置有发电转子和发电定子，所述支架顶端固定设置所述太阳能发电装置，所述太阳能发电装置和风力发电装置通过转动杆上的导电体与所述蓄电池连接，蓄电池通过设置于硬质管件内的电源线与所述UWB基站连接。

优选的，所述可穿戴终端为矿工头盔，矿工头盔上端带有螺纹连接槽，定位终端设置于带外螺纹的壳体内，定位终端采用螺纹连接的方式稳固连接在矿工头盔顶端。

优选的，所述定位终端壳体的螺纹连接端以上具有保护边沿，保护边沿下侧带有与矿工头盔顶部匹配的密封圈，螺纹连接后密封圈压紧在矿工头盔上实现密封防水，螺纹连接槽的底端具有上导接端，定位终端壳体的下端带有匹配的下导接端，所述定位终端壳体与所述螺纹连接槽螺纹连接后所述上导接端与下导接端导接，所述矿工头盔侧面设置有声孔，声孔以内设置有声音收发机构，所述声音收发机构通过上导接端和下导接端与所述定位终端导接并依托定位终端实现通讯连接。

优选的，所述螺纹连接槽配置有帽盖，帽盖外沿下侧带有密封圈，帽盖下端带有与所述螺纹连接槽匹配的螺纹堵头，螺纹堵头与所述螺纹连接槽连接后所述帽盖外沿下侧压紧在所述矿工头盔顶部。

优选的，所述UWB基站的外壳上带有与所述定位终端壳体匹配的插槽，插槽带有与所述定位终端壳体匹配的内螺纹，插槽底部带有与所述定位终端的上导电端匹配的充电导电端。

优选的，所述硬质管件包括金属外壳，金属外壳底端配置有尖锥头，尖锥头可与金属外壳底端螺纹连接，所述金属外壳上端配置有锤击端，锤击端可与所述金属外壳上端套接。

本发明提供的一种基于UWB的自发电矿工定位系统的安装方法，包括以下步骤：

一、将所述UWB基站设置于矿洞内；

二、在矿洞顶部钻孔，将安装有尖锥头和锤击端的硬质管件插入到矿洞上方的孔洞中；三、拆除尖锥头和锤击端；

四、将所述硬质管件中的电源线上下端分别连接自发电系统和所述UWB基站，所述天线下端与所述UWB基站连接、上端向上竖立在矿洞上方的地面上。

本发明提供的技术效果：

1、该采用定位系统的硬质管件采用预先钻孔的方式插入到矿洞中，天线和电源线直接从硬质管件与所述UWB基站连接，从而以低成本的方式实现矿洞内外的信号联系；

2、巧妙配置包括太阳能发电装置发电装置和风力发电装置的自发电系统，使该自发电系统通过硬质管件连接矿洞中的UWB基站，从而实现UWB基站的自供电续航，UWB基站可以提供端口给移动终端充电，并保持长时间有效运行。

3、上述“定位终端壳体的螺纹连接端以上具有保护边沿，保护边沿下侧带有与矿工头盔顶部匹配的密封圈，螺纹连接后密封圈压紧在矿工头盔上实现密封防水，螺纹连接槽的底端具有上导接端，定位终端壳体的下端带有匹配的下导接端，所述定位终端壳体与所述螺纹连接槽螺纹连接后所述上导接端与下导接端导接”，该结构中定位终端既可与矿工头盔连接又可拆下充电，能够及时更换，及时充电，保持长时间续航，并且在定位终端壳体上设置保护边沿密封防水，避免进入导电连接端。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于UWB的自发电矿工定位系统的结构示意图。

图2为本发明提供的基于UWB的自发电矿工定位系统的电路连接方框示意图。

图3为矿工头盔的组装状态示意图，其中矿工头盔上配置定位终端。

图4为图3中的矿工头盔的分体结构示意图。

图5为矿工头盔的结构示意图，其中拆除定位终端并采用帽盖连接封闭。

图6为图5的分体结构示意图。

图7为硬质管件的金属壳体的结构剖视示意图。

图8为硬质管件的截面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1-8所示，本发明提供的基于UWB的自发电矿工定位系统，包括定位服务器、可穿戴终端、POE交换机和UWB基站1，所述UWB基站1埋设于矿洞，硬质管件2穿过矿洞顶部，硬质管件2中包裹有天线3和电源线4并与所述UWB基站1连接，UWB基站1通过天线3收发信号无线联系外界，所述硬质管件2采用预先钻孔的方式插入到矿洞中，天线3和电源线4直接从硬质管件2与所述UWB基站1连接，所述硬质管件2上端套接固定有自发电系统，自发电系统连接电源线4，天线3直接从硬质管件2向上露出在地面上。

参照图1-2所示，所述自发电系统包括支架6、太阳能发电装置发电装置7和风力发电装置8，所述支架6上可转动的套接有多个转动杆81，转动杆81的端部设置有发电风扇82，发电风扇82包括桨叶，桨叶套接在转轴上，转轴可转动的设置于转动杆端部的轴承上，所述转轴和套接于转动杆81上的环形套上成套设置有发电转子和发电定子，所述支架6顶端固定设置所述太阳能发电装置，即固定太阳能板，所述太阳能发电装置和风力发电装置通过转动杆81上的导电体与所述蓄电池9连接，蓄电池9通过设置于硬质管件2内的电源线4与所述UWB基站1连接，转动杆81与支架6的可转动的套接可使发电风扇82能够及时根据风向转动换向，以获取更多的风能。

参照图1、3、4、5、6所示，所述可穿戴终端为矿工头盔10，矿工头盔10上端带有螺纹连接槽101，定位终端11设置于带外螺纹的壳体内，定位终端11采用螺纹连接的方式稳固连接在矿工头盔10顶端。所述定位终端11壳体的螺纹连接端以上具有保护边沿12，保护边沿12下侧带有与矿工头盔顶部匹配的密封圈，螺纹连接后密封圈压紧在矿工头盔上实现密封防水，螺纹连接槽101的底端具有上导接端102，定位终端11壳体的下端带有匹配的下导接端111，所述定位终端11壳体与所述螺纹连接槽101螺纹连接后所述上导接端102与下导接端111导接，所述矿工头盔侧面设置有声孔，声孔以内设置有声音收发机构，所述声音收发机构通过上导接端102和下导接端11与所述定位终端11导接并依托定位终端11实现通讯连接。所述螺纹连接槽10配置有帽盖13，帽盖外沿14下侧带有密封圈，帽盖13下端带有与所述螺纹连接槽10匹配的螺纹堵头131，螺纹堵头131与所述螺纹连接槽10连接后所述帽盖外沿14下侧压紧在所述矿工头盔顶部。所述UWB基站1的外壳上带有与所述定位终端11壳体匹配的插槽，插槽带有与所述定位终端11壳体匹配的内螺纹，插槽底部带有与所述定位终端11的上导电端1O2匹配的充电导电端。

参照图1-8所示，所述硬质管件2包括金属外壳21，金属外壳21底端配置有尖锥头22，尖锥头22可与金属外壳21底端螺纹连接，所述金属外壳22上端配置有锤击端23，锤击端23可与所述金属外壳21上端套接。

本发明提供的一种基于UWB的自发电矿工定位系统的安装方法，包括以下步骤：

一、将所述UWB基站1设置于矿洞内；

二、在矿洞顶部钻孔，将安装有尖锥头22和锤击端23的硬质管件2插入到矿洞上方的孔洞中；

三、拆除尖锥头22和锤击端23；

四、将所述硬质管件2中的电源线4上下端分别连接自发电系统和所述UWB基站1，所述天线3下端与所述UWB基站1连接、上端向上竖立在矿洞上方的地面上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。