一种基于可见光通信技术的井下人员定位方法

摘要

一种利用可见光通信技术实现井下人员定位的方法。该方法采用井下相邻照明LED灯之间的不同位置光强强弱的不同以及巷道照明LED灯的编号信息来确定人员位置。本方法的系统设计分为两部分：照明与控制系统和人员定位模块。照明与控制系统能够实时显示井下人员的位置信息并对照明矿灯进行控制。通过照明矿灯以光信号的形式发送照明矿灯自身的编号信息,同时利用位于其照明矿灯周围的PIN光电管接收移动矿灯发出的光信息。人员定位模块用于记录和处理井下人员的位置信息并将井下人员的位置信息通过井下人员自身携带的移动矿灯发送出去。利用本方法实现人员定位不仅兼顾了井下照明需求，而且具有无射频辐射、安全性高的优点。

主权项

一种基于可见光通信技术的井下人员定位的方法，其特征在于：实现该方法的系统组成有照明与控制系统和人员定位模块两部分：照明与控制系统，包括显示与控制中心和巷道照明系统；显示与控制中心用于将巷道照明系统的每个照明矿灯编号、将照明矿灯的编号信息编码并将其发送至巷道照明系统、控制巷道照明系统的每个LED照明矿灯以光信号的形式发送各自的编号信息；巷道照明系统，包括两个信号放大电路、LED驱动电路、LED照明矿灯以及PIN光电管；信号放大电路用于发射由显示与控制中心输出的信息；LED驱动电路控制LED照明矿灯的明暗变化以表示发送信号‘1’和‘0’，经过编码的信号调制到LED照明矿灯并以光信号的形式发送出去；人员定位模块，包括编号信息接收部分、光强度信息接收部分、 光信号发送部分及中央控制单元；编号信息接收部分包括前后两个PIN光电管、信号放大器和位置信息处理电路；前后两个PIN光电管与垂直方向成45°倾角；光强度信息接收部分包括前后两个光强检测器、强度比较电路、模数转换器、编码器；前后两个光强检测器与垂直方向成45°倾角；光信号发送部分包括LED驱动电路和移动矿灯；当LED照明矿灯的灯光照射在光强检测器和PIN光电管时，前后光强检测器检测出光强值、前后PIN光电管得出井下人员所处的最近的两个LED照明矿灯的编号信息；具体定位方法包括：第1、显示与控制中心将井下LED照明矿灯逐个编号并编码，控制井下照明系统的每个LED照明矿灯将各自的编号信息以光信号的形式发送出去；第2、人员定位模块的光强检测器和PIN光电管接收到来自LED照明矿灯的光信号，经过处理后转换为井下人员的位置信息，然后井下人员佩戴的移动矿灯将此位置信息以光信号的形式发送出去；第3、位于井下LED照明矿灯周围的PIN光电管接收到来自移动矿灯发送的光信号，光信号中包含的井下人员位置信息经过信号线传送至显示与控制中心；第4、显示与控制中心将井下人员的位置信息解码后通过显示器显示出来,这样就确定了井下人员的实时位置。