UWB技术在煤矿安全中的应用:人员定位与预警的完美结合

一、行业背景与需求分析

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近年来,随着煤矿行业对安全生产要求的不断提高,相关规范也在持续更新。煤矿井下人员定位系统作为保障作业安全的关键环节,面临着日益严苛的要求。行业规范升级后,对定位系统的精准性、功能完整性等方面提出了更高标准,传统人员定位系统在可靠性与功能性上逐渐暴露出不足,难以满足当下煤矿作业安全保障的需求,亟需采用先进、精准且功能完备的系统来提升煤矿作业的安全性。

二、系统架构与组成

本方案采用先进的 UWB(超宽带)定位技术构建煤矿人员定位系统,系统主要由 UWB 基站、UWB 标签以及相应的通讯协议等构成。

1、UWB定位基站 :每个基站板配备 2 个基站模块,仅单基站就能实现一维定位,大幅减少了基站的部署数量,有效降低了成本,同时简化了部署流程。基站板接口丰富,提供 TTL/485/Rj45 等多种选择,能够便捷地与各类后台系统进行对接,确保系统的稳定运行。

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2、UWB 定位标签 :煤矿人员及重要资产需配备 UWB 定位标签,该标签可定期发射 UWB 脉冲信号,用于标识人员和资产的位置信息。

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三、工作原理阐述

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在煤矿隧道等作业区域内,人员或物品所佩戴的 UWB 定位标签会按照设定的频率发射出携带位置数据的 UWB 脉冲信号。UWB 定位基站接收到这些信号后,将依据信号的飞行时间精确测算出标签与基站之间的距离。随后,定位引擎收集多个基站与标签的距离数据,运用先进的算法计算出标签的当前位置,并将位置信息实时展示在监控终端或相应的管理平台上。

值得注意的是,在矿道存在弯道或拐角的位置,为确保定位的准确性,需适当增加 UWB 基站进行定位补偿,以弥补因地形遮挡等因素导致的信号偏差。

四、系统核心优势

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  1. 精准实时定位 :系统可对煤矿井下人员的位置进行实时、精准的跟踪与定位,管理人员能够随时掌握人员的动态位置信息。并且,支持按照卡号、姓名等多种方式进行人员位置查询,方便快捷,为人员管理和应急救援提供有力依据。
  2. 智能电子围栏 :针对煤矿掘进面等危险区域,系统可灵活设定电子围栏范围,并自定义报警规则。当人员靠近危险区域时,系统将立即发出报警提示,及时制止人员的危险行为,有效保障人员在安全区域内活动,降低安全风险。
  3. SOS🆘 报警与寻呼功能 :在紧急情况下,现场人员可通过定位标签上的按键向系统发送 SOS🆘 报警信息,实现快速告警,确保危险情况能够第一时间被发现和处理。同时,监控室或后台管理人员也能够通过系统对特定人员或全体人员下发呼叫指令,实现高效的信息传递和人员调度。
  4. 历史轨迹记录与回放 :系统具备长期存储人员运动轨迹的功能,这些历史轨迹数据可作为事件处理的重要决策依据。并且,支持按照卡号、区域以及时间段等条件回放指定人员的活动轨迹,有助于对作业过程进行追溯和分析,为进一步优化作业流程和安全管理提供参考。
  5. 集成智能考勤 :基于系统所记录的人员位置数据,可实现智能考勤功能。管理人员能够自定义绘制考勤区域,设定不同部门的考勤班次,系统自动判断人员的迟到、早退情况,并生成详细的考勤报表,同时精准记录人员的上下班时间以及在岗时长,提高考勤管理的效率和准确性。
五、技术特性与价值

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UWB 定位技术具备诸多卓越特性,使其在煤矿人员定位领域具有显著优势。

  1. 低功耗 :UWB 设备在工作过程中功耗较低,可有效延长设备的使用寿命,减少更换设备的频率,降低长期运营成本。
  2. 抗干扰能力强 :UWB 信号对信道衰落现象(例如多径效应、非视距传输等复杂信道环境)不敏感,具有较强的抗干扰能力,并且不会对其工作环境中的其他电子设备产生干扰,确保煤矿井下各类电子系统的稳定运行。
  3. 穿透性良好 :UWB 信号穿透性较强,即使在存在一堵砖墙等障碍物的环境下仍能实现较为准确的定位,不过在实际应用中,为确保定位精度,需对数据输出进行适当修正。
  4. 高定位精度 :能够实现高精度的定位,平均定位精度可控制在 30cm 以内,覆盖半径可达 400m 以上,为煤矿人员管理、安全管理以及生产经营活动的组织协调提供了可靠的数据支持,有助于提升煤矿整体的安全水平和生产效率。

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综上所述,本 UWB 煤矿人员定位系统凭借其精准定位、丰富功能以及强大性能,将为煤矿企业的安全生产和人员管理提供全方位、智能化的解决方案,助力煤矿行业实现更加安全、高效、智能的发展。

六、更多的UWB定位解决方案

深圳市稳传测控技术有限公司在 UWB 无线🛜测距定位领域深耕不辍,凭借扎实的技术积累与强大的研发实力,打造出了一系列性能卓越的 UWB 相关产品。

公司产品矩阵丰富,通用 UWB 模组,以精巧的体积、超低的功耗、强大的功能等优势脱颖而出;自主研发的UWB标签卡,能够高效精准地采集定位数据,轻松实现对人员或物品的实时精准定位。UWB基站则为整个定位系统注入稳定动能,确保定位数据的稳定传输。

公司始终以客户需求为导向,灵活提供定制化固件程序开发服务,全方位满足不同场景下多样化的 UWB无线🛜测距定位应用需求,为客户打造智能化定位解决方案。

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