专利名称：矿井中的定位系统及方法
技术领域：
本发明涉及光电领域，具体而言，涉及一种矿井中的定位系统及方法。
背景技术：
现有的矿井中的定位系统以现代无线电编码通讯技术为基�。τ孟执尴叩绮ㄍㄑ都际踔械男帕罴际跫拔尴叻⑸浣邮占际酰尴咄ㄐ呕岵洌菀撞缁鸹ǎ捎诰赂丛拥目掌跫⌒〉牡缁鸹ㄒ部赡芑岬贾虏豢上胂蟮目膳潞蠊獠唤龌岣缶此鹗踔劣锌赡芡驳饺说纳踩硗猓钟械亩ㄎ幌低秤布冉细丛樱τ霉讨惺褂玫钠鞑慕隙啵⑶倚枰ザ腊沧岸ㄎ坏牟慰嫉悖度氤杀颈冉洗�。针对现有技术中矿井中的定位系统安全性较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明提供了一种矿井中的定位系统及方法，以至少解决现有技术中矿井中的定位系统安全性较低的问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种矿井中的定位系统。根据本发明的矿井中的定位系统包括巷道灯，用于发送第一光信号，其中，第一光信号对应第一编码信息；第一接收器，用于接收第一光信号；第一处理器，连接至第一接收器，用于处理第一光信号以获取第一编码信息对应的第一解码信息；头灯，连接至第一处理器，用于发送第二光信号，其中，第二光信号对应第二编码信息，第二编码信息与第一编码信息相同；第二接收器，设置在巷道中，用于接收第二光信号；以及主机，与第二接收器连接，用于根据第二光信号对应的第二解码信息确定头灯的在矿井地图中的地址信息，其中，主机中存储有矿井地图以及第二解码信息与地址信息的对应关系，地址信息用于表示巷道灯在矿井地图中的地址。进一步地，定位系统还包括第二处理器，与巷道灯连接，用于控制巷道灯按预设的频率闪烁以发送对应第一编码信息的第一光信号，第一接收器还用于接收按预设的频率闪烁的第一光信号。进一步地，第二处理器还用于通过脉冲宽度调制控制巷道灯按预设的频率闪烁以发送对应第一编码信息的第一光信号,第一接收器还用于接收通过脉冲宽度调制的第一光信号。进一步地，定位系统还包括第一处理器还用于控制头灯按接收到的第一光信号的频率闪烁以发送第二光信号，第二接收器还用于接收按第一光信号的频率闪烁的第二光信号。进一步地，第一处理器还用于通过脉冲宽度调制控制头灯按接收到的第一光信号的频率闪烁以发送对应第二编码信息的第二光信号，第二接收器还用于接收通过脉冲宽度调制的第二光信号。
进一步地，定位系统还包括第一载波信号发生器，与巷道灯连接，用于生成第一载波信号，其中，在第一载波信号上承载有第一光信号对应的第一编码信息，第一接收器还用于接收第一载波信号。进一步地，定位系统还包括第二载波信号发生器，与头灯连接，用于生成第二载波信号，其中，在第二载波信号上承载有第二光信号对应的第二编码信息，第二接收器还用于接收第二载波信号。进一步地，巷道灯为LED巷道灯；以及头灯为LED头灯。为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种矿井中的定位方法。根据本发明的另一方面，提供了一种定位方法。该矿井中的定位方法包括接收来自巷道灯的第一光信号，其中，第一光信号对应第一编码信息；获取与第一编码信息对应的第一解码信息；以及发送第二光信号至主机，其中，第二光信号对应的第二编码信息与第一 光信号对应的第一编码信息相同，主机根据第二编码信息和地址信息的对应关系确定第二编码信息对应的地址。进一步地，接收来自巷道灯的第一光信号包括获取巷道灯的第一光信号的频率，发送第二光信号包括按接收到的第一光信号的频率闪烁以发送对应第二编码信息的第二光信号。进一步地，在发送第二光信号之前，上述方法还包括获取头灯的标识符；以及将标识符和第二编码信息绑定，发送第二光信号包括发送与第二编码信息和标识符对应的第二光信号。通过本发明，由于通过巷道灯和头灯传输表示地址信息的编码信息，定位系统中的处理器对编码信息进行解码得出对应的解码信息，而系统中预存了解码信息和地址信息的对应关系，因此可以最终实现定位，由于巷道灯和头灯发出的光信号的辐射低于无线电波信号，不会产生火花，因此解决了现有技术中矿井中的定位系统安全性较低的问题，进而达到了安全生产的效果。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I是根据本发明实施例的矿井中的定位系统的结构框图；图2是根据本发明2实施例的定位系统的示意图；图3a是普通巷道灯的结构示意图；图3b是根据本发明实施例的巷道灯的结构示意图；图3c是根据本发明实施例的光信号发送�？橹械牡鞴饪刂频缏返牧邮疽馔迹煌�3d是根据本发明实施例的光信号接收�？榈脑砜蛲迹煌�3e是根据本发明实施例的光信号接收模块的电路连接示意图；图4是通过载波信号承载解码信息的示意图；图5是根据本发明实施例的第一接收器模块的示意图；图6a是巷道灯发送出的PWM波形图；图6b是第一接收器接收到的波形图6c是“O”的波形图；图6d是“I”的波形图；图7为头灯发送编码信息的示意图；图8是根据本发明实施例的矿井中的定位方法的流程图；以及图9是根据本发明优选实施例的矿井中的定位方法的示意图。
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 本发明实施例提供了一种矿井中的定位系统，以下对本发明实施例所提供的矿井中的定位系统进行介绍。图I是根据本发明实施例的矿井中的定位系统的结构框图。如图I所不，该矿井中的定位系统包括巷道灯11、弟一接收器12、头灯13、弟_■接收器14、主机15和第一处理器16。巷道灯11用于发送第一光信号，该第一光信号为经过第一编码之后的光信号，即，第一光信号对应第一编码信息，不同的巷道灯11发出的第一编码信息不同。对于定位系统中的位于不同位置的多个巷道灯，分别对其进行不同的编码以使多个巷道灯可以发出对应于不同编码信息的光信号，即，位于不同位置的巷道灯所发出的第一光信号是不同的。例如，位于a位置的巷道灯发出经过编码的第一光信号a，位于b位置的巷道灯发出经过编码的第一光信号b，位于c位置的巷道灯发出经过编码的第一光信号C，其中，第一光信号a对应于第一编码信息a,第一光信号b对应于第一编码信息b,第一光信号c对应于第一编码信息C。巷道灯是指在巷道中用于照明的灯，例如，可以是悬挂于巷道顶部的灯，也可以是通过支架悬挂在巷道中的灯，巷道灯11发送的第一光信号既可以是可见光信号，也可是红外信号，由于在传输红外信号时需要38kHZ的载波，对设备要求较高，一般而言通过可以见信号传输编码信息。在本发明实施例中，巷道灯既可以起到照明的作用，还可以起到定位的作用。第一接收器12用于接收第一光信号。第一处理器16连接至第一接收器12，用于在第一接收器12接收到第一光信号之后，对第一光信号进行解码，从而获取第一编码信号对应的第一解码信息，即，处理第一光信号以获取第一编码信号对应的第一解码信息。编码的过程和解码的过程是相对的，照明灯的编码信息经编码后由照明灯发出，定位装置中的第一处理器对接收到的信号进行解码，从而得出该照明灯的编码信息。头灯13与第一处理器16连接，用于发送第二光信号，其中，第二光信号对应第二编码信息，第二编码信息的内容与第一编码信息的内容相同。第一接收器12可以设置在头灯13上，也可以设置其他的便携设备上，或者在矿井内人员身体的其他部位或者矿井内人员使用的车辆等设备上，只要可以接收到巷道灯11发送的第一光信号即可，一般为了保证第一接收器12的接收效果且为了便于对各器件进行集成，将第一接收器12设置在头灯13上。头灯13可以发送第二光信号，第二光信号对应的编码信息和第一光信号对应的编码信息具有相同的内容。第二接收器14设置在巷道中，用于接收第二光信号。第二接收器14 一般设置在巷道灯11上，可以用来接收头灯13返回的包含编码信息的第二光信号，为了保证不遗漏头灯12返回的第二光信号，可以在每个巷道灯上均设置一个第二接收器14。主机15与第二接收器14连接，主机15 —般设置在监控中心，通过数据总线与第二接收器14相连，用于根据第二光信号对应的第二解码信息确定头灯的在矿井地图中的码信息，其中，主机中存储有矿井地图以及第二解码信息与地址信息的对应关系，地址信息用于表示巷道灯在矿井地图中的地址，即，携带该头灯的人员在矿井中的地址或位置。根据第二光信号可以获取与之一一对应的第二编码信息，根据第二编码信息可以获取与其一一对应的第二解码信息，从而最终获取到地址信息，主机15在获取第二接收器 14接收到的地址信息后，可以结合数据库和矿井地图确定该地址信息对应的地址。在本实施例中，在发射端进行编码，并经过相应的巷道灯11发出，由于对应于每个巷道灯11的发射端所进行的编码不同，因而，多个不同的巷道灯11对应的编码信息不同，也即，不同的巷道灯11所发出的光信号不同。在接收端接收到光信号之后，对光信号进行解码，由于每个光信号对应的编码信息不同，因而，在对每个光信号进行解码后所得到的解码信息也不同，从而能够识别出接收到的光信号来自哪一个巷道灯11。巷道灯11和头灯13通过光信号传输编码信息,巷道灯11和头灯13发出的光信号的福射低于无线电波信号，不会产生火花，因此达到了安全生产的效果。同时，该定位系统不需要借助GPS等定位系统，矿井中的人员的接收器接收到附近的巷道灯11的光信号后，即可获取该光信号中的编码信息，从而获取对应的解码信息，进而主机可以获取解码信息对应的地址信息，此时默认该巷道灯11的地址为矿井中的人员的地址，因此，该巷道灯11的编码信息即为头灯13的编码信息，头灯13通过连接在巷道灯11上的接收器向定位系统的主机15发送第二编码信息，从而使主机15获取到该地址，由于矿井中巷道灯11的排布很密集，因此这样定位可以保证较高的精确度而且简化了系统的构成。图2是根据本发明2实施例的定位系统的示意图，如图2所示，以“M-N”的形式进行编号的球形部件为分布在矿井中的巷道灯，各巷道灯均有唯一的编码信息，各巷道灯上均连接有接收器，接收器在接收到头灯返回的解码信息后，通过总线和路由器将解码信息发送至主机。在本发明实施例中，由于对不同的巷道灯进行的编码不同，因而，不同的巷道灯所发出的光具有不同的闪烁频率，且该闪烁频率是人的肉眼所无法察觉的，从而，使得巷道灯不仅可以起到照明的作用，而且可以起到光通信的作用，发出唯一的可以用于定位其位置的光信号。为了使各巷道灯发送不同的编编码信息，可以对不同的巷道灯设置不同的闪烁频率，从不同闪烁频率的光信号中即可获取到不同的解码信息，优选地，定位系统还包括第二处理器，第二处理器与巷道灯连接，用于控制巷道灯按预设的频率闪烁以发送对应于巷道灯的第一编码信息的第一光信号。相应地，第一接收器可以用于接收按预设的频率闪烁的第一光信号。具体地，可以通过脉冲宽度调节技术(PWM)来控制巷道灯的闪烁频率，优选地，第二处理器还用于通过脉冲宽度调制控制巷道灯按预设的频率闪烁以发送对应巷道灯的第一解码信息的第一光信号。对应地，第一接收器可以接收通过脉冲宽度调制的第一光信号。基于相同的原因，头灯也需要对闪烁频率进行调节，优选地，第一处理器还用于控制头灯按接收到的第一光信号的频率闪烁以发送第二光信号。第二接收器还可以用于接收按第一光信号的频率闪烁的第二光信号。头灯接收到的第一光信号按什么频率闪烁，头灯发出的第二光信号即按什么频率闪烁，因此第二接收器接收到的第二光信号具有和第一光信号相同的闪烁频率。同样，具体地，第一处理器还可以用于通过脉冲宽度调制控制头灯按接收到的第一光信号的频率闪烁以发送对应巷道灯的第二编码信息的第二光信号。第二接收器还用于接收通过脉冲宽度调制的第二光信号。为了减小编码信息在传输中的噪声，使编码信息传播得更远，可以通过载波来传 输编码信息，优选地，定位系统还包括第一载波信号发生器，第一载波信号发生器与巷道灯连接，用于生成第一载波信号，其中，在第一载波信号上承载有第一光信号对应的第一编码信息，第一接收器还用于接收第一载波信号。同理，定位系统还包括第二载波信号发生器，第二载波信号发生器与头灯连接，用于生成第二载波信号，其中，在第二载波信号上承载有第二光信号对应的第二编码信息，第二接收器还用于接收第二载波信号。当传输的光信号为红外信号时，需要使用38kKZ的载波信号，当传输的光信号为可见光信号时，对载波信号的频率没有特定的要求，在一些特定情况下，可以不通过载波信号而直接传输编码信息。载波信号发生器的功能可以由单片机(MCU)来实现，也可以由其他可以产生高频方波的设备来实现。考虑到LED灯发光稳定、节能和环保等特点，优选地，巷道灯为LED巷道灯，同时，头灯为LED头灯。图3a是普通巷道灯的结构示意图，图3b是根据本发明实施例的巷道灯的结构示意图，如图3b，通过MCU调节载有编码信息的载波信号的闪烁频率，即可得到高频的光信号。将巷道灯以及与其相连的各部分看作一个光信号发送�？椋蚋霉庑藕欧⑺湍？榘ˋC/DC转换电路(AC — DC)、LED驱动电路、总线控制电路、MCU、调光控制电路以及LED灯。虚线框中的部分可以集成为一个元器件，该元器件连接在现有的LED驱动电路或LED驱动器中即可使用。其中，AC/DC转换电路将220V交流电压转换为直流电压，该电路可以通过变压器实现，也可通过开关电源实现；通过LED驱动电路将转换后的直流电压进一步转换为恒流电压提供给LED灯；总线控制电路可用于传输控制信息来控制LED灯的亮度；调光控制电路接收到总线传输的信息，产生控制LED的PWM调光电压信号。为了满足光信号的发射要求，进一步地，总线控制电路还用于传输待发送的通信信息，总线控制电路将待发送的通信信息发送给MCU，MCU接收到通信信息，并将其编辑为光编码信号，调光控制电路根据编码信号控制照明LED发光，从而将通信信息以光信号的形式从LED灯发送出去，完成了光发送�？榈墓δ堋Ｐ枰得鞯氖牵诓环⑺屯ㄐ判畔⑹保鞴饪刂频缏吠哂械鹘贚ED灯亮度的功能。在图3b所示的实施例中，调光控制电路可采用如图3c所示的电路实现。如图3c所示，该电路包括四个电阻和两个MOS管Q1，其中，第一MOS管Ql的第一端连接MCU，第二端经由第十四电阻R14连接电源，第三端接地；第二 MOS管Q2的第一端连接至第一 MOS管Ql与第十四电阻R14之间的节点，第二端连接至LED灯D2，第三端经由第十六电阻R16接地；第十三电阻R13的一端接电源，另一端与第一 MOS管Ql的第一端相连接；第十五电阻R15的一端接地，另一端连接至第一 MOS管Ql的第二端与第二 MOS管Q2的第一端之间的节点。采用该调光控制电路，通过MOS管放大来驱动LED，产生高频闪烁光，发送光信号。光接收�？榭刹捎萌缤�3d所示的光信号接收�？椋霉饨邮漳？橛糜诠馔ㄐ判藕糯渲械男藕沤邮斩耍邮盏降墓庑藕抛晃獾缪剐藕牛⒔缓蟮墓獾缪剐藕沤蟹糯螅糯蠛笸ü蔚玫轿榷ǖ姆讲ㄐ藕牛允菇饴氲缏方薪饴耄缤�3d所示，该光信号接收�？榘ü庑藕糯淼缏�、放大电路和比较整形电路。其中，光信号处理电路用于接收光信号，并将接收到的光信号转换为光电压信号； 放大电路与光信号处理电路相连接，用于将光信号处理电路输出的光电压信号放大；比较整形电路将放大后的电压信号与阈值电压信号进行比较，得到一个稳定的方波信号，以使解码电路进行解码。具体地，该光信号接收�？榭赏ü�3e所示的电路实现。如图3e所示，光信号处理电路包括光接收电路和前置放大电路，其中，光接收电路包括光接收二极管Dl、光敏电阻RS和第二电阻R2，前置放大电路包括第一电容Cl、第三电阻R3、第四电阻R4和第一比较器UIA ;放大电路包括第二电容C2、第五电阻R5、第六电阻R6、第八电阻R8和第二比较器ΠΒ ；比较整形电路包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第三比较器 UIC。具体地，各电路的连接关系以及输出的信号分别介绍如下光接收电路中的光接收二极管Dl的一端接电源，另一端经由光敏电阻RS和第二电阻R2构成的并联电路接地，其中，光接收二极管Dl将接收到的光信号通过并联电路转换为光电压，由于光敏电阻RS阻值随光照强度变化的特性，使得光接收电路输出的电压信号是波动小、稳定的电压信号；前置放大电路中的第一比较器UIA的11端接地，2端经由第三电阻R3接地，3端经由第一电容Cl连接光接收电路、4端接电源，I端为输出端，其中，在2端与I端之间连接有第四电阻R4，前置放大电路将较弱的电压信号进行初步的放大；放大电路中的第二比较器ΠΒ的5端经由第二电容C2连接前置放大电路，6端经由第七电阻R7接地，7端为输出端，其中，在6端与7端之间连接有第八电阻R8，第五电阻R5的一端接电源，另一端连接在第二电容C2与第二比较器ΠΒ的5端之间的节点，第六电阻R6的一端也连接在该节点，另一端接地，放大电路通过第二电容C2耦合到电压信号，由于第二电容C2耦合到的电压通过第五电阻R5和第六电阻R6分压得到一个稳定的直流电压，进而通过第二比较器UIB做放大处理，输出放大信号；比较整形电路的第三比较器nC的9端经由第十一电阻Rll接地，10端与放大电路相连接，8端为输出端，其中，在8端与9端之间连接有第十二电阻R12，第十电阻RlO的一端接电源，另一端连接至第三比较器nC的9端与第十一电阻Rll之间的节点，第九电阻R9的一端接地，另一端连接至第三比较器nc的10端与放大电路之间的节点，比较整形电路将放大电路输出的电压信号与预置的电压信号做比较，输出一个稳定的方波信号，给后续的解码电路做解码使用。
由于第二接收器接收到的编码信息在发送给主机之前也需要通过解码和分析，在本实施例中，优选地，可以将第二接收器连接在巷道灯的MCU上，通过巷道灯中的MCU对编码信息进行解码和分析，再通过MCU与总线相连接，将解码信息通过总线上传到主机中。这样的设计简化了定位系统的结构。本实施例中的载波信号可以由MCU提供，也可以由其他可以产生高频方波的设备提供，图4是通过载波信号承载编码信息的示意图，图中的DATA即为编码信息。为了增强接收到的光信号，优选地，定位系统还包括第一前置放大器、第一滤波器和第一放大电路，将以上各部件和译码器以及第一接收器集成在一起，可以组成第一接收器�？�。图5是根据本发明实施例的第一接收器�？榈氖疽馔迹缤�5所示，第一前置放大器与第一接收器连接，用于放大第一光信号，第一滤波器与第一前置放大器连接，用于过滤第一前置放大器放大之后的第一光信号，第一放大电路与第一滤波器连接，用于放大第一滤波器过滤之后的第一光信号。对放大后的第一光信号进行译码，即可获取编码信息。在 本实施例中，译码器的功能可以由MCU来实现，与译码器对应的编码器的功能也可以由MCU 来实现。图6是译码示意图，其中，图6a是巷道灯发送出的PWM波形图，图6b是第一接收器接收到的波形图，图6c是“O”的波形图，图6d是“I”的波形图，在译码时，通过读取波形2个下降沿的时间间隔来判断是“O”还是“1”，图6c是根据本发明实施例的O的波形示意图，如图所示，波的上升沿到下降沿的时间间隔为2us，“0”的理论值为22us，图6d是根据本发明实施例的I的波形示意图，如图所示，“I”的理论值为32us。本实施例中的判断标准为当t>27us时，确定接收到的为1，当t〈27us时，确定接收到的为O。同理，定位系统还包括第二前置放大器、第二滤波器和第二放大电路，将以上各部件和译码器以及第二接收器集成在一起，可以组成第二接收器模块。第二前置放大器与第二接收器连接，用于放大第二接收器接收到的第二光信号，第二滤波器与第二前置放大器连接，用于过滤第二前置放大器放大之后的第二光信号，第二放大电路与第二滤波器连接，用于放大第二滤波器过滤之后的第二光信号。在获取编码信息后，与头灯连接的处理器开始对该编码信息进行解码，头灯即可将该解码信息作为自身的编码信息来用于定位，并在第二光信息中加上该编码信息，然后通过载波将该编码信息发出。在一些优选实施例中，还可以在第二光信号中加上头灯的标识符，通过该标识符，定位系统不仅可以哪些地方有人，还能确定这个人是谁。图7为头灯发送编码信息的示意图，如图7所示，载波信号承载编码信息后，通过LED驱动，以白光的形式发送包括编码信息的光信号。本发明实施例还提供了一种矿井中的定位方法，该方法可以基于上述的矿井中的定位系统来执行。图8是根据本发明实施例的矿井中的定位方法的流程图。如图8所示，该矿井中的定位方法包括如下的步骤S802至步骤S806。步骤S802，接收来自巷道灯的第一光信号，其中，第一光信号对应第一编码信息。本步骤的可以由与头灯连接的第一接收器来执行。具体地，可以是获取巷道灯的第一光信号闪烁的频率。步骤S804，获取与第一编码信息对应的第一解码信息。
每个解码信息对应矿井地图中一个巷道灯的地址信息，因此，默认定位的地址为该巷道灯的地址。步骤S806,发送第二光信号至主机,其中,第二光信号对应的第二编码信息与第一光信号对应的第一编码信息相同，主机根据第二编码信息和地址信息的对应关系确定第二编码信息对应的地址。主机设在监控室，本步骤可以先将第二光信号发送至巷道中的接收器，再由接收器将信号传输给主机。在本步骤中，按接收到的第一光信号的频率闪烁可以实现发送对应巷道灯的编码信息的第二光信号的目的。例如，如果前述步骤获取了巷道灯的第一光信号的频率，那么在本步骤中，按接收到的第一光信号的频率闪烁以发送对应第二编码信息的第二光信号。该步骤可以由头灯来执行。为了达到更好的定位效果，优选地，可以对每个头灯设置标识符，因此，在发送第二光信号之前，还可以获取头灯的标识符，然后在本步骤中，将标识符和表示编码信息的第二编码信息绑定，然后发送与第二编码信息和头灯的标识符对应的第二光信号。图9是根据本发明优选实施例的矿井中的定位方法的示意图，如图所示，头灯在接收到巷道灯c发出的第一光信号后，会返回第二光信号，与巷道灯c连接的接收器会将接收到的第二光信号中的编码信息返回给主机。从以上的描述中，可以看出，本发明实施例简化了矿井中定位系统的结构，提高了矿井中定位系统的安全性。需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的·计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路�？椋蛘呓侵械亩喔瞿？榛虿街柚谱鞒傻ジ黾傻缏纺？槔词迪�。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件
彡口口 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种矿井中的定位系统，其特征在于，包括 巷道灯，用于发送第一光信号，其中，所述第一光信号对应第一编码信息； 第一接收器，用于接收所述第一光信号； 第一处理器，连接至所述第一接收器，用于处理所述第一光信号以获取所述第一编码信息对应的第一解码信息； 头灯，连接至所述第一处理器，用于发送第二光信号，其中，所述第二光信号对应第二编码信息，所述第二编码信息与所述第一编码信息相同； 第二接收器，设置在巷道中，用于接收所述第二光信号；以及 主机，与所述第二接收器连接，用于根据所述第二光信号对应的所述第二解码信息确定所述头灯的在所述矿井地图中的地址信息，其中，所述主机中存储有矿井地图以及第二解码信息与所述地址信息的对应关系，所述地址信息用于表示所述巷道灯在所述矿井地图中的地址。
2.根据权利要求I所述的矿井中的定位系统，其特征在于，所述定位系统还包括 所述第二处理器，与所述巷道灯连接，用于控制所述巷道灯按预设的频率闪烁以发送对应所述第一编码信息的第一光信号， 第一接收器还用于接收按预设的频率闪烁的所述第一光信号。
3.根据权利要求2所述的矿井中的定位系统，其特征在于， 所述第二处理器还用于通过脉冲宽度调制控制所述巷道灯按预设的频率闪烁以发送对应所述第一编码信息的第一光信号， 第一接收器还用于接收通过脉冲宽度调制的所述第一光信号。
4.根据权利要求3所述的矿井中的定位系统，其特征在于，所述定位系统还包括 所述第一处理器还用于控制所述头灯按接收到的所述第一光信号的频率闪烁以发送所述第二光信号， 所述第二接收器还用于接收按所述第一光信号的频率闪烁的所述第二光信号。
5.根据权利要求4所述的矿井中的定位系统，其特征在于， 所述第一处理器还用于通过脉冲宽度调制控制所述头灯按接收到的所述第一光信号的频率闪烁以发送对应所述第二编码信息的第二光信号， 所述第二接收器还用于接收通过脉冲宽度调制的所述第二光信号。
6.根据权利要求I所述的矿井中的定位系统，其特征在于，所述定位系统还包括 第一载波信号发生器，与所述巷道灯连接，用于生成第一载波信号，其中， 在所述第一载波信号上承载有所述第一光信号对应的所述第一编码信息， 所述第一接收器还用于接收所述第一载波信号。
7.根据权利要求I所述的矿井中的定位系统，其特征在于，所述定位系统还包括 第二载波信号发生器，与所述头灯连接，用于生成第二载波信号，其中，在 所述第二载波信号上承载有所述第二光信号对应的所述第二编码信息， 所述第二接收器还用于接收所述第二载波信号。
8.根据权利要求I所述的矿井中的定位系统，其特征在于， 所述巷道灯为LED巷道灯；以及 所述头灯为LED头灯。
9.一种矿井中的定位方法,其特征在于,包括 接收来自巷道灯的第一光信号，其中，所述第一光信号对应第一编码信息； 获取与所述第一编码信息对应的第一解码信息；以及 发送第二光信号至主机，其中，所述第二光信号对应的第二编码信息与所述第一光信号对应的第一编码信息相同，所述主机根据所述第二编码信息和地址信息的对应关系确定所述第二编码信息对应的地址。
10.根据权利要求9所述的矿井中的定位方法，其特征在于， 接收来自巷道灯的第一光信号包括 获取所述巷道灯的第一光信号的频率， 发送第二光信号包括 按接收到的所述第一光信号的频率闪烁以发送对应所述第二编码信息的第二光信号。
11.根据权利要求9所述的矿井中的定位方法，其特征在于， 在发送第二光信号之前，所述方法还包括 获取头灯的标识符；以及 将所述标识符和所述第二编码信息绑定， 发送第二光信号包括 发送与所述第二编码信息和所述标识符对应的第二光信号。
全文摘要
本发明公开了一种矿井中的定位系统及方法，该矿井中的定位系统包括巷道灯，用于发送第一光信号，其中，第一光信号对应第一编码信息；第一接收器，用于接收第一光信号；第一处理器，连接至第一接收器，用于处理第一光信号以获取第一编码信息对应的第一解码信息；头灯，连接至第一接收器，用于发送第二光信号，其中，第二光信号对应第二编码信息，第二编码信息与第一编码信息相同；第二接收器，设置在巷道中，用于接收第二光信号；以及主机，与第二接收器连接，用于根据第二光信号对应的第二解码信息确定头灯的在矿井地图中的地址信息，其中，主机中存储有矿井地图以及第二解码信息与地址信息的对应关系。通过本发明，达到了安全生产的效果。
文档编号G01S5/16GK102901946SQ20121043611
公开日2013年1月30日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者郭成, 胡洪, 董建飞, 黄建梅, 张国旗 申请人:北京半导体照明科技促进中心
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