基于精确定位技术的煤矿井下电机车监测系统的研究
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摘要
矿井运输是煤矿安全生产的重要环节,但由于其工作范围广,设备设施流动性大等客观因素,在煤矿各类事故中一直占有很大的比例。以前研究的监测系统所采用的定位方法只能检测电机车在某一区间的位置,属于粗略定位;机车在运行过程中,司机不能及时了解其他在线机车的运行情况和位置,撞车事故时有发生,具有很大的安全隐患。针对以上问题,本文对基于精确定位技术的煤矿井下电机车监测系统进行了研究。
本文首次将惯性导航技术应用于井下车辆定位系统中。通过惯性导航技术中的陀螺仪与加速度计可以精确测定电机车运行的坐标、姿态等信息,提高了定位精度。针对井下特殊环境,本系统使用了基于CC1100的无线大功率的射频模块对井下部分数据进行传输;而井上与井下通过RS-458总线形式进行通讯。利用组态王软件模拟井下环境,通过接收到的数据信息来动态显示机车位置以及运行的姿态信息,并且具有强大的数据库和报警功能,可实现远程监控。语音通话系统采用了基于AMBE-1000的新型语音压缩编/解码方法,可以将数字语音信号码进行高度压缩,节省数据存储空间,有利于在井下环境中使用。
本系统通过在煤矿中的实际应用,实现了定位监测精确、报警准确、语音通讯清晰的功能。并且该系统具有技术先进、性能稳定、工作可靠、便于维护等特点,保障了电机车运输安全,提高了矿井生产效率和经济效益,对我国煤矿机车监控系统的现代化发展具有重要的推广应用价值。
Mine transportation is an important part of safety in coal mines. But because of its wide workspace and other objective factors, transport accidents have been a large proportion in all kinds of accident. Positioning methods used in the positioning system before can only detect the position in a small range, so they belong to the rough position. During the motorcycle operation, the driver can not know other locomotives’location that leads to car accidents probably. In order to solve the problem, this paper has a research on coal mine motor vehicle monitoring system based on the precise positioning technology.
The paper uses inertial navigation technology for the first time in the underground vehicle location system. Through gyroscopes and accelerometers inertial navigation technology can accurately determine the coordinate and speed of the vehicle. This method can improve the positioning accuracy. Because of the special environment, the system uses the wireless high-power RF module based on CC1100 for transmitting the data underground, and uses RS-458 bus to communicate between the underground and ground. The software Kingview is used to simulate the environment, by receiving the data information to dynamically display locomotives’position and other information, and has a powerful database and alarm function, which can realize remote monitoring. The voice communication system is a new voice compression coding / decoding method based on the AMBE-1000. This method can make the digital voice signal highly compressed to save the data storage space, and is conducive to use in the underground environment.
Through the practical application in the coal mine, this system can achieve precise positioning monitoring, accurate alarm, clear voice communication and other functions. At the same time, this system has the advanced technology, stable performance, reliable, easy maintenance and many other features. It can protect the safe transportation of motor vehicle, improve production efficiency and economic benefits. So the coal mine locomotive monitoring and management system is very important for the coal mine’s modern development.
本文首次将惯性导航技术应用于井下车辆定位系统中。通过惯性导航技术中的陀螺仪与加速度计可以精确测定电机车运行的坐标、姿态等信息,提高了定位精度。针对井下特殊环境,本系统使用了基于CC1100的无线大功率的射频模块对井下部分数据进行传输;而井上与井下通过RS-458总线形式进行通讯。利用组态王软件模拟井下环境,通过接收到的数据信息来动态显示机车位置以及运行的姿态信息,并且具有强大的数据库和报警功能,可实现远程监控。语音通话系统采用了基于AMBE-1000的新型语音压缩编/解码方法,可以将数字语音信号码进行高度压缩,节省数据存储空间,有利于在井下环境中使用。
本系统通过在煤矿中的实际应用,实现了定位监测精确、报警准确、语音通讯清晰的功能。并且该系统具有技术先进、性能稳定、工作可靠、便于维护等特点,保障了电机车运输安全,提高了矿井生产效率和经济效益,对我国煤矿机车监控系统的现代化发展具有重要的推广应用价值。
Mine transportation is an important part of safety in coal mines. But because of its wide workspace and other objective factors, transport accidents have been a large proportion in all kinds of accident. Positioning methods used in the positioning system before can only detect the position in a small range, so they belong to the rough position. During the motorcycle operation, the driver can not know other locomotives’location that leads to car accidents probably. In order to solve the problem, this paper has a research on coal mine motor vehicle monitoring system based on the precise positioning technology.
The paper uses inertial navigation technology for the first time in the underground vehicle location system. Through gyroscopes and accelerometers inertial navigation technology can accurately determine the coordinate and speed of the vehicle. This method can improve the positioning accuracy. Because of the special environment, the system uses the wireless high-power RF module based on CC1100 for transmitting the data underground, and uses RS-458 bus to communicate between the underground and ground. The software Kingview is used to simulate the environment, by receiving the data information to dynamically display locomotives’position and other information, and has a powerful database and alarm function, which can realize remote monitoring. The voice communication system is a new voice compression coding / decoding method based on the AMBE-1000. This method can make the digital voice signal highly compressed to save the data storage space, and is conducive to use in the underground environment.
Through the practical application in the coal mine, this system can achieve precise positioning monitoring, accurate alarm, clear voice communication and other functions. At the same time, this system has the advanced technology, stable performance, reliable, easy maintenance and many other features. It can protect the safe transportation of motor vehicle, improve production efficiency and economic benefits. So the coal mine locomotive monitoring and management system is very important for the coal mine’s modern development.
引文
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