為解決目前露天煤礦普遍安裝的人員定位系統(tǒng)只能進行區(qū)域人員定位的問題，同時解決現(xiàn)有的人員定位系統(tǒng)建設成本投入太高的問題，提出了采掘面和關鍵區(qū)域定位和其他地方區(qū)域定位相結合的方案，甚至可以融合現(xiàn)有的區(qū)域人員定位系統(tǒng)。

系統(tǒng)采用UWB超寬帶技術為定位測量技術，理論精度達到0.1米。有專門的人員定位監(jiān)測平臺軟件，進行定位信息的處理，功能涵蓋現(xiàn)有人員定位系統(tǒng)的功能，并能融合現(xiàn)有區(qū)域定位數據，系統(tǒng)同時還提供調度通訊的功能。

系統(tǒng)由人員調度通訊定位終端（人攜帶）、定位錨點、區(qū)域定位錨點、采集器、傳輸分站、光纖、電源、礦用本安電源箱、調度采集服務器、人員定位系統(tǒng)分析平臺軟件等幾部分組成。

定位采用UWB(UltraWideband)超寬帶，頻帶為3.1-10.6GHz，帶寬大于500MHz，時域上表現(xiàn)為時間極短(＜2nS)的脈沖。

模塊A相當于安裝在人員調度定位終端里，模塊B相當于安裝在定位錨點里，定位錨點按照固定坐標值，按一定間隔安裝。

UWB定位技術采用的是TOF（飛行時差）測距，TOF測距方法屬于雙向測距技術，它主要利用信號在兩個收發(fā)機之間飛行時間來測量節(jié)點間的距離。模塊從啟動開始即會生成一條獨立的時間戳。模塊A的發(fā)射機在其時間戳上的a1發(fā)射請求性質的脈沖信號，模塊B在b2時刻發(fā)射一個響應性質的信號，被模塊A在自己的時間戳a2時刻接收。

人員調度定位終端不斷在獲取UWB定位錨點ID和距離信息，從報文信息中判斷本次測距通信的UWB錨點數量為1還是大于1，若是1，則存儲一條定位信息，若是2，則拆分成兩個定位信息存儲。

人員調度定位終端將在次進入某個區(qū)域定位錨點區(qū)域、離開某個區(qū)域定位錨點區(qū)域、切換到新的區(qū)域定位錨點三個時間節(jié)點的時間形成區(qū)域定位信息，并將區(qū)域定位信息存儲后在LoRa網絡覆蓋時將區(qū)域定位信息上傳給分站和采集器。

人員調度定位終端在次搜到區(qū)域定位錨點之后，記錄當前時間和區(qū)域定位錨點ID信息。

若后面長10S時間內能夠持續(xù)搜到同一個ID的區(qū)域定位錨點，則不做處理，若10S時間后沒有搜到同一個ID的區(qū)域定位錨點，則記錄當前時間-10S和區(qū)域定位錨點ID信息。若在10S時間內搜到另一個區(qū)域定位錨點，則立即記錄當前時間和的區(qū)域定位錨點ID信息，并按區(qū)域定位錨點為標準進行10S間隔判斷。

區(qū)域定位錨點信息的獲取功能由人員調度定位終端上的2.4GRFID模塊實現(xiàn)，2.4GRFID模塊會將狀態(tài)變化情況（經過的錨點信息、游離狀態(tài)、更換錨點）通過串口發(fā)送給主控制，主控制緩沖后，通過LoRa將區(qū)域定位信息進行上報給采集器。

項目實施工作流程

1、定目標

考慮項目資金受限情況及現(xiàn)有人員定位系統(tǒng)狀況，確定是全礦定位還是局部定位。

2、劃范圍

確定哪些采掘工作面及圍欄區(qū)域需要定位，從什么地方開始到什么位置結束，區(qū)域定位能接受的精度。

3、做試驗

在所有涉及的定位區(qū)域，分別做UWB信號和LORA信號正常工作覆蓋的范圍，即傳輸距離，作為設備布置的基礎參數。

4、擬規(guī)劃

在做試驗的基礎上，做出所有區(qū)域和位置的的錨點安裝規(guī)則、規(guī)劃。

5、找位置

根據規(guī)劃，在電子采掘工程平面圖上，標注出每個錨點具體的安裝位置。

6、去安裝

在需要安裝的位置，實際懸掛安裝錨點，同時使用礦用巡檢記錄儀將錨點編號與位置進行現(xiàn)場對應。

7、培訓試運行

組織相關培訓，試運行，系統(tǒng)調整，準備驗收材料。

1. 人員定位，功能包括：

采煤面、掘進頭定位；大巷、上下山區(qū)域定位；特定區(qū)域的電子圍欄警告；危險報警、求救；人員管理統(tǒng)計與分析；行為軌跡追蹤。

2．調度通訊，功能包括：

語音調度；語音廣播，預設的調度室信息聯(lián)絡。

3. 可擴展功能，功能包括：

獲取設備信息；進尺自動測量；設備定置管理。

五、創(chuàng)新點或系統(tǒng)亮點

（一）項目創(chuàng)新點