基于UWB和RFID相融合的矿井人员定位系统设计

作者：刘世森

来源：自动化仪表, 2020, 41(08): 82-86.

DOI：10.16086/j.cnki.issn1000-0380.2020030005

• 超宽带
• 射频识别
• 飞行时间
• 定位基站
• 标志卡
• DW1000
• nRF24L01

当前矿井人员管理系统以考勤为主,进行精确定位管理投入成本过高。根据矿井现场应用需求,提出一种基于超宽带(UWB)和射频识别(RFID)相融合的矿井人员定位系统设计方案。阐述了系统的总体架构和工作原理。针对矿井一维线性空间,采用飞行时间(TOF)测量方法,利用已知的定位基站之间的距离计算出标志卡位置,并对定位误差进行了详细分析。分析结果表明,定位误差与标志卡与定位基站之间的距离没有直接关系,定位基站之间无需进行时钟同步。给出了定位基站和标志卡的硬件设计方案和软件功能实现思路,采用集成无线发送和接受的无线芯片DW1000实现UWB精确定位,采用nRF24L01无线射频芯片实现区域定位,解决了如何同时实现区域定位和精确定位问题。实践表明,该系统定位精度达到了0.3 m以内,兼容RFID区域定位功能,在进行系统升级时可降低成本,满足矿方需求。

• 单位
  瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室; 中煤科工集团重庆研究院有限公司