1　引言

      随着“互联网 +”发展战略的提出，各领域不断开展信息化建设，我国矿产资源丰富，矿产开采有力促进了国民经济的发展，但是井下安全依然是矿产开采的瓶颈，矿井安全事故仍旧频繁发生 [1]。开展矿井信息化建设，利用电子信息技术、智能传感技术等高新技术，有利于矿井生产的智能化发展和改造，促进“智慧矿井”的建设，其中定位系统设计是矿井信息化建设的核心 [2]。由于井下环境复杂，一些常用的定位技术诸如全球定位系统（GPS）、WIFI 定位技术、Zigbee 定位技术、RFID定位技术在井下受噪声干扰严重几近失效 [3]，超宽带（Ultra Wide Band，UWB）技术具有功耗低、结构简单、高传输速率、不易被截获、高穿透性等优点 [4]，在变电站作业环境 [5]、危险化学物品仓储 [6]、矿井人员机车定位 [7] 等方面得到广泛应用。

      因此，基于 UWB 技术的矿井资源实时定位系统以井下资源实时定位为设计目标，并基于井下资源定位管理模型，进行感知系统设计，选取到达时间差（Time Difference of Arrival，TDOA）定位算法 [7-8]，能够降低井下 UWB 信号强弱造成的影响，提高系统的定位精度。

2　矿井资源定位需求分析

      目前矿井安全仍然是矿业开采领域关注的核心问题，能否针对潜在的危险进行预测、事故发生情况下进行及时救援是该问题的关键。因此，针对井下工作人员、矿井机车、环境监测传感器、采矿设备等资源开展定位系统研究，一方面矿井管理人员可以实时了解人员、机车的工作动态，对于发生故障的设备，可以及时根据位置信息进行维修，同时井下环境多变，采集环境监测传感器的位置信息，能够确定危险环境位置，有效避免危险事故的发生；另一方面当矿井出现安全事故时，通过定位系统采集的位置信息，即使矿井坍塌定位基站受到破坏，也能够根据系统采集的工作人员最终时刻的位置信息确定人员位置，便于开展救援，减少人员伤害。

      中科云时UWB矿井资源实时定位系统提出如图 1 所示的井下资源定位管理模型，针对工作人员、矿井机车、环境监测传感器、采矿设备等井下资源进行有效的标签匹配，实现对井下资源实时定位数据的采集，提高矿井管理系统的完整性，有效进行井下安全事件的预测、监控与分析，为矿井安全生产提供决策依据。

      本文来源于马春光张成龙的《基于 UWB 技术的矿井资源实时定位系统设计》。