基于Javascript和Html5的礦山井下定位系統(tǒng)及路徑規(guī)劃方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于Javascript和Html5的礦山井下定位系統(tǒng)，包括瀏覽器客戶端、WebSocket服務(wù)器、定位基站、定位識別卡片，所述瀏覽器客戶端的輸入輸出端與所述WebSocket服務(wù)器的輸入輸出端配合通訊聯(lián)接，所述定位基站的輸入輸出端與所述WebSocket服務(wù)器的輸入輸出端配合通訊聯(lián)接，所述定位基站上設(shè)置有左右對稱分布的基站天線，所述基站天線用于增加虛擬基站，形成虛擬路徑；所述定位識別卡片的輸入輸出端通過所述基站天線與所述定位基站的輸入輸出端配合通訊聯(lián)接。本發(fā)明專利技術(shù)還提出一種路徑規(guī)劃方法，包括如下步驟：建立虛擬基站，形成虛擬路徑：通過雙向迪杰斯特拉拓展算法計算出基站之間的最短路徑。本發(fā)明專利技術(shù)解決了現(xiàn)有的礦山井下定位系統(tǒng)，無法計算出最優(yōu)路徑的技術(shù)缺陷。

Mine positioning system and path planning method based on JavaScript and HTML5

The invention discloses a mine underground positioning system based on JavaScript and HTML5, including browser client, websocket server, positioning base station and positioning identification card. The input and output end of the browser client is connected with the input and output end of the websocket server in coordination with communication, and the input and output end of the positioning base station is connected with the input and output end of the websocket server The base station antenna is used to increase the virtual base station and form a virtual path; the input and output ends of the positioning identification card are connected with the input and output ends of the positioning base station through the base station antenna. The invention also proposes a path planning method, which comprises the following steps: establishing a virtual base station and forming a virtual path: calculating the shortest path between base stations through a bidirectional dijastra expansion algorithm. The invention solves the technical defect that the existing mine underground positioning system can not calculate the optimal path.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
基于Javascript和Html5的礦山井下定位系統(tǒng)及路徑規(guī)劃方法
本專利技術(shù)涉及一種基于Javascript和Html5的礦山井下定位系統(tǒng)及路徑規(guī)劃方法，屬于井下作業(yè)定位

技術(shù)介紹
自2016年《煤礦安全規(guī)程》第十二條提出，煤礦企業(yè)必須建立入井檢身制度和出入井人員清點制度；必須掌握井下人員數(shù)量、位置等實時信息，入井人員必須佩帶標(biāo)識卡。近年來，國內(nèi)外有很多企業(yè)對礦山定位系統(tǒng)的研究越來越深入，功能越來越多。地理信息系統(tǒng)(GIS)是一種具有信息系統(tǒng)空間專業(yè)形式的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。在嚴(yán)格的意義上,這是一個具有集中、存儲、操作、和顯示地理參考信息的計算機系統(tǒng)。例如，根據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的位置對數(shù)據(jù)進行識別，實習(xí)者通常也認(rèn)為整個GIS系統(tǒng)包括操作人員以及輸入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)能夠應(yīng)用于科學(xué)調(diào)查、資源管理、財產(chǎn)管理、發(fā)展規(guī)劃、繪圖和路線規(guī)劃。基于大多數(shù)定位系統(tǒng)都采用Client/Server結(jié)構(gòu)設(shè)計開發(fā)的，由于Browser/Server結(jié)構(gòu)具備通用性，開發(fā)成本低，而且不需要安裝客戶端，只要更新后臺代碼即可實現(xiàn)所有客戶端的更新，維護成本較低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)采用Browser/Server結(jié)構(gòu)來設(shè)計，利用國際最新的無線技術(shù)，使用WebSocket協(xié)議方法，進行數(shù)據(jù)交互通信，使用雙向迪杰斯特拉拓展算法可以計算出基站之間的最短路徑。能夠及時、準(zhǔn)確的將井下各個區(qū)域動態(tài)情況反映到地面計算機系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時掌握井下人員、車輛、生產(chǎn)設(shè)備的運動軌跡，以便于進行更加合理的調(diào)度管理。當(dāng)事故發(fā)生時，救援人員也可根據(jù)井下定位系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、圖形，迅速了解位置情況，及時采取相應(yīng)的救援措施，提高應(yīng)急救援工作的效率。本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是：第一，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，解決現(xiàn)有的礦山井下定位系統(tǒng)，采用的是Client/Server結(jié)構(gòu)，是基于TopMapGIS地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)定位的，TopMap無法直接導(dǎo)入CAD文件，需要人工畫圖，跟實際地圖會有一定誤差，人工壓力較大，維護成本、開發(fā)成本會增加；第二，解決現(xiàn)有的礦山井下定位系統(tǒng)，無法計算出最優(yōu)路徑；第三，解決現(xiàn)有的TopMapGIS地理信息系統(tǒng)軟件已經(jīng)不再更新，無法滿足日益變化的礦山需求。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種基于Javascript和Html5的礦山井下定位系統(tǒng)，其特征在于，包括瀏覽器客戶端、WebSocket服務(wù)器、定位基站、定位識別卡片，所述瀏覽器客戶端的輸入輸出端與所述WebSocket服務(wù)器的輸入輸出端配合通訊聯(lián)接，所述定位基站的輸入輸出端與所述WebSocket服務(wù)器的輸入輸出端配合通訊聯(lián)接，所述定位基站上設(shè)置有左右對稱分布的基站天線，所述基站天線用于增加虛擬基站，形成虛擬路徑；所述定位識別卡片的輸入輸出端通過所述基站天線與所述定位基站的輸入輸出端配合通訊聯(lián)接。作為一種較佳的實施例，所述瀏覽器客戶端用于向客戶展示當(dāng)前人員、車輛或者生產(chǎn)設(shè)備的詳細(xì)信息，所述WebSocket服務(wù)器用來解析來自所述定位基站的定位數(shù)據(jù)，所述定位基站通過所述基站天線向所述定位識別卡片發(fā)送信號進行定位。作為一種較佳的實施例，所述定位識別卡片采用RFID標(biāo)簽。本專利技術(shù)還提出一種基于Javascript和Html5的礦山井下定位系統(tǒng)的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，包括如下步驟：建立虛擬基站，形成虛擬路徑：通過雙向迪杰斯特拉拓展算法計算出基站之間的最短路徑。作為一種較佳的實施例，具體包括：步驟SS1：在巷道內(nèi)新建基站A、基站B、基站C、基站D；步驟SS2：在巷道交叉口，新建虛擬基站A’、虛擬基站B’、虛擬基站C’；步驟SS3：形成路徑A——A’、A’——B、B——B’、B’——D、D——C’、C’——C、A’——C’；步驟SS4：通過雙向迪杰斯特拉拓展算法可以計算出從基站A到基站C的最短路徑為A——A’——C’——C。作為一種較佳的實施例，所述雙向迪杰斯特拉拓展算法具體包括：分別從s頂點和t頂點開始執(zhí)行單向迪杰斯特拉算法，從s點開始執(zhí)行的迪杰斯特拉算法定義為前向迪杰斯特拉搜索，從t點開始執(zhí)行的迪杰斯特拉算法定義為后向迪杰斯特拉搜索；所述雙向迪杰斯特拉拓展算法結(jié)束的條件是：前向迪杰斯特拉搜索求得當(dāng)前最短路徑上的頂點為u，且在后向迪杰斯特拉搜索已經(jīng)計算出到u的最短路徑，此時s頂點到t頂點的最短路徑可以表示為sp(s,u)+sp(t,u)；或者后向迪杰斯特拉搜索求得當(dāng)前最短路徑上的頂點為u，且在前向迪杰斯特拉搜索已經(jīng)計算出到u的最短路徑，此時s頂點到t頂點的最短路徑可以表示為sp(s,u)+sp(t,u)。本專利技術(shù)所達到的有益效果：第一，本專利技術(shù)由于使用虛擬基站，使得在不增加基站的情況下，就能規(guī)劃出最優(yōu)路徑，節(jié)約了布置基站的成本；第二，本專利技術(shù)通過雙向迪杰斯特拉拓展算法可以計算出基站之間的最短路徑，能夠節(jié)約網(wǎng)絡(luò)通信能耗；第三，本專利技術(shù)通過HTML5定義了WebSocket協(xié)議，能更好的節(jié)省服務(wù)器資源和帶寬，并且能夠更實時地進行通訊；第四，本專利技術(shù)通過可縮放矢量圖形（SVG）技術(shù)可以實現(xiàn)GIS圖的放大和縮小，SVG矢量圖形可更好地縮放，SVG圖形的加載速度快，使用的帶寬少；第五，本專利技術(shù)解決了現(xiàn)有的礦山井下定位系統(tǒng)，采用的是Client/Server結(jié)構(gòu)，僅僅是基于TopMapGIS地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)定位的，TopMap無法直接導(dǎo)入CAD文件，需要人工畫圖，跟實際地圖會有一定誤差，人工壓力較大，維護成本、開發(fā)成本會增加的技術(shù)缺陷；第六，本專利技術(shù)解決了現(xiàn)有的礦山井下定位系統(tǒng)，無法計算出最優(yōu)路徑的技術(shù)缺陷，提供了最短路徑的規(guī)劃方法；第七，本專利技術(shù)解決了現(xiàn)有的TopMapGIS地理信息系統(tǒng)軟件已經(jīng)不再更新，無法滿足日益變化的礦山需求，通過瀏覽器客戶端與WebSocket服務(wù)器的配合，實現(xiàn)對于某個或者所有井下人員、車輛或者生產(chǎn)設(shè)備的實時軌跡更新以及歷史軌跡調(diào)用。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的基于Javascript和Html5的礦山井下定位系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的架構(gòu)拓?fù)鋱D，其中，1為瀏覽器客戶端，2為WebSocket服務(wù)器，3為定位基站，4為定位識別卡片，5為基站天線，6為數(shù)據(jù)庫。圖2是應(yīng)用本專利技術(shù)顯示所有井下人員、車輛或者生產(chǎn)設(shè)備的行徑軌跡流程圖。圖3是應(yīng)用本專利技術(shù)顯示某個井下人員、車輛或者生產(chǎn)設(shè)備的行徑軌跡流程圖。圖4是本專利技術(shù)的軌跡最短路徑的流程圖。圖5是應(yīng)用本專利技術(shù)顯示井下人員、車輛或者生產(chǎn)設(shè)備的實時軌跡流程圖。圖6是應(yīng)用本專利技術(shù)的人員、車輛或者生產(chǎn)設(shè)備的歷史軌跡流程圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本專利技術(shù)的技術(shù)方案，而不能以此來限制本專利技術(shù)的保護范圍。需要說明的是：HTML5是Web中核心語言HTML的規(guī)范，用戶使用任何手段進行網(wǎng)頁瀏覽時看到的內(nèi)容原本都是HTML格式的，在瀏覽器中通過一些技術(shù)處理將其轉(zhuǎn)換成為了可識別的信息。JavaScript一種直譯式腳本語言，是一種動態(tài)類型、弱本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.基于Javascript和Html5的礦山井下定位系統(tǒng)，其特征在于，包括瀏覽器客戶端、WebSocket服務(wù)器、定位基站、定位識別卡片，所述瀏覽器客戶端的輸入輸出端與所述WebSocket服務(wù)器的輸入輸出端配合通訊聯(lián)接，所述定位基站的輸入輸出端與所述WebSocket服務(wù)器的輸入輸出端配合通訊聯(lián)接，所述定位基站上設(shè)置有左右對稱分布的基站天線，所述基站天線用于增加虛擬基站，形成虛擬路徑；所述定位識別卡片的輸入輸出端通過所述基站天線與所述定位基站的輸入輸出端配合通訊聯(lián)接。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.基于Javascript和Html5的礦山井下定位系統(tǒng)，其特征在于，包括瀏覽器客戶端、WebSocket服務(wù)器、定位基站、定位識別卡片，所述瀏覽器客戶端的輸入輸出端與所述WebSocket服務(wù)器的輸入輸出端配合通訊聯(lián)接，所述定位基站的輸入輸出端與所述WebSocket服務(wù)器的輸入輸出端配合通訊聯(lián)接，所述定位基站上設(shè)置有左右對稱分布的基站天線，所述基站天線用于增加虛擬基站，形成虛擬路徑；所述定位識別卡片的輸入輸出端通過所述基站天線與所述定位基站的輸入輸出端配合通訊聯(lián)接。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Javascript和Html5的礦山井下定位系統(tǒng)，其特征在于，所述瀏覽器客戶端用于向客戶展示當(dāng)前人員、車輛或者生產(chǎn)設(shè)備的詳細(xì)信息，所述WebSocket服務(wù)器用來解析來自所述定位基站的定位數(shù)據(jù)，所述定位基站通過所述基站天線向所述定位識別卡片發(fā)送信號進行定位。


3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Javascript和Html5的礦山井下定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位識別卡片采用RFID標(biāo)簽。


4.一種如權(quán)利要求1所述的基于Javascript和Html5的礦山井下定位系統(tǒng)的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，包括如下步驟：建立虛擬基站，形成虛擬路徑：通過雙向迪杰斯特拉拓展算法計算出基站之間的最短路徑。

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張永新，元靜，金勇，
申請(專利權(quán))人：南京北路自動化系統(tǒng)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32