基于RFID技术的矿井人员定位监控系统研究(2)

随着无线通信、自动识别和计算机网络技术在煤矿安全生产监测应用领域中的不断发展，如何确定灾害事故中遇险人员的具体情况和分布位置使井下人员定位问题也得到进一步地解决。特别是随着射频识别技术在国内的引进和发展，使得对下井人员进行实时跟踪变得可行。

１．２国内外现状

国外煤矿井下无线通信领域起步较早，目前，在美国、澳大利亚、南非等采矿业发达的国家，基于射频的人员定位系统得到充分应用，南非Ｐｒｅｔｏｒｉａ（比勒陀利亚一南非行政首都）的ＩＰｉｅｏ。公司使用射频识别技术（ＲＦＩＤ）用于跟踪、照明、援救、瓦斯检测和急救装备等。其中ＩＰ．ＸＴＭ双频ＲＦＩＤ采用低频辐射加上有高速数据输送能力的高频ＲＦＩＤ，优点是可以在矿工拥挤的场合读取多个标签，准确性好、读取速度快、读取距离更大。美国在矿井人员定位方面，已经实现了应用Ｚｉｇｂｅｅ技术对矿井人员的定位精确，为矿工的生命安全提供了更可靠的保障。

停车场管理系统

第ｌ章绪论

国内各大研究部门或企业也积极投入对人员定位系统的研究。如上海约翰芬雷自动化系统有限公司研发的ＫＪ２０１Ａ井下人员定位系统。北京中矿华沃电子科技有限公司研发的ＫＪ２８０井下人员定位系统。北京英威腾电气有限公司研发的ＫＪ３２０矿用人员管理系统。在双向通讯的人员定位系统方面，有的厂家也已经研发出来，并推向市场，例如济宁电真空器件厂的ＫＪｌ５１煤矿井下人员跟踪管理系统。当前，许多大中型矿山也认识到人员监控系统的重要性，已开始装备煤矿人员监控系统投入使用。同时人员定位系统从最初识别范围１．５Ｍ发展到现在的１０Ｍ，有些可达到５０Ｍ以上，远距离的识别技术，更提高了人员定位的识别能力。

我国是全球产煤最多的国家，年产２０多亿吨，也是世界上发生矿难事故最多的地区之一。近些年来，煤矿安全生产一直是国家和社会普遍关注的问题，煤矿生产如何作到预防重大特大事故的发生一直是人们关注的热点。近些年来完成煤矿监测系统、工业电视等多种计算机辅助管理系统，但是管理系统还不够完善，矿难事故依旧频繁发生。如何及时做好地面和井下人员的信息沟通以及在发生矿难事故时如何准确、实时、快速确定井下作业人员的具体位置，是当前矿井监控工作的重点。同时矿井人员定位监控系统的应用将直接改变目前煤矿企业对井下作业人员落后的管理模式，实现管理的现代化、信息化。同时，也可在本系统的基础上实现呼叫功能，对矿井人员进行管理。今后，井下车载定位系统可以在对井下人员定位系统上加以修改，就可投入开发使用。

本系统采用射频识别技术，煤矿生产在所有坑道的进出口、交叉口或重点监测点均安装有一套读卡器。井下所有工作人员均带有标识卡，可作为“下井准入证”，卡内存有唯一的标识卡号，与此卡号相对应的矿工的姓名、年龄、工种等信息存入数据库。安全生产部门能够对卡授权，包括：该员工有资格进入作业面的坑道，卡失效、挂失等。井下工作人员经过监测点时，读卡器识别标识卡并将标识卡号和位置信息通过工业以太网传输给数据中心站，数据中心站的服务器负责将其进行处理，并自动对数据库中的数据进行更新存储。一旦发生事故，可迅速查询被困人员信息。

本课题利用射频识别技术研究开发“基于ＲＦＩＤ技术的矿井人员定位监控系统”，这一研究将推动煤矿企业的安全生产和经营管理更上一个新的台阶。该系统将能够为煤矿管理人员提供监视监控、准确调度等多方面的管理信息，这对煤矿安全生产方面具有重要意义。

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安徽理１二大学硕士学位论文

１．３课题的主要依据

本论文详细论述了射频识别技术、射频识别系统的组成及其关键技术，详细介绍了该系统的标识卡和阅读器分站的部分硬件和软件环境的搭建以及地面监控系统。课题的主要依据：

主要指标符合煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范的标准信息ＡＱｌ０４８．２００７国家标准（本标准由国家安全生产监督管理总局提出，起草单位：中国矿业大学（北京），煤炭科学研究总院常州自动化研究所）。其中ＭＴ２０９．９０《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》、ＭＴ２１０．９０《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法》通过ＡＱｌ０４８．２００７标准的引用而成为本标准的条款。现国家安全生产扰顺矿用设备检测检验中心采用该标准检验矿井防爆产品。

１、最大位移速度不得小于５ｍ／ｓ。

２、并发识别数量不得小于８０。

３、漏读率不得大于１０％。

４、识别卡电池寿命不可更换电池的识别卡的电池寿命应不小于２年。

可更换电池的识别卡的电池寿命应不小于６个月。

５、识别卡与分站之间的无线传输距离不小于１０ｍ。

６、监控容量应满足下列要求：

ａ）系统允许接入的分站数量直在８、１６、３２、６４、１２８中选取；被中继器等设备分隔成多段的系统，每段允许接入的分站数量宜在８、１６、３２、６４、１２８中选取；ｂ）识别卡数量应不小于８０００个。

７、巡检周期应不大于３０Ｓ。

８、时间应满足下列要求：

ａ）携卡人员出／入井时刻、出／入重点区域时刻、出／人限制区域时刻、进入分站识别区域时刻、出／入巷道分支时刻及方向、超员、超时、工作异常、卡号、姓名、出生年月、职务或工种、所在区队班组、主要工作地点等记录应保存３个月以上。ｂ）分站存储数据时间应不小于２０。

本课题的设计主要技术指标：

１）标识卡技术指标：

额定工作电压：ＤＣ３Ｖ；最大工作电流：≤１０ｍＡ；

平均工作电流：≤１２９Ａ；发射频率：２．４ＧＨｚ＋０．００８ＧＨｚ；

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第１章绪论

与读卡器的最小被识别距离：大于５０米；编码范围在１．３２７６５之间。

２）读卡器技术指标：

额定工作电压：ＤＣｌ２Ｖ；工作电流：≤１００ｍＡ；

工作频率：２．４ＧＨｚ＋０．００８ＧＨｚ；最大并发识别能力：１００张识别卡；

最大并发识别时间：≤２ｓ；与识别卡的无线最小接收距离：＞５０Ｍ；

信号传输方式：黜４８５；

１．４课题的主要思想

井下的工作人员每人配带一个和读卡分站配套带有固定编号的标签，卡内存有唯一的标识卡号，与此卡号相对应的矿工的姓名、年龄、工种等信息存入数据库。标识卡固定时间发出一个频率信号，当带有标识卡的工作人员经过与读卡器的距离小于５０米时，读卡器识别标识卡并将射频卡号和自身信息（读卡器卡号）通过工业以太网传输给数据中心站，数据中心站的服务器负责将其进行处理，并自动对数据库中的数据进行更新存储１２１。

井下人员安全监控系统采用射频识别技术，解决井下人员准确定位的问题。如需了解某人当前所在位置，可以立即从监控计算机上查询具体位置情况。井下人员安全监控系统的主要硬件设备可以分为井下和井上两部分。井下设备主要有由井下监测分站、射频卡、发射天线、阅读器、中继器，用于完成信息采集和识别。井上设备主要由数据中心站主服务器、监控主机、ＵＰＳ电源、打印机、防雷设备。

１．５本文的研究内容和文章结构

本文主要是实现了基于ｎＲＦ２４０１Ａ的井下人员定位系统方案。该系统通过利用无线射频方式进行非接触通信，以达到自动识别目标对象的目的并获得相关数据。标识卡以固定时 …… 此处隐藏：2155字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……