煤矿安全追踪系统.pdf

重庆格森金卡智能卡公司 地址重庆市南岸区南坪开发路 31 号科尔国际商务大厦 15- 3 号 电话023- 62816007、66661510 传真023- 62798040 联系人李庚 全国直拨电话4006816811 邮箱66661510 手机15998922053 网址 煤矿安全追踪系统煤矿安全追踪系统 RFID 技术在煤矿领域的应用技术在煤矿领域的应用 基于射频识别技术的煤矿安全追踪系统。该系统可以实时追踪对携带射频识 别RFID的井下工作人员的位置、身份识别及考勤的管理。为煤炭行业安全生 产事前预防、事后处理提供了一种新的手段。 1．系统工作原理．系统工作原理 无线电技术在自动识别领域应用中更具体的技术名称为射频识别， 英文为 Radio Frequency Identification，简称为 RFID。射频识别系统的组成一般至少包括 两个部分 ①①电子标签，英文名称为碗; ②②阅读器，英文名称为 Reader。电子标签中一般保存有约定格式的电子数据， 在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面。阅读器又称为读出装置，可 无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据， 从而达到自动识别物体的目 的。 进一步通过计算机及计算机网络实现对物体识别信息的采集、处理及远程传 送等管理功能。 煤矿井下人员跟踪定位管理系统是采用双频点长短波频率实现可靠的全双工通 信。 1.1 系统组成及其功能系统组成及其功能 井下人员跟踪定位管理系统系统由软件系统和硬件系统两大部分组成， 软件系 统包括安装于服务器上的应用软件和 RFID 读写器嵌人式软件两部分组成， 嵌人 式软件系统用于 RFID 卡信息采集、 识别， 应用软件用于井下人员的定位、 管理。 硬件系统分井上计算机系统与井下 RFID 系统。RFID 系统包括 RFID 卡、接 收天线、阅读器和标识卡等组成， ①① 井下读写设备由接收天线、发射天线、读写器、电源等设备组成，用于对 RFID 理机卡的跟踪。该设备通过 RS485 口与上位机连接。其主要功能是 完成对人员识别编码输出信号的采集、处理、与地面计算机的双向通讯及 供电等。 PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 重庆格森金卡智能卡公司 地址重庆市南岸区南坪开发路 31 号科尔国际商务大厦 15- 3 号 电话023- 62816007、66661510 传真023- 62798040 联系人李庚 全国直拨电话4006816811 邮箱66661510 手机15998922053 网址 ②②RFID 卡由嵌人式处理器及其软件、卡内发射和接收天线、收发电路和高能 电池组成，其 工作在两个频点上，全双工通信。 1.2 系统工作原理系统工作原理 PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 重庆格森金卡智能卡公司 地址重庆市南岸区南坪开发路 31 号科尔国际商务大厦 15- 3 号 电话023- 62816007、66661510 传真023- 62798040 联系人李庚 全国直拨电话4006816811 邮箱66661510 手机15998922053 网址 井下读写设备将低频的加密数据载波信号经发射天线发送射频信号;经过此 区域的 RFID 卡进入低频的发射天线工作区域后被激活， 将加密的载有目标识别 码的信息经卡内高频发射模块发射出去;接收天线接收到 RFID 卡发来的载波信 号，经分井下读写设备提取出目标识别码，并传输处理板送至地面上位机，上位 机将数据传送到服务器，通过管理软件实现对人员定位的管理。 2。系统总体设计思路及设计特点。系统总体设计思路及设计特点 2.1 设计思路设计思路 由于煤矿的特殊性，设计方案的过程中除采用 RFID、软件、自动化控制、 防爆等多方面技术实现其功能外，还要考虑系统的安全性、稳定性、抗干扰性等 多方面的能力。 2.2 系统设计特点系统设计特点 ①①高度自动化。系统能自动检测佩带 RFID 卡的井下人员经过该测点的时间、地 点信息。 ②②先进的通信系统。安装在煤矿井下各通道的无线信息采集设备，实时将采集到 的信息传送到井下专用处理传输分站，并通过井下 RS485 实时向地面的上位机 传送相关人员通过的数据。 ③③完备的数据统计与信息查询软件。系统软件具备专用数据库管理系统，包括工 人通过坑道的信息采集和统计分析系统，考勤作业的统计与管理分析系统，显示 并打印各种统计报表资料，为高层管理人员的查询与管理提供全方位的服务。④ 完善的异常情况包括无效卡、失效卡、黑名单卡进入报警呼叫系统配置。 3。系统实现的主要功能及构成。系统实现的主要功能及构成 3.1 系统实现的主要功能系统实现的主要功能 ①①井下人员实时跟踪监测，位置自动显示; ②②实时查询、打印当前及某时间段井下人员数量、活动轨迹及分布情况; ③③人井人员的考勤、统计、存储、打印; ④④系统中心站及网络终端可以局域网方式联网运行， 使网上所有终端在使用权限 范围内都能共享监测信息和系统综合分析信息、查询各类数据报表; PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 重庆格森金卡智能卡公司 地址重庆市南岸区南坪开发路 31 号科尔国际商务大厦 15- 3 号 电话023- 62816007、66661510 传真023- 62798040 联系人李庚 全国直拨电话4006816811 邮箱66661510 手机15998922053 网址 ⑤⑤井下人员跟踪定位基站与地面中心站失去联系时，基站仍能独立工作，自动存 储人员监测数据; ⑥⑥RFID 卡采用低功耗设计，重量轻，无须外部电源，有多种携带方式供选择。 3.2 系统设计方案系统设计方案 本系统遵循“统一发卡、统一装备、统一管理”的原则，按准许上岗人员和班 组实行“一人一卡”制，该标识卡可视为“上岗证”或“坑道准人证”。具体方案 ①① 煤矿生产单位在井下坑道、作业面的交叉道口安装井下分站设备。 PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 重庆格森金卡智能卡公司 地址重庆市南岸区南坪开发路 31 号科尔国际商务大厦 15- 3 号 电话023- 62816007、66661510 传真023- 62798040 联系人李庚 全国直拨电话4006816811 邮箱66661510 手机15998922053 网址 ②② 煤矿生产单位向下井工作人员颁发并装备标识卡。 ③③ 系统数据库记录该标识卡所对应人员的基本信息， 包括姓名、 年龄、 性别、 所属班组、所属工种、职务等基本信息。 ④④ 生产单位对该标识卡进行授权后即生效。授权范围包括该员工可以准入 的坑道或作业面。为防止无关人员和非法人员进入坑道或作业面，系统设置该卡 准人坑道或作业面的时效管理模块及卡的失效、报失等。 ⑤⑤ 进人坑道的工作人员必须随身携带标识卡， 当持卡人员经过设置识别系统 的地点时被系统识别，系统将读取该卡号信息，通过系统传输网络，将持卡人通 过的地点、 时间等资料传输到地面监控中心进行数据管理;如果采集的卡号无效、 或进人限制通道，系统将自动报警，监控中心值班人员接到报警信号，立即执行 相关安全工作管理程序。 ⑥⑥ 坑道一旦发生安全事故， 监控中心在第一时间内可以知道被困人员的基本 情况，便于事故救助工作的开展。 ⑦⑦ 系统可自动生成考勤作业的统计与管理等方面的报表资料， 提高管理效益 PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 重庆格森金卡智能卡公司 地址重庆市南岸区南坪开发路 31 号科尔国际商务大厦 15- 3 号 电话023- 62816007、66661510 传真023- 62798040 联系人李庚 全国直拨电话4006816811 邮箱66661510 手机15998922053 网址 3.3 系统的基本构成及组件的功能系统的基本构成及组件的功能 系统设计分两大部分井上管理系统及井下采集系统。井上管理系统采用标 准的关系数据库。 上位机传送数据到关系数据库。 井下采集系统由井下读写设备、 RFID,隔爆电源、备用电池、矿用阻燃电源电缆、矿用阻燃双绞线通信电缆、接 线盒等组成。井下读写设备是完成对人员通行信息的采集、处理;井下读写设备 将 RS232 信息转换为 RS485 信息和自动存储人员监测数据， 传输距离 lOkm， 同时将重码的信息进行判定和过滤， 接受上位机的轮循访问并向上位机传送所采 集到的人员编码信息;矿用阻燃双绞线通信电缆主要是完成井下网络的连接，为 现场 RS485 总线方式;其组成见图 2 所示。井上管理系统部分由交换机、上位 机、UPS 电源、服务器、管理机等设备组成。井下采集设备通过 RS485 信号通 PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 重庆格森金卡智能卡公司 地址重庆市南岸区南坪开发路 31 号科尔国际商务大厦 15- 3 号 电话023- 62816007、66661510 传真023- 62798040 联系人李庚 全国直拨电话4006816811 邮箱66661510 手机15998922053 网址 过转换后连接到上位机的RS232 串口上;交换机用于井上设备网络连接;上位机 及数据库服务期实现对人员定位的信息化管理， 在计算机屏幕上直观动态显示井 下人员的分布情况，使管理层一目了然;UPS 电源主要为了在交流电源停电后继 续维持系统设备正常运行。 基于 RFID 技术的煤矿安全追踪系统是以煤矿安全生产为基础， 射频识别模 块RFID为主要设备，为煤炭行业安全生产事前预防、事后处理提供了一种新 的手段。该系统为综合了 RFID 技术、通讯技术和计算机信息技术的新型煤矿计 算机监管系统。 4.工程流程图工程流程图 PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建