基於RFID技術的煤礦安全追蹤係統
【摘要】介紹了基於射頻識別技術的煤礦安全追蹤係統。該係統可以實時追蹤對攜帶射頻識別(RFID)的井下工作人員的位置、身份識別及考勤的管理。為煤炭行業安全生產事前預防、事後處理提供了一種新的手段。
【關鍵詞】RFID,煤礦安全，身份識別
1係統工作原理
無線電技術在自動識別領域應用中更具體的技術名稱為射頻識別，英文為Radio Frequency Identification，簡稱為RFID。射頻識別係統的組成一般至少包括兩個部分:①電子標簽，英文名稱為碗;②閱讀器，英文名稱為Reader。電子標簽中一般保存有約定格式的電子數據，在實際應用中，電子標簽附著在待識別物體的表麵。閱讀器又稱為讀出裝置，可無接觸地讀取並識別電子標簽中所保存的電子數據，從而達到自動識別物體的目的。進一步通過計算機及計算機網絡實現對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。
煤礦井下人員跟蹤定位管理係統是采用雙頻點長短波頻率實現可靠的全雙工通信。
1.1係統組成及其功能
井下人員跟蹤定位管理係統係統由軟件係統和硬件係統兩大部分組成，軟件係統包括安裝於服務器上的應用軟件和RFID讀寫器嵌人式軟件兩部分組成，嵌人式軟件係統用於RFID卡信息采集、識別，應用軟件用於井下人員的定位、管理。
硬件係統分井上計算機係統與井下RFID係統。RFID係統包括RFID卡、接收天線、閱讀器和標識卡等組成。
①井下讀寫設備:由接收天線、發射天線、讀寫器、電源等設備組成，用於對RFID理機卡的跟蹤。該設備通過RS485口與上位機連接。其主要功能是完成對人員識別編碼輸出信號的采集、處理、與地麵計算機的雙向通訊及供電等。
②RFID卡:由嵌人式處理器及其軟件、卡內發射和接收天線、收發電路和高能電池組成，其工作在兩個頻點上，全雙工通信。
1.2係統工作原理
井下讀寫設備將低頻的加密數據載波信號經發射天線發送射頻信號;經過此區域的RFID卡進入低頻的發射天線工作區域後被激活，將加密的載有目標識別碼的信息經卡內高頻發射模塊發射出去;接收天線接收到RFID卡發來的載波信號，經分井下讀寫設備提取出目標識別碼，並傳輸處理板送至地麵上位機，上位機將數據傳送到服務器，通過管理軟件實現對人員定位的管理。
2係統總體設計思路及設計特點
2.1設計思路
2.1設計思路
由於煤礦的特殊性，設計方案的過程中除采用RFID、軟件、自動化控製、防爆等多方麵技術實現其功能外，還要考慮係統的安全性、穩定性、抗幹擾性等多方麵的能力。
2.2係統設計特點
①高度自動化。係統能自動檢測佩帶RFID卡的井下人員經過該測點的時間、地點信息。②先進的通信係統。安裝在煤礦井下各通道的無線信息采集設備，實時將采集到的信息傳送到井下專用處理傳輸分站，並通過井下RS485實時向地麵的上位機傳送相關人員通過的數據。③完備的數據統計與信息查詢軟件。係統軟件具備專用數據庫管理係統，包括工人通過坑道的信息采集和統計03manbetx
係統，考勤作業的統計與管理03manbetx
係統，顯示並打印各種統計報表資料，為高層管理人員的查詢與管理提供全方位的服務。④完善的異常情況(包括無效卡、失效卡、黑名單卡進入)報警呼叫係統配置。
3係統實現的主要功能及構成
3.1係統實現的主要功能
①井下人員實時跟蹤監測，位置自動顯示;②實時查詢、打印當前及某時間段井下人員數量、活動軌跡及分布情況;③人井人員的考勤、統計、存儲、打印;④係統中心站及網絡終端可9 7 312 4 8 : 來源：湖北安全生產信息網
中心站失去聯係時，基站仍能獨立工作，自動存儲人員監測數據;⑥RFID卡采用低功耗設計，重量輕，無須外部電源，有多種攜帶方式供選擇。
3.2係統設計方案
本係統遵循“統一發卡、統一裝備、統一管理”的原則，按準許上崗人員和 班組實行“一人一卡”製，該標識卡可視為“上崗證”或“坑道準人證”。具體方案:
①煤礦生產單位在井下坑道、作業麵的交叉道口安裝井下分站設備。②煤礦生產單位向下井工作人員頒發並裝備標識卡。③係統數據庫記錄該標識卡所對應人員的基本信息，包括姓名、年齡、性別、所屬 班組、所屬工種、職務等基本信息。④生產單位對該標識卡進行授權後即生效。授權範圍包括:該員工可以準入的坑道或作業麵。為防止無關人員和非法人員進入坑道或作業麵，係統設置該卡準人坑道或作業麵的時效管理模塊及卡的失效、報失等。⑤進人坑道的工作人員必須隨身攜帶標識卡，當持卡人員經過設置識別係統的地點時被係統識別，係統將讀取該卡號信息，通過係統傳輸網絡，將持卡人通過的地點、時間等資料傳輸到地麵監控中心進行數據管理;如果采集的卡號無效、或進人限製通道，係統將自動報警，監控中心值班人員接到報警信號，立即執行相關安全工作管理程序。⑥坑道一旦發生安全 02manbetx.com ，監控中心在第一時間內可以知道被困人員的基本情況，便於 02manbetx.com 救助工作的開展。⑦係統可自動生成考勤作業的統計與管理等方麵的報表資料，提高管理效益。
3.3係統的墓本構成及組件的功能
係統設計分兩大部分:井上管理係統及井下采集係統。井上管理係統采用 標準的關係數據庫。上位機傳送數據到關係數據庫。井下采集係統由井下讀寫設備、RFID,隔爆電源、備用電池、礦用阻燃電源電纜、礦用阻燃雙絞線通信電纜、接線盒等組成。井下讀寫設備是完成對人員通行信息的采集、處理;井下讀寫設備將RS232信息轉換為RS485信息和自動存儲人員監測數據，傳輸距離lOkm，同時將重碼的信息進行判定和過濾，接受上位機的輪循訪問並向上位機傳送所采集到的人員編碼信息;礦用阻燃雙絞線通信電纜主要是完成井下網絡的連接，為現場RS485總線方式;其組成見圖2所示。井上管理係統部分由交換機、上位機、UPS電源、服務器、管理機等設備組成。井下采集設備通過RS485信號通過轉換後連接到上位機的RS232串口上;交換機用於井上設備網絡連接;上位機及數據庫服務期實現對人員定位的信息化管理，在計算機屏幕上直觀動態顯示井下人員的分布情況，使管理層一目了然;UPS電源主要為了在交流電源停電後繼續維持係統設備正常運行。
基於RFID技術的 煤礦安全追蹤係統是以 煤礦安全生產為基礎，射頻識別模塊(RFID)為主要設備，為煤炭行業安全生產事前預防、事後處理提供了一種新的手段。該係統為綜合了RFID技術、通訊技術和計算機信息技術的新型煤礦計算機監管係統。 9 7 3 1 24 8 : 來源：湖北安全生產信息網 $False$ $False$
