井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)應(yīng)用方案

一、系統(tǒng)概述

煤炭作為基礎(chǔ)能源，長(zhǎng)期以來(lái)為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)做出了巨大貢獻(xiàn)，我國(guó)能源消耗的70%來(lái)自煤炭，在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一直占據(jù)著主導(dǎo)地位。但另一方面，由于煤炭工業(yè)本身的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，其采礦設(shè)備裝置、從業(yè)人員素質(zhì)及科學(xué)技術(shù)水平等諸多方面與其他行業(yè)相比存在著巨大差距。特別是近年來(lái)，煤礦事故的數(shù)量不斷增加，如何加強(qiáng)安全生產(chǎn)，提高搜救工作效率，擺到了國(guó)家,各級(jí)主管部門和領(lǐng)導(dǎo)的面前。發(fā)生這些特大事故的原因主要是：

(1)地面與井下人員的信息溝通不及時(shí)；
(2)地面人員難以及時(shí)動(dòng)態(tài)掌握井下人員的分布及作業(yè)情況,進(jìn)行精確人員定位；
(3)一旦煤礦事故發(fā)生，搶險(xiǎn)救災(zāi)、安全救護(hù)的效率低，搜救效果差。
為了維護(hù)煤礦安全生產(chǎn)，國(guó)家安監(jiān)總局、國(guó)家煤監(jiān)局等四部委出臺(tái)了《煤礦企業(yè)勞動(dòng)定員管理的若干指導(dǎo)意見(jiàn)》?！兑庖?jiàn)》規(guī)定，在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，礦井口要掛牌標(biāo)明井下實(shí)際作業(yè)人數(shù)。這也是國(guó)家相關(guān)部門為了在一旦出現(xiàn)煤安事故好及時(shí)組織搶險(xiǎn)的最低的技術(shù)措施底線。

煤礦工人作業(yè)強(qiáng)度大，工作壓力重，加上各種現(xiàn)實(shí)的因素存在，很難要求每個(gè)下井人員都自覺(jué)的在下井前進(jìn)行身份簽到，為此，如何正確處理安全與生產(chǎn)、安全與效益的關(guān)系，如何準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、快速履行煤礦安全監(jiān)測(cè)職能，有效進(jìn)行礦工管理，保證搶險(xiǎn)救災(zāi)、安全救護(hù)的高效運(yùn)作顯得尤為重要和緊迫。面對(duì)新形勢(shì)、新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)，國(guó)家各級(jí)主管部門的領(lǐng)導(dǎo)對(duì)安全生產(chǎn)工作提出了很高的要求和期望。同時(shí)如何改變目前煤礦企業(yè)對(duì)井下人員落后的管理模式，如何實(shí)現(xiàn)管理的現(xiàn)代化、信息化也成為所有煤礦企業(yè)關(guān)心的問(wèn)題。我們認(rèn)為，建立以災(zāi)害預(yù)防、事故救助、電子信息化管理為主要目標(biāo)的信息化和智能化建設(shè)勢(shì)在必行。

"十五"期間，煤炭工業(yè)電子信息化建設(shè)在"九五"發(fā)展的基礎(chǔ)上，圍繞煤炭工業(yè)改革發(fā)展的戰(zhàn)略任務(wù)，以信息和知識(shí)資源的開(kāi)發(fā)利用為核心，結(jié)合煤炭工業(yè)實(shí)際需要，重點(diǎn)進(jìn)行煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控、自動(dòng)控制與企業(yè)管理系統(tǒng)等方面的信息化建設(shè)工作，已納入安全生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理日程。作為RFID技術(shù)的領(lǐng)先者，北京浩海易通科技有限公司采用了國(guó)際最新的RFID技術(shù)，開(kāi)發(fā)了 "井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)"，這一系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，將為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理上臺(tái)階、上水平帶來(lái)了新的契機(jī)。

無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）是采用電子芯片進(jìn)行非接觸自動(dòng)管理的一種先進(jìn)技術(shù)，當(dāng)出入人員佩戴裝有射頻識(shí)別芯片的身份卡通過(guò)門口，無(wú)需任何操作，便可完成從身份識(shí)別、身份驗(yàn)證到通行記錄的全過(guò)程操作。并可以和后臺(tái)管理系統(tǒng)進(jìn)行通信，為下井人員的安全管理提供實(shí)時(shí)、可靠的技術(shù)保證。



工作原理

井下人員管理系統(tǒng)屬于煤礦安全管理系統(tǒng)范疇。在受控管理區(qū)域、出入口、主要設(shè)備控制中心機(jī)房、貴重物品的庫(kù)房等重要部位的通道口，安裝讀卡器自動(dòng)控制裝置，通過(guò)中心控制室井下人員管理保安管理軟件進(jìn)行管理和監(jiān)控，系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)多任務(wù)分布式處理方式，能夠?qū)Ω魍ǖ揽诘奈恢?、通行?duì)象及通行時(shí)間等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)控制或設(shè)定程序自動(dòng)控制。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于政府機(jī)關(guān)、企業(yè)、金融、公安部門、軍事基地、智能小區(qū)、學(xué)校、高級(jí)酒店等出入口保安管理，并起到了重要的作用。

二、RFID介紹

1. RFID 概念

RFID是Radio Frequency Identification 的縮寫，即射頻識(shí)別，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，可快速地進(jìn)行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換。識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID 技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。為ERP、CRM 等業(yè)務(wù)系統(tǒng)完美實(shí)現(xiàn)提供了可能，并且能對(duì)業(yè)務(wù)與商業(yè)模式有較大提升。

RFID 技術(shù)誕生于第二次世界大戰(zhàn)期間，它是傳統(tǒng)條碼技術(shù)的繼承者，又稱為“電子標(biāo)簽”。美國(guó)軍方早在20 世紀(jì)后半葉就開(kāi)始研究RFID 技術(shù)，目前這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)廣泛使用在武器和后勤管理系統(tǒng)上。美國(guó)在"伊戰(zhàn)"中利用RFID 對(duì)武器和物資進(jìn)行了非常準(zhǔn)確地調(diào)配，保證了前線彈藥和物資的準(zhǔn)確供應(yīng)。

近年來(lái)， RFID 因其所具備的遠(yuǎn)距離讀取、高儲(chǔ)存量等特性而備受矚目。目前包括沃爾瑪在內(nèi)的很多跨國(guó)公司已開(kāi)始采用RFID 技術(shù)輔助企業(yè)管理，同時(shí)，國(guó)外也有多家倉(cāng)庫(kù)采用RFID 技術(shù)實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化管理。據(jù)有關(guān)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，射頻識(shí)別產(chǎn)品在全世界的銷量以每年25.3%的比例增長(zhǎng)。

2. RFID 系統(tǒng)組成

標(biāo)簽(Tag，即射頻卡)：由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信。
閱讀器：讀取(在讀寫卡中還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備。
天線（內(nèi)置）：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。有些系統(tǒng)還通過(guò)閱讀器的RS232 或RS485 接口與外部計(jì)算機(jī)(上位機(jī)主系統(tǒng))連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3. RFID 技術(shù)特征
1）數(shù)據(jù)的讀寫（Read Write）機(jī)能：
只要通過(guò)RFID Reader即可不需接觸，直接讀取信息至數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，且可一次處理多個(gè)標(biāo)簽，并可以將物流處理的狀態(tài)寫入標(biāo)簽，供下一階段物流處理用。
2）容易小型化和多樣化的形狀：
RFID在讀取上并不受尺寸大小與形狀之限制，不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質(zhì)。此外，RFID 電子標(biāo)簽更可往小型化與應(yīng)用在不同產(chǎn)品。因此，可以更加靈活地控制產(chǎn)品的生產(chǎn)，特別是在生產(chǎn)線上的應(yīng)用。
3）耐環(huán)境性：
紙張一受到臟污就會(huì)看不到，但RFID對(duì)水、油和藥品等物質(zhì)卻有強(qiáng)力的抗污性。RFID在黑暗或臟污的環(huán)境之中，也可以讀取數(shù)據(jù)。
4）可重復(fù)使用：
由于RFID為電子數(shù)據(jù)，可以反復(fù)被覆寫，因此可以回收標(biāo)簽重復(fù)使用。如被動(dòng)式RFID，不需要電池就可以使用，沒(méi)有維護(hù)保養(yǎng)的需要。
5）穿透性：
RFID若被紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì)包覆的話，也可以進(jìn)行穿透性通訊。不過(guò)如果是鐵質(zhì)金屬的話，就無(wú)法進(jìn)行通訊。
6）數(shù)據(jù)的記憶容量大：
數(shù)據(jù)容量會(huì)隨著記憶規(guī)格的發(fā)展而擴(kuò)大，未來(lái)物品所需攜帶的資料量愈來(lái)愈大，對(duì)卷標(biāo)所能擴(kuò)充容量的需求也增加，對(duì)此RFID不會(huì)受到限制。
7）系統(tǒng)安全：
將產(chǎn)品數(shù)據(jù)從中央計(jì)算機(jī)中轉(zhuǎn)存到工件上將為系統(tǒng)提供安全保障，大大地提高系統(tǒng)的安全性。
8）數(shù)據(jù)安全：
通過(guò)校驗(yàn)或循環(huán)冗余校驗(yàn)的方法來(lái)保證射頻標(biāo)簽中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

三、 系統(tǒng)功能

井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)是北京浩海易通科技有限公司與相關(guān)機(jī)構(gòu)研制的，采用目前國(guó)際上最先進(jìn)的RFID技術(shù)的井下定位系統(tǒng)。井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的將井下各個(gè)區(qū)域人員及設(shè)備的動(dòng)態(tài)情況反映到地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時(shí)掌握井下人員、設(shè)備的分布狀況和每個(gè)礦工的運(yùn)動(dòng)軌跡，以便于進(jìn)行更加合理的調(diào)度管理。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，救援人員也可根據(jù)井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、圖形，迅速了解有關(guān)人員的位置情況，及時(shí)采取相應(yīng)的救援措施，提高應(yīng)急救援工作的效率。

井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)是集井下人員考勤、跟蹤定位、災(zāi)后急救、日常管理等一體的綜合性運(yùn)用系統(tǒng)。也是國(guó)內(nèi)技術(shù)最先進(jìn)、運(yùn)行最穩(wěn)定、設(shè)計(jì)最專業(yè)化的井下定位系統(tǒng)。這一科技成果的實(shí)現(xiàn)，將為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)和日常管理上臺(tái)階以及事故急救帶來(lái)了新的契機(jī)。

利用RFID系統(tǒng)進(jìn)行井下人員管理管理，可有效的改善不足、消除漏洞。工作人員將小標(biāo)簽（身份卡）放在身上的任何位置（口袋、提包都可），正常通過(guò)設(shè)有RFID設(shè)備的大門，系統(tǒng)都將自動(dòng)記錄下出入信息。

一方面，對(duì)于管理人員來(lái)說(shuō)，希望能夠加強(qiáng)安全保衛(wèi)工作，對(duì)人員進(jìn)出進(jìn)行有效管理，以防范安全事故的發(fā)生；另一方面，對(duì)于進(jìn)出的人員來(lái)說(shuō)，希望能夠減少繁復(fù)的手續(xù)，能夠在合法的前提下進(jìn)行快速、順暢的通行。智能井下人員管理系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)和自動(dòng)識(shí)別技術(shù)進(jìn)行人員井下人員管理管理，可以有效的協(xié)調(diào)方便快捷的出入方式與嚴(yán)格的安全防范之間的矛盾，減少了對(duì)大樓的大門、工作室的人員進(jìn)出的管理難度。
A)利用智能井下人員管理系統(tǒng)，可以有效地記錄持卡人通行的精確時(shí)間，并對(duì)沒(méi)有卡片的人員進(jìn)行報(bào)警處理；
B)通過(guò)管理中心的主機(jī)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)察所有在巷道內(nèi)的人員名單；
C)記錄的進(jìn)出時(shí)間信息可以同時(shí)用于一段時(shí)間內(nèi)的安全檢查，考勤管理以及其他一些應(yīng)用。

實(shí)時(shí)井下人員動(dòng)態(tài)顯示功能
1)任一時(shí)間井下某個(gè)地點(diǎn)究竟有多少人，這些人的身份；
2)查詢一個(gè)或多個(gè)人員現(xiàn)在的井下實(shí)際位置；
3)記錄有關(guān)人員在任一地點(diǎn)的到/離時(shí)間和總工作時(shí)間等一系列信息，可以督促和落實(shí)重要巡查人員（如：瓦斯檢測(cè)人員）是否按時(shí)、到點(diǎn)的進(jìn)行實(shí)地查看，或進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的檢測(cè)和處理，從根本上盡量杜絕因人為因素而造成的相關(guān)事故；
4)可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)共享供多個(gè)領(lǐng)導(dǎo)同時(shí)在不同地點(diǎn)查看。

豐富的地圖功能
具有放大、縮小、移動(dòng)、標(biāo)尺測(cè)距、視野控制、中心移動(dòng)、土層控制、地圖打印等功能。

禁區(qū)報(bào)警功能
對(duì)于指定的禁區(qū)，如果有人員進(jìn)入，實(shí)時(shí)聲音報(bào)警，并顯示進(jìn)入禁區(qū)的人員。
人員軌跡查詢
可查找某個(gè)人在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)所經(jīng)歷的路徑，并在圖中畫出線路軌跡。

豐富的人員下井考勤能力
可對(duì)出入井人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)下井人員考勤記錄，建立人員出入井的各種信息報(bào)表（如：下井時(shí)間報(bào)表、出勤月報(bào)表、加班報(bào)表、缺勤報(bào)表等等）。

災(zāi)后急救信息
一旦發(fā)生各類事故，上位機(jī)上立即能顯示出事故地點(diǎn)的人員數(shù)量、人員信息，人員位置等信息，大大提高搶險(xiǎn)效率和救護(hù)效果。

四、系統(tǒng)組成及工作原理
1.系統(tǒng)組成
井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)設(shè)備主要包括：中心站主機(jī)、數(shù)據(jù)通訊箱、B多功能分站、煤礦用無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器以及煤礦用無(wú)線標(biāo)識(shí)卡。

人員定位系統(tǒng)示意圖
2.工作原理
首先在井下需要進(jìn)行人員跟蹤的區(qū)域和巷道中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體需要放置一定數(shù)量的無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器，通常情況下一個(gè)地點(diǎn)只需要放置一個(gè)即可跟蹤此地點(diǎn)進(jìn)出人員情況。將無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器與通過(guò)傳輸總線與地面計(jì)算機(jī)連接，同時(shí)將多功能分站與無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器連接提供工作電源。這樣就完成了一個(gè)由井上電腦通過(guò)電纜連接井下無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器的系統(tǒng)架設(shè)。

然后為需要進(jìn)行人員跟蹤定位的下井人員佩帶一個(gè)無(wú)線標(biāo)識(shí)卡，當(dāng)下井人員進(jìn)入井下以后，只要通過(guò)或接近放置在巷道內(nèi)的任何一個(gè)無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器，無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器便會(huì)馬上感應(yīng)到信號(hào)，并上傳到中心站主機(jī)，這樣中心站主機(jī)的軟件就可判斷出具體信息（如：身份，位置，具體時(shí)間），同時(shí)可把它顯示在控制中心的大屏幕或電腦顯示屏上，并做好備份。

管理者可以根據(jù)大屏幕上或電腦上的分布示意圖查看某一區(qū)域，計(jì)算機(jī)即會(huì)把這一區(qū)域的人員情況統(tǒng)計(jì)并顯示出來(lái)。中心站主機(jī)會(huì)根據(jù)一段時(shí)間的人員出入信息整理出這一時(shí)期的每個(gè)下井人員的各種出勤報(bào)表。另外一旦井下發(fā)生事故，可根據(jù)電腦中的人員分布信息馬上查出事故地點(diǎn)的人員情況，然后可再用特殊的探測(cè)器在事故處進(jìn)一步確定人員位置，以便幫助營(yíng)救人員以準(zhǔn)確快速的方式營(yíng)救出被困人員。礦車和其他設(shè)備的管理原理大致相同。

3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
（1）實(shí)現(xiàn)井下坑道作業(yè)面工作人員進(jìn)出的有效識(shí)別，使系統(tǒng)管理充分體現(xiàn)"人性化、信息化和高度自動(dòng)化"；
（2）為高級(jí)管理人員提供考勤作業(yè)、人員進(jìn)出限制等多方面的信息查詢；
（3）一旦發(fā)生安全事故，通過(guò)該系統(tǒng)立刻可以知道坑道作業(yè)面工作人員的準(zhǔn)確數(shù)量，保證搶險(xiǎn)救災(zāi)和安全救護(hù)工作的高效運(yùn)作；
（4）安全事故發(fā)生后，通過(guò)移動(dòng)識(shí)別裝置，可在事故現(xiàn)場(chǎng)范圍內(nèi)探測(cè)到是否有人存在，便于救護(hù)工作的及時(shí)展開(kāi)；
（5）系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性、可擴(kuò)容性、易維護(hù)性和易操作性。

4.系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)
（1）GA/T75《安全防范工程程序與要求》
（2）MT209-1990《煤礦通信、檢測(cè)、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求》

5.系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

高度自動(dòng)化：系統(tǒng)能自動(dòng)檢測(cè)井下坑道工人經(jīng)過(guò)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間、地點(diǎn)信息，并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)考勤作業(yè)的統(tǒng)計(jì)與管理；

先進(jìn)的通信系統(tǒng)：安裝在井下各通道的識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)時(shí)向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器傳送相關(guān)人員通過(guò)的數(shù)據(jù)，整個(gè)過(guò)程無(wú)需人為干預(yù)；

完備的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與信息查詢軟件：采用L-H調(diào)度算法優(yōu)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力，系統(tǒng)軟件具備專用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),包括工人通過(guò)坑道的信息采集和統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng),考勤作業(yè)的統(tǒng)計(jì)與管理分析系統(tǒng)，顯示并打印各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表資料,為高層管理人員的查詢與管理提供全方位服務(wù)；

系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠性設(shè)計(jì)：系統(tǒng)產(chǎn)品采用坑道壁掛式設(shè)計(jì)，無(wú)需在坑道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，并保證系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下24小時(shí)連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；

完善的異常情況(包括無(wú)效標(biāo)識(shí)卡、失效標(biāo)識(shí)卡進(jìn)入)報(bào)警呼叫系統(tǒng)配置；

方便性：人員下井時(shí)刷卡，對(duì)于非持卡人員系統(tǒng)則自動(dòng)報(bào)警提示，通過(guò)管理系統(tǒng)的設(shè)置，管理中心可以對(duì)出入的人員進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；

可靠性：射頻感應(yīng)，穩(wěn)定可靠，自身具有判斷能力；

靈活性：能聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，可隨時(shí)進(jìn)行注冊(cè)或取消卡的操作等；

多用性：一卡既可用于井下人員管理，又可以巡更、考勤、消費(fèi)等管理綜合在卡上，做到“一卡通”，提高管理效率和水平；

兼容性：系統(tǒng)能連接不同廠商的設(shè)備，具有連接不同協(xié)議、不同接口設(shè)備的能力，能夠適合用戶提供的多種通信接口和通信規(guī)程；

開(kāi)放性：系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)接口采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，以適合用戶要求。同時(shí)提供數(shù)據(jù)庫(kù)的二次開(kāi)發(fā)接口，使用戶具有自主擴(kuò)展系統(tǒng)的能力；

先進(jìn)的系統(tǒng)平臺(tái)：采用Windows網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)以及高實(shí)時(shí)性的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，具有較高的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力；

基于GIS技術(shù)的地理信息顯示、查詢系統(tǒng)；

6. 設(shè)備優(yōu)勢(shì)
高度的識(shí)別可靠性，100%的前端識(shí)別率；
識(shí)別距離遠(yuǎn)（識(shí)別距離可達(dá)10-30米以上）；
極高的防沖突性（每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)可最多同時(shí)識(shí)別200個(gè)人員）；
高度的識(shí)別穩(wěn)定性（誤碼率小于10萬(wàn)分之1）；
快速的識(shí)別速度（最快可達(dá)到200公里/小時(shí)的識(shí)別速度）。
通訊距離遠(yuǎn)，可達(dá)20公里。
應(yīng)用廣泛、安裝簡(jiǎn)單、操作方便。

7. 現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)勢(shì)
環(huán)境適應(yīng)性：高抗干擾性，對(duì)井下干擾源、周界環(huán)境無(wú)特殊要求；
安裝方便性：傳感器一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無(wú)需外接天線或地感；
運(yùn)行可靠性：內(nèi)部電路高度集成化，器件故障率最小化。

8. 電氣特性
超低功耗，無(wú)線標(biāo)簽在不更換電池的情況下可連續(xù)正常工作5年；
方便性、安全性，標(biāo)簽無(wú)須外接礦燈電源，無(wú)須充電、無(wú)須更換電池；
無(wú)輻射，對(duì)人體和環(huán)境無(wú)任何影響，更安全更健康。

五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本系統(tǒng)遵循"統(tǒng)一發(fā)無(wú)線標(biāo)識(shí)卡、統(tǒng)一裝備、統(tǒng)一管理"的原則，按準(zhǔn)許上崗人員和班組實(shí)行"一人一無(wú)線標(biāo)識(shí)卡"制，該無(wú)線標(biāo)識(shí)卡可視為"上崗憑證"或"坑道準(zhǔn)入證"。具體方案如下：
（1）礦類生產(chǎn)單位在所有坑道中均安裝一定數(shù)量的無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器，具體位置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定，以滿足輻射區(qū)域?yàn)闇?zhǔn)；
（2）礦類生產(chǎn)單位向有關(guān)人員頒發(fā)并裝備無(wú)線標(biāo)識(shí)卡，無(wú)線標(biāo)識(shí)卡安裝在安全帽或其它的合適位置；
（3）發(fā)無(wú)線標(biāo)識(shí)卡時(shí)將無(wú)線標(biāo)識(shí)卡所對(duì)應(yīng)員工的基本信息，包括姓名、年齡、性別、所屬班組、所屬工種、職務(wù)、本人照片等登錄在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中；
（4）安全生產(chǎn)部門對(duì)該無(wú)線標(biāo)識(shí)卡進(jìn)行授權(quán)后即生效。授權(quán)范圍包括：該員工可以有資格進(jìn)入作業(yè)面的坑道，感應(yīng)器的時(shí)效、失效、掛失等，以防止無(wú)關(guān)人員和非法人員進(jìn)入坑道；
（5）進(jìn)入坑道的人員必須佩戴裝有無(wú)線標(biāo)識(shí)卡的安全帽。當(dāng)此人經(jīng)過(guò)坑道的識(shí)別監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，立即被系統(tǒng)識(shí)別，并通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的信息交換，將此人通過(guò)的路段、時(shí)間等信息傳輸至井上安全監(jiān)控中心記錄，并可同時(shí)在地理信息大屏幕墻上出現(xiàn)提示信息，顯示通過(guò)人員的姓名。如果感應(yīng)的無(wú)線標(biāo)識(shí)卡號(hào)無(wú)效或進(jìn)入限制通道，系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警，安全監(jiān)控中心值班人員接到報(bào)警信號(hào)，立即執(zhí)行相關(guān)安全工作管理程序。
（6） 坑道一旦發(fā)生安全事故，安全監(jiān)控中心在第一時(shí)間可以知道被困人員的基本情況，救險(xiǎn)隊(duì)使用移動(dòng)式遠(yuǎn)距離識(shí)別裝置，在10米的范圍內(nèi)方便探測(cè)遇險(xiǎn)人員的位置，便于救護(hù)工作的安全和高效運(yùn)作。

六、系統(tǒng)硬件

1.無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器
煤礦用無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器是一種射頻識(shí)別設(shè)備，專用于識(shí)別人員佩帶的無(wú)線標(biāo)識(shí)卡，安裝于巷道中需要檢測(cè)人員的地點(diǎn)。這種型號(hào)的傳感器采用了先進(jìn)的RFID技術(shù)，集成當(dāng)今最先進(jìn)的0.18uM的微波芯片技術(shù)，使 RFID的性能和原來(lái)的微波技術(shù)相比得到了本質(zhì)的改進(jìn)，徹底解決了遠(yuǎn)距離、大流量、超低功耗、高速移動(dòng)的標(biāo)識(shí)物的識(shí)別和數(shù)據(jù)傳輸難題，而且成本較以往大大降低，同時(shí)也解決了中低頻電磁波技術(shù)感應(yīng)距離短防沖突能力差的致命弱點(diǎn)。同時(shí)SUPER-RFID技術(shù)融合了：
1、加密計(jì)算與認(rèn)證，確保數(shù)據(jù)安全，防止鏈路竊聽(tīng)與數(shù)據(jù)破解；
2、使用頻道隔離技術(shù)，多個(gè)設(shè)備互不干擾；
3、先進(jìn)的防碰撞技術(shù)，支持多標(biāo)簽讀寫。

煤礦用無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器的最大特點(diǎn)就是可在較大的范圍內(nèi)同時(shí)快速、可靠的識(shí)別許多無(wú)線標(biāo)識(shí)卡，并具有微功率、識(shí)別率高、高抗干擾性、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、體積小巧，非常便于安裝和維護(hù)。

主要技術(shù)指標(biāo)：
1)識(shí)別距離：10－30m可調(diào)；
2)識(shí)別速度：200公里/小時(shí)以內(nèi)；
3)防沖突性：可同時(shí)識(shí)別200張以內(nèi)無(wú)線標(biāo)簽卡；
4)工作頻率：2.4GHz - 2.5GHz ISM微波段，125個(gè)頻道，頻道帶寬8MHz；
5)射頻功率：－20dBm C 0dBm可調(diào)，最大峰值功率1毫瓦；
6)接收靈敏度 ：－90dBm；
7)工作環(huán)境溫度：－40℃ - 60℃；
8)供電：18V DC；
9)最大工作電流： 100mA。

2. 煤礦用無(wú)線標(biāo)識(shí)卡

煤礦用無(wú)線標(biāo)識(shí)卡是專用來(lái)被無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器識(shí)別的電子標(biāo)簽，由礦工下井時(shí)隨身佩帶。

它是一種有源射頻標(biāo)識(shí)卡，采用本安電路設(shè)計(jì)。J煤礦用無(wú)線標(biāo)識(shí)卡也采用RFID技術(shù)。該產(chǎn)品最大特點(diǎn)是：多個(gè)標(biāo)簽可在較大的范圍內(nèi)同時(shí)被識(shí)別，并具有無(wú)線微功率、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)體積小便于攜帶或安置。

主要指標(biāo)：
1)標(biāo)準(zhǔn)尺寸：60356mm；
2)識(shí)別距離：30－50m可調(diào)；
3)工作頻率：2.4GHz - 2.5GHz ISM微波段，125個(gè)頻道，頻道帶寬8MHz；
4)射頻功率：小于-3dBm；
5)接收靈敏度 ：－90dBm；
6)工作環(huán)境溫度：－40℃ - 60℃；
7)工作電流：小于5uA；
8)ID號(hào)全球唯一；
9)電池一次性使用壽命5年以上

3.硬件安裝步驟以及注意事項(xiàng)
1)安裝步驟
A.對(duì)照井下位置地圖，大概估算布線走向及長(zhǎng)度，確定分站及無(wú)線傳感器的布置點(diǎn)；
B.鋪設(shè)井下電源線及通訊數(shù)據(jù)線；
C.設(shè)置電源分站：根據(jù)井下電網(wǎng)電壓（660V或380V），在地面上調(diào)節(jié)分站,即更換保險(xiǎn)盒內(nèi)的保險(xiǎn)絲管，660V用0.2A,380V用0.5A(出廠默認(rèn)660V)；
D.下井前焊接好大小航空接頭,并連同焊接好的接線拿至井下。（電源航空接頭用于無(wú)線傳感器和分站之間的連接，通訊航空接頭用于傳感器與通訊線路之間的連接）；
E.確定分站內(nèi)部保險(xiǎn)絲與井下電網(wǎng)電壓一致后將分站運(yùn)至井下相應(yīng)位置，分別完成無(wú)線傳感器與分站之間的連接及分站與井下原有（380V或660V）線路之間的連接；
F.安置井下無(wú)線傳感器；
G.通電檢測(cè)線路；
H.確認(rèn)線路連接完好后，于PC上進(jìn)行人員及卡號(hào)資料錄入；
I.分發(fā)卡片并準(zhǔn)備運(yùn)行井下人員定位系統(tǒng)軟件。

2)注意事項(xiàng)
A.分站最好安置在井下有380V或660V線路經(jīng)過(guò)的地方；
B.在所約定安置無(wú)線傳感器的位置余留線長(zhǎng)2米左右；
C.焊接通訊航空接頭時(shí)要包好數(shù)據(jù)線的屏蔽層；
D.下井前帶上分站開(kāi)關(guān)操縱桿；
E.傳感器高度要適中（1.5~2米），正面對(duì)準(zhǔn)巷道另一壁；
F.為了保證讀卡的準(zhǔn)確率卡片最好固定于員工礦帽上；
G.管線敷設(shè)后應(yīng)用500V的兆歐表測(cè)其對(duì)地絕緣電阻，應(yīng)不小于20兆歐；
H.系統(tǒng)接地：中心室至接地體的工作接地應(yīng)穿入固定的保護(hù)套管，工作接地與保護(hù)接地必須分開(kāi)。

七、系統(tǒng)軟件界面

1）系統(tǒng)主菜單：

2)設(shè)置讀頭巡檢配置表
設(shè)置讀頭巡檢配置表。單擊后，彈出分站巡檢表，選中（√）井下安裝的讀頭號(hào)，全部選好后，按 保存。雙擊分站檢配置表的空白區(qū)，不保存退出。調(diào)度程序僅向這些讀頭發(fā)送命令和讀取數(shù)據(jù)。

一個(gè)圓點(diǎn)代表一個(gè)讀頭。當(dāng)讀頭運(yùn)行正常，顏色是 綠色，通信中斷是紅色。移動(dòng)鼠標(biāo)到某一個(gè)圓點(diǎn)，將顯示該讀頭的有關(guān)安裝信息。

3）查詢當(dāng)前井下人員的數(shù)量及區(qū)域分布情況



圖上代表讀頭。系統(tǒng)安裝后初次運(yùn)行時(shí)是沒(méi)有的，通過(guò)本子程序的初始化，在地圖上產(chǎn)生讀頭圖標(biāo)。
A.初始化
系統(tǒng)運(yùn)行開(kāi)始時(shí)刪除一些表記錄和讀頭圖標(biāo)定位。要根據(jù)實(shí)際情況執(zhí)行。
B.清空實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表
將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表中的記錄清除，同時(shí)清除人員圖層上的人員圖標(biāo)。
C.從讀頭管理表產(chǎn)生讀頭圖標(biāo)
要產(chǎn)生讀頭圖標(biāo)，完成以下2步：
(1)單擊此子菜單，系統(tǒng)將根據(jù)讀頭管理表中的記錄，產(chǎn)生讀頭圖標(biāo)，并將圖標(biāo)全部暫放在地圖中間位置。
(2)使用讀頭移動(dòng)工具，將讀頭圖標(biāo)移到安裝的位置。

單擊移動(dòng)讀頭，將十字箭頭光標(biāo)移到讀頭圖標(biāo)上，按下鼠標(biāo)左鍵，將讀頭移到適當(dāng)位置。逐步將讀頭圖標(biāo)移到安裝位置。



D.圓形區(qū)域內(nèi)人員
鼠標(biāo)單擊圓形區(qū)域內(nèi)人員，然后移動(dòng)鼠標(biāo)到地圖上某點(diǎn)，按下左鍵，拉動(dòng)鼠標(biāo)，離開(kāi)此點(diǎn)，畫出一個(gè)虛線圓，放開(kāi)左鍵，查出此圓形區(qū)域內(nèi)的人員，人員圖標(biāo)紅色閃爍，人員刷新按鈕為禁止刷新, ，同時(shí)在左下方的網(wǎng)格列表中顯示有關(guān)數(shù)據(jù)，如下。在表格區(qū)域單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出打印此表格選擇。在表格區(qū)域用鼠標(biāo)左鍵單擊讀頭號(hào)，將用箭頭指出讀頭所在。按將清除網(wǎng)格列表。要恢復(fù)人員圖層自動(dòng)刷新，請(qǐng)點(diǎn)擊按鈕，變?yōu)槿藛T圖層自動(dòng)刷新?tīng)顟B(tài)



E.矩形區(qū)域內(nèi)人員
方法如求圓形區(qū)域內(nèi)人員, 不過(guò)是虛線矩形內(nèi)的人員。
F.人員圖象信息
鼠標(biāo)單擊人員圖象信息，然后移動(dòng)鼠標(biāo)到地圖上某個(gè)人員，按下左鍵，將在網(wǎng)格列表中顯示一條該人員的有關(guān)數(shù)據(jù)。同時(shí)在地圖右上方顯示該人員的標(biāo)簽號(hào)姓名和部門。雙擊此顯示區(qū)域，將清除顯示。

4) 統(tǒng)計(jì)考勤功能,任一指定井下人員當(dāng)天或指定日期的活動(dòng)蹤跡
可具體顯示每個(gè)下井人員切確的下井時(shí)間和上井時(shí)間。并根據(jù)工種（規(guī)定足班時(shí)間），判斷不同類別的人員是否足班，從而確定其該次下井是否有效。在月統(tǒng)計(jì)報(bào)表中對(duì)下井時(shí)間、下井次數(shù)（有效次數(shù)）等分類統(tǒng)計(jì)，便于考核。還可打印月考勤報(bào)表、任意時(shí)間段下井統(tǒng)計(jì)等有關(guān)報(bào)表。

八、系統(tǒng)工作流程
1）PC機(jī)監(jiān)控軟件發(fā)送配置通訊箱命令（配置內(nèi)容主要為串口波特率（9600）等及要巡檢的無(wú)線傳感器的地址（出廠時(shí)通過(guò)內(nèi)置的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)置，切記同一礦中號(hào)碼不能重復(fù)），直至配置成功！
2）數(shù)據(jù)通訊箱向井下發(fā)送地址和控制命令,無(wú)線傳感器地址如匹配巡檢命令所包含的地址便向通訊箱逐條發(fā)送數(shù)據(jù)和狀態(tài)信號(hào)。
3）數(shù)據(jù)通訊箱將井下傳感器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS-232標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，與地面主機(jī)進(jìn)行串口通訊。
PC機(jī)井下人員監(jiān)控軟件及時(shí)根據(jù)所接受的數(shù)據(jù)更新電子地圖的內(nèi)容，并保存數(shù)據(jù)以便隨時(shí)統(tǒng)計(jì)信息。