基于RFID和Wi-Fi技術(shù)的礦井機(jī)車管理系統(tǒng)

(2)閱讀器。井下車場、各分支巷道入口以及重要路段處安裝RFID閱讀器，同時在采區(qū)煤倉裝有l(wèi)臺閱讀器。對每個閱讀器設(shè)置不同的ID編號，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中建立一個ID編號與閱讀器匹配的數(shù)據(jù)庫。安裝完成后，需要根據(jù)礦區(qū)現(xiàn)場調(diào)試各個閱讀器的讀取距離。閱讀器的讀取范同以10m為準(zhǔn)。距離過長不僅需要增加閱讀器的功率，也可能造成多個閱讀器同時讀取一個電子芯片的情況，使定位失準(zhǔn)。

(3)通信模塊。每臺閱讀器配有一個WIFI無線數(shù)據(jù)傳輸終端。將每一個閱讀器獲取的工作人員信息和機(jī)車信息通過無線傳輸至井下以太環(huán)網(wǎng)。

無線傳輸網(wǎng)絡(luò)為IEEE802.1lg標(biāo)準(zhǔn)，在物理層采用2.4GHz的無線頻率。在數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層，使用“載波偵聽多點(diǎn)接人/沖突避免(CSMA/CA)”媒體訪問控制(MAC)協(xié)議。

與有線連接部分采用了IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)是尤線和有線兼顧，所以需要支持802.3。802.3描述r物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層的實(shí)現(xiàn)方法，在多種物理媒體卜以多種速率采用CSMA/CD訪問方式，對于高速以太網(wǎng)該標(biāo)準(zhǔn)說明的實(shí)現(xiàn)方法有所擴(kuò)展。

2.2.2 軟件設(shè)計

從礦井采集的機(jī)車信息，通過計算機(jī)軟件計算，實(shí)現(xiàn)了對機(jī)車的定位功能、機(jī)車作業(yè)管理功能和工作人員管理功能。

(1)機(jī)車定位。閱讀器采集某一時刻通過該處機(jī)車電子標(biāo)簽的信息并一起返回ID編號，服務(wù)器查找出與ID編號相匹配的數(shù)據(jù)庫，確定閱讀器所屬區(qū)段，判斷出機(jī)車所在具體位置。同時在數(shù)據(jù)庫中，建市定位讀頭表，記錄讀頭的ID號;建立巷道節(jié)點(diǎn)表;記錄節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值;建市路由表。記錄一個讀頭到與其相鄰的讀頭所經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)ID和節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值，系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)描繪井下工作車輛的行動軌跡。

(2)機(jī)車作業(yè)管理。服務(wù)器通過分析機(jī)車進(jìn)出采區(qū)煤倉的時間，統(tǒng)計每一臺機(jī)車某一班次運(yùn)載次數(shù)，也可以按不同時段進(jìn)行次數(shù)統(tǒng)計，并夠根據(jù)統(tǒng)計情況生成班報表、月報表和季報表。根據(jù)機(jī)車的維修記錄和檢修年限，判斷機(jī)車是否需要檢修。

(3)工作人員作業(yè)管理。該部分工作由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)自動完成對工作人員的作業(yè)管理，主要包括：登記各工作人員出入工作面、工作時間信息，各丁作人員所屬班組，工作時使用的機(jī)車，并自動生成考勤作業(yè)統(tǒng)計與報表。

3 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

礦井機(jī)車監(jiān)控與管理數(shù)據(jù)庫，以MicmmftVisualstudio2005為開發(fā)平臺，采用MicrosoftSQLServer2000作為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，采用基于NetFramework的組件技術(shù)，提高開發(fā)效率，使得系統(tǒng)易于維護(hù)和擴(kuò)充。在系統(tǒng)功能分析的基礎(chǔ)上，設(shè)定系統(tǒng)的功能模塊。礦井機(jī)車監(jiān)控與管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計為3層分布式結(jié)構(gòu)。根據(jù)礦區(qū)機(jī)車管理的需要，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計了7個方面的功能，使管理人員能監(jiān)控對井下機(jī)車運(yùn)行，作出決策，同時生成相關(guān)作業(yè)統(tǒng)計表。

圖2 礦井機(jī)車監(jiān)控與管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫的功能如下：

(1)顯示機(jī)車上下井、出入采區(qū)煤倉時間。

(2)查詢一臺或多臺機(jī)車實(shí)時的井下實(shí)際位置。

(3)記錄機(jī)車在任一地點(diǎn)的到/離時間和總滯留時間等一系列信息，并對超時滯留機(jī)車進(jìn)行報警。

(4)查詢井下軌道占用情況，警示可能發(fā)生沖突的軌道區(qū)域。

(5)生成機(jī)車運(yùn)載次數(shù)的統(tǒng)計表。

(6)建屯機(jī)車使用、維修數(shù)據(jù)庫。

(7)生成工作人員出勤和作業(yè)量統(tǒng)計表。

4 結(jié)語

通過該系統(tǒng)能夠清楚了解全礦每臺機(jī)車運(yùn)動軌跡，同時能對機(jī)車運(yùn)載次數(shù)和工作人員作業(yè)進(jìn)行統(tǒng)計。利用WIN無線局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，節(jié)省電纜，減少了線路維護(hù)工作量。從經(jīng)濟(jì)效益來看，基于RFID/Wi—Fi技術(shù)的礦井機(jī)車監(jiān)控與管理系統(tǒng)降低了建設(shè)、維護(hù)和管理成本，提高了井下運(yùn)輸管理效率。從社會效益看，該系統(tǒng)能實(shí)時反映機(jī)車的井下位置，便于調(diào)度人員的監(jiān)督和控制，提高了井下運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/span>