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1、Word文檔井下人員及設(shè)備定位管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 1. 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 首先在井下的各個(gè)坑道和全部人員可能經(jīng)過的通道中安放若干個(gè)信號(hào)收發(fā)器,詳細(xì)數(shù)量和位置依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況和要實(shí)現(xiàn)的功能要求而定,并且將它們通過網(wǎng)絡(luò)布線和地面掌握中心的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。同時(shí)在每個(gè)下井人員佩帶的礦燈上安置一個(gè)信號(hào)感應(yīng)器,當(dāng)下井人員進(jìn)入井下以后,只要通過或接近放置在坑道內(nèi)的任何一個(gè)信號(hào)收發(fā)器,信號(hào)收發(fā)器即會(huì)立刻感應(yīng)到信號(hào)同時(shí)馬上上傳到掌握中心的計(jì)算機(jī)上,計(jì)算機(jī)立刻就可推斷出詳細(xì)信息(如:是誰,在哪個(gè)位置,詳細(xì)時(shí)間),同時(shí)把它顯示在掌握中心的大屏幕或電腦顯示屏上并做好備份,管理者也可以依據(jù)大屏幕上或電腦上的分布示意圖點(diǎn)擊井下某一
2、位置,計(jì)算機(jī)即會(huì)把這一區(qū)域的人員狀況統(tǒng)計(jì)并顯示出來。同時(shí)掌握中心的計(jì)算機(jī)會(huì)依據(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(如:出勤率、總出勤時(shí)間、遲到/早退記錄、未出勤時(shí)間等)。另外一旦井下發(fā)生事故,可依據(jù)電腦中的人員分布信息立刻查出事故地點(diǎn)的人員狀況,然后可再用特別的探測(cè)器在事故處進(jìn)一步確定人員位置,以便關(guān)心營救人員以精確快速的方式營救出被困人員。礦車和其他設(shè)備的管理原理大致相同。 本系統(tǒng)分為地面和井下兩部分,地面由電腦、通訊箱及軟件組成,井下由分站、無線標(biāo)識(shí)傳感器組成。 2. 井下人員及設(shè)備定位管理系統(tǒng)工作流程 1)煤礦生產(chǎn)單位在井下坑道、作業(yè)面的交叉道口安裝FTRD
3、動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別器、監(jiān)視器及井下分站設(shè)備。 2)煤礦生產(chǎn)單位向下井工作人員頒發(fā)并裝備FTRD標(biāo)識(shí)卡(標(biāo)識(shí)卡安裝在平安帽上);同時(shí)也給井下設(shè)備安裝RFID標(biāo)識(shí)卡。 3)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫記錄該RFID標(biāo)識(shí)卡所對(duì)應(yīng)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(wù)、本人照片、有效期等基本信息以及設(shè)備的自重等基本信息。 4)生產(chǎn)單位對(duì)該RFID標(biāo)識(shí)卡進(jìn)行授權(quán)后即生效。授權(quán)范圍包括:該員工可以準(zhǔn)入的坑道或作業(yè)面。為防止無關(guān)人員和非法人員進(jìn)入坑道或作業(yè)面,系統(tǒng)設(shè)置該卡準(zhǔn)入坑道或作業(yè)面的時(shí)效管理模塊及卡的失效、報(bào)失等。 5)進(jìn)入坑道的工作人員必需隨身攜帶RFID標(biāo)識(shí)卡,當(dāng)持卡人員經(jīng)過設(shè)置識(shí)別系統(tǒng)的地點(diǎn)
4、時(shí)被系統(tǒng)識(shí)別,系統(tǒng)將讀取該卡號(hào)信息,通過系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò),將持卡人通過的地點(diǎn)、時(shí)間等資料傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)管理;假如采集的卡號(hào)無效、無卡或進(jìn)入限制通道,系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警,監(jiān)控中心值班人員接到報(bào)警信號(hào),馬上執(zhí)行相關(guān)平安工作管理程序。 6)當(dāng)設(shè)備經(jīng)過設(shè)置識(shí)別系統(tǒng)的地點(diǎn)時(shí)被系統(tǒng)識(shí)別,系統(tǒng)將讀取該卡號(hào)信息,通過系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò),設(shè)備通過的地點(diǎn)、時(shí)間等資料傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心進(jìn)行掌握管理。 7)通過監(jiān)視器實(shí)現(xiàn)可視化管理,并且可以通過網(wǎng)絡(luò)來掌握。 8)坑道一旦發(fā)生平安事故,監(jiān)控中心在第一時(shí)間內(nèi)可以知道被困人員的基本狀況、地點(diǎn),便于事故 救助工作的開展。 9)系統(tǒng)可自動(dòng)生成考勤作業(yè)統(tǒng)計(jì)與管理等方面的報(bào)表,提高管
5、理效率和平安技術(shù)水平。 3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3.1 數(shù)據(jù)通訊箱 數(shù)據(jù)通訊箱為礦用本安型數(shù)據(jù)通訊箱,工作時(shí)放在地面計(jì)算機(jī)旁,其主要功能為進(jìn)行通訊信號(hào)的放大,起到增加通訊距離的作用,同時(shí)實(shí)現(xiàn)地面主機(jī)與井下無線標(biāo)識(shí)傳感器間的數(shù)據(jù)通訊并發(fā)送掌握命令,一般一套系統(tǒng)配置一臺(tái)即可。 其防爆標(biāo)志為ExdibI(150)。工作電壓為220V,最大耗電電流100mA。本安端工作電流18mA,短路電流30mA,最大電壓15V P-P。傳輸信號(hào)為基帶SDLC方式。與井下無線標(biāo)識(shí)傳感器聯(lián)絡(luò)的通訊電纜參數(shù):電纜型號(hào):MHYVRP1×2×7/0.52 電纜分布電容:0.06nF/Km 電纜分布電感:0.
6、8mH/Km電纜直流電阻:13.5/Km。最大傳輸距離為20Km。工作條件要求為:環(huán)境溫度0-40,相對(duì)濕度75%,環(huán)境壓力80-106KPa。 (數(shù)據(jù)通訊箱圖片) 3.2 多功能分站 多功能分站主要是用作為無線標(biāo)識(shí)傳感器供應(yīng)電源,完全適用于含煤塵和瓦斯等爆炸型氣體環(huán)境中,防爆形式為礦用隔爆兼本質(zhì)平安型,防爆標(biāo)志為ExdibI(150)。 使用條件:環(huán)境溫度0-40,相對(duì)濕度96%,環(huán)境壓力80-106Kpa;輸入電壓:660V/380V,50HZ;輸出電路:三路本安18V,每路可接兩臺(tái)標(biāo)識(shí)傳感器;與無線標(biāo)識(shí)傳感器的連接電纜型號(hào)/規(guī)格:MHYVR1×2×7/0.52。 (多
7、功能分站圖片) 3.3 無線標(biāo)識(shí)傳感器 煤礦用無線標(biāo)識(shí)傳感器是一種射頻識(shí)別設(shè)備,專用于識(shí)別人員佩帶的無線標(biāo)識(shí)卡,安裝于巷道中需要檢測(cè)人員的地點(diǎn)。 型煤礦用無線標(biāo)識(shí)傳感器采納了當(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)距離短防沖突力量差的致命弱點(diǎn)。同時(shí)融合了:1、加密計(jì)算與認(rèn)證,確保數(shù)據(jù)平安,防止鏈路竊聽與數(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。 煤礦用無線標(biāo)識(shí)傳感
8、器的最大特點(diǎn)就是可在較大的范圍內(nèi)同時(shí)快速、牢靠的識(shí)別很多無線標(biāo)識(shí)卡,并具有微功率、識(shí)別率高、高抗干擾性、穩(wěn)定牢靠等優(yōu)點(diǎn)。而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、體積小巧,特別便于安裝和維護(hù)。 主要技術(shù)指標(biāo): 識(shí)別距離:5-80m可調(diào) 識(shí)別速度:200公里/小時(shí)以內(nèi) 防沖突性:可同時(shí)識(shí)別200張以內(nèi)無線標(biāo)簽卡 工作頻率:2.4GHz - 2.5GHz ISM微波段,125個(gè)頻道,頻道帶寬8MHz 射頻功率:-20dBm 0dBm可調(diào),最大峰值功率1毫瓦 接收靈敏度 :-90dBm 工作環(huán)境溫度:-40 - 60 供電:18V DC 最大工作電流: 100mA (無線標(biāo)識(shí)傳感器圖片) 3.4 煤礦用無線標(biāo)識(shí)卡 煤礦用無
9、線標(biāo)識(shí)卡是專用來被無線標(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,采納本安電路設(shè)計(jì)。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,并具有無線微功率、穩(wěn)定牢靠等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)體積小便于攜帶或安置。 主要指標(biāo): 標(biāo)準(zhǔn)尺寸:60×35×6mm 識(shí)別距離:5-80m可調(diào) 工作頻率:2.4GHz - 2.5GHz ISM微波段,125個(gè)頻道,頻道帶寬8MHz 射頻功率:小于-3dBm 接收靈敏度 :-90dBm 工作環(huán)境溫度:-40 - 60 工作電流:小于5uA ID號(hào)全球唯一 電池一次性使用壽命4年以上 (JHWK型煤礦用無線標(biāo)識(shí)卡圖片) 4.
10、系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 井下人員及設(shè)備定位管理系統(tǒng)采納三層結(jié)構(gòu)體系,即虛擬硬件層、數(shù)據(jù)處理層和應(yīng)用接口層。 1) 虛擬硬件層: 通過虛擬硬件的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)RFID 硬件設(shè)備的參數(shù)設(shè)定和操作管理。 這一層,RFID 硬件掌握器(信號(hào)箱)供應(yīng)了對(duì)RFID 讀寫器掌握。 2) 數(shù)據(jù)處理層: 這一層實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的處理工作,對(duì)數(shù)據(jù)的處理工作通過 RFID 讀寫器來實(shí)現(xiàn),RFID 讀寫器的作用是: 讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù); 將數(shù)據(jù)傳送給RFID 硬件掌握器(信號(hào)箱); 3) 應(yīng)用接口層: 應(yīng)用接口層是原有KJ-19井下人員及設(shè)備定位管理系統(tǒng)軟件與RFID 系統(tǒng)交互的通道。 這一層的服務(wù)有RFID 前置服務(wù)、應(yīng)用集成服務(wù)。它
11、們實(shí)現(xiàn)的功能為 RFID 前置服務(wù):為全部的RFID 掌握器供應(yīng)支持,擔(dān)當(dāng)了全部RFID 掌握器的主掌握器功能; RFID 是整個(gè)倉庫RFID 管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)連接的中心點(diǎn);RFID 前置服務(wù)也擔(dān)負(fù)著對(duì)RFID 管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程的監(jiān)控的功能; RFID 前置服務(wù)也為用戶供應(yīng)了數(shù)據(jù)檢索等方法的支持;RFID 也擔(dān)當(dāng)之于應(yīng)用集成服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互服務(wù)的功能。 井下人員及設(shè)備定位管理系統(tǒng)的接口采納了基于RFID 中間件的應(yīng)用集成服務(wù)模塊。接口供應(yīng)了以下功能: 圖(十) RFID掌握接口實(shí)現(xiàn)示意圖 1) 數(shù)據(jù)緩存 數(shù)據(jù)緩存:為RFID 系統(tǒng)與管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互供應(yīng)緩存機(jī)制,可以提高數(shù)據(jù)交互速度,降低數(shù)據(jù)交互發(fā)生錯(cuò)誤的可能性,提高系統(tǒng)相應(yīng)時(shí)間。 2) 數(shù)據(jù)服務(wù) 數(shù)據(jù)服務(wù):供應(yīng)對(duì)各類數(shù)據(jù)源讀寫的支持。 3) 終端界面服務(wù) 終端界面服務(wù):指對(duì)自助終端以及管員終端的用戶界面的集成支持和整合,以及對(duì)終端設(shè)備的聯(lián)動(dòng)支持。 4) 監(jiān)控設(shè)備服務(wù) 設(shè)備監(jiān)控服務(wù):供應(yīng)隊(duì)監(jiān)控設(shè)備掌握以及聯(lián)動(dòng)的支持。 5) 日志服務(wù) 日志服務(wù):對(duì)系統(tǒng)以及設(shè)備進(jìn)行日志服務(wù)。 5. 井下人員及設(shè)備定位管理系統(tǒng)布置簡(jiǎn)圖 人員監(jiān)測(cè)查詢功能
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