人員定位系統(tǒng)管理的設(shè)計方案

8/8人員定位系統(tǒng)管理的設(shè)計方案kJ128礦用人員監(jiān)測系統(tǒng)

設(shè)

計

方

案

設(shè)計：

審核：

批準(zhǔn)：

2013年7月4日

前言

χχχ礦位于χχχ，設(shè)計年生產(chǎn)能力為100萬噸，采用χχχ井開采，礦井工業(yè)廣場面積χχχ畝，因礦井生產(chǎn)需要，現(xiàn)建立KJ128礦用人員監(jiān)測系統(tǒng)。

根據(jù)根據(jù)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB3836-2000和新版《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,結(jié)合χχχ礦的實際情況和具體需求，本著先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和可拓展性的原則，制定本方案。

目錄

第一部分產(chǎn)品概述錯誤!未定義書簽。

一、公司及產(chǎn)品介紹錯誤!未定義書簽。

二、系統(tǒng)功能介紹(4)

2.1系統(tǒng)功能框圖(4)

2.2特點及功能(5)

2.3主要電氣性能(6)

三KJ73型礦用無線接收分站(6)

3．1用途(7)

3．2工作原理(7)

3．3分站結(jié)構(gòu)(7)

3.4使用方法(8)

四KGE32礦用發(fā)碼器(8)

4．1用途(8)

4.2組成及工作原理(9)

4.3主要特點及功能(9)

4.4主要電氣性能(9)

4.5環(huán)境條件(9)

4.6結(jié)構(gòu)(10)

4.7使用方法和注意事項(10)

五系統(tǒng)管理軟件(10)

5.1信息管理(11)

5.2考勤管理(12)

5.3系統(tǒng)設(shè)置(18)

第二部分工程設(shè)計方案(20)

一kj128礦用人員監(jiān)測系統(tǒng)綜合設(shè)計說明(20)

1.1χχχ現(xiàn)狀(20)

1.2.系統(tǒng)設(shè)置(20)

二具體案例講析(21)

第三部分附錄錯誤!未定義書簽。

表1：三恒產(chǎn)品的使用業(yè)績錯誤!未定義書簽。

二、系統(tǒng)功能介紹

2.1系統(tǒng)功能框圖

圖1系統(tǒng)功能框圖

KJ128礦用人員監(jiān)測系統(tǒng)由地面設(shè)備和井下設(shè)備兩部分組成：

⑴地面設(shè)備主要由監(jiān)測主機(jī)、傳輸接口、集線器、打印機(jī)、避雷器等組成；地面人員監(jiān)測管理部分由數(shù)據(jù)通信接口、HUB、監(jiān)控主機(jī)（含監(jiān)控管理軟件）、UPS電源、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)終端、防雷設(shè)備等組成。其中通信接口是將井下的RS485或DPSK信號轉(zhuǎn)換為監(jiān)控計算機(jī)RS232串口信號；HUB用于地面設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接；監(jiān)控計算機(jī)（含人員監(jiān)測及安全管理軟件）及數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對信息的自動化管理目標(biāo)，在計算機(jī)屏幕上直觀動態(tài)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后繼續(xù)維持系統(tǒng)設(shè)備正常運(yùn)行；打印機(jī)主要用來打印人員監(jiān)測及安全管理報表；網(wǎng)絡(luò)終端主要是人員監(jiān)測及安全信息的網(wǎng)上動實現(xiàn)對

人員的考勤作業(yè)、統(tǒng)計及監(jiān)測管理。

⑵井下設(shè)備主要由KJF73型礦用無線接收分站、KGE32礦用發(fā)碼器、KDW22型礦用隔爆兼本安電源、分線盒等組成。

系統(tǒng)中的KGE32型礦用發(fā)碼器采用微型封裝，可方便地安裝在礦燈盒側(cè)、安全帽、腰帶或衣袋等處，如用于車輛則可選擇非金屬部分并盡可能高、較為安全的地點安裝。發(fā)碼器使用時不間斷發(fā)射代表身份特征的無線射頻數(shù)字編碼信號。發(fā)碼器采用低協(xié)耗、半休眠狀態(tài)工作，發(fā)碼器有多個工作頻道。發(fā)碼器本身具有抗干擾能力,其通信協(xié)議保證了發(fā)碼器無遺漏現(xiàn)象。擴(kuò)展性能強(qiáng)，能兼容有線無線多個網(wǎng)絡(luò)，自身帶有AES和CRC機(jī)制，系統(tǒng)保密性能好

系統(tǒng)中的KJF73型礦用無線接收分站（簡稱分站），采用礦用本安設(shè)計，用來接收發(fā)碼器發(fā)射的無線數(shù)字編碼射頻信號并將其解調(diào)還原成數(shù)字編碼，并將數(shù)字和接收起始時間存儲在數(shù)據(jù)庫中；當(dāng)發(fā)碼器離開分站接收范圍10多秒鐘后,分站也會將離開得發(fā)碼器身份數(shù)字和離開時間存儲到數(shù)據(jù)庫中。以后可根據(jù)地面主機(jī)發(fā)出的巡檢命令，將所存數(shù)據(jù)通過傳輸電纜送入地面主機(jī)。分站的安裝視需要安裝于各監(jiān)控點上，今后亦可根據(jù)需要增減分站的設(shè)定。本系統(tǒng)可安裝大于64臺分站。

井下分站設(shè)備由人員信息采集處理模塊、人員信息傳輸處理模塊、隔爆電源、備用電池、嵌入式軟件等組成。其中隔爆電源為分站工作提供電源；人員信息處理采集模塊是完成對人員通行信息的采集、處理；人員信息傳輸處理模塊是將RS232信息轉(zhuǎn)換為RS485信息，傳輸距離10KM，同時將重碼的信息進(jìn)行判定和過濾，接受上位機(jī)的輪循訪問并向上位機(jī)傳送所采集到的人員編碼信息。

2.2特點及功能

①分站是智能化裝置，具有無線接收、高速數(shù)據(jù)處理、存儲所有發(fā)碼器的一切數(shù)據(jù)；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，分站可存儲60200個移動目標(biāo)信息。當(dāng)故障排除后，自動將所有存儲的信息傳至地面計算機(jī)。

②系統(tǒng)無線部分采用了射頻技術(shù)、天線技術(shù)、FSK調(diào)制方式，先進(jìn)的校驗技術(shù)和無線防沖突算法，保證了數(shù)據(jù)的可靠性及較高的抗干擾能力。

③計算機(jī)采用Windows軟平臺，用VB開發(fā)的集數(shù)據(jù)采集與信息處理的綜合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)是以SQLServer7.0數(shù)據(jù)庫為主的C/S模式開發(fā)而成的，共有分站實時信息、區(qū)域內(nèi)人員實時信息、分站歷史信息、區(qū)域內(nèi)人員歷史查詢、

分站配置、人員配置等功能。

所有功能操作具有在線幫助，在中文菜單提示下完成。并方便地點擊圖形、即點擊所需信息，可隨時顯示動態(tài)目標(biāo)的圖形數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)采用485總線巡檢方式，分站實時向地面主機(jī)傳送人員信息，同時主機(jī)通過總線向分站發(fā)送命令。

④人員監(jiān)測查詢功能：

a.可作為下井考勤系統(tǒng)。系統(tǒng)龐大的數(shù)據(jù)庫能存儲一年以上系統(tǒng)運(yùn)行的

各種數(shù)據(jù)，對任一指定月份或任一指定時間段，對井下人員進(jìn)行下井次

數(shù)、下井時間等進(jìn)行分類統(tǒng)計；

b.可查詢當(dāng)前井下人員數(shù)量及區(qū)域分布情況；

c.任一指定井下人員（車輛）當(dāng)前或指定時間段內(nèi)的活動軌跡；

d.查詢某一指定分站，可以獲得當(dāng)時區(qū)域的人員（車輛）信息；

e.查詢某一指定分站、可以獲得在某一時間段內(nèi)由經(jīng)過該分站的人員車

輛信息；

f.對特定的人員（車輛）進(jìn)行實時跟蹤；

2.3主要電氣性能

(1)無線工作頻率：2.4GHz

(2)發(fā)碼器發(fā)射功率：1～5dbm

(3)分站無線接收靈敏度：-105dbm

(4)無線數(shù)據(jù)傳輸速率：9600bit/s

(5)電纜數(shù)據(jù)傳輸速率：1200bit/s

(6)監(jiān)測動目標(biāo)數(shù)量：16300個

(7)系統(tǒng)分站容量：≥64個

(8)供電電源

﹡發(fā)碼器：工作電壓：3VDC（由硅膠封于內(nèi)部的CR2450.3V鋰電池供

電）

工作電流：發(fā)11mA.守候：200nA

連續(xù)工作時間：＞2年

﹡分站：工作電壓：12VDC

工作電流：≤200mA

（由KDW22型隔爆、兼本安電源供電備用本安電池：最高開路電壓Um≤4.2VDC，最大短路保護(hù)電流IM≤1.1A）

三KJ73型礦用無線接收分站

3．1用途

KJF73型礦用無線接收分站和KGE32型礦用發(fā)碼器配套使用。當(dāng)流動人員攜帶礦用發(fā)碼器經(jīng)過礦用無線接收分站的A和B二根接收天線時，分站先后接收到發(fā)碼器發(fā)出的身份號碼。將根據(jù)二根天線收到信號的先后辨別前進(jìn)方向。分站所接收到的信息進(jìn)行處理、存貯、并通過RS-485接口自動傳輸給地面計算機(jī)。

KJF73型礦用無線接收分站為本質(zhì)安全型，適用于具有瓦斯、煤塵爆炸危險的礦井中使用。

3．2工作原理

KJF73礦用無線接收分站由無線接收模塊和主CPU、從CPU、存儲器、RS485接口、備用電池等組成。如圖：

主CPU用來與上位機(jī)進(jìn)行通訊，并同時處理、存儲來自從CPU的信息。從CPU接收、處理二個A、B接收模塊來的信息，用來識別礦用發(fā)碼器的前進(jìn)方向、并傳輸給主CPU。

存儲器用來存儲還未向上位機(jī)傳出的信息。

RS485接口通過傳輸電纜與上位機(jī)進(jìn)行通信。

當(dāng)交流停電時，備用電池自動投入工作。

3．3分站結(jié)構(gòu)

分站機(jī)箱為防靜電ABS注塑而成，有足夠的強(qiáng)度，蓋和機(jī)箱之間采用發(fā)泡硅橡膠”O(jiān)”形密封圈，有效地防水、防塵。

機(jī)箱防護(hù)級為：IP54

外形如圖

四個出線嘴，左右分別為A、B二根接收同軸電纜天線。下面兩個出線嘴，左邊為電源線輸入，右邊為RS485傳輸電纜輸入。

3.4使用方法

1.分站安裝在流動人員或車輛必經(jīng)過的岔口處。

2.設(shè)置、校對所安裝分站的地址碼

3.連接本安全電源及礦用傳輸電纜。

4.將分站的25m的同軸電纜天線，安裝在流動人員經(jīng)過的位置。

5.用鐵絲或尼龍繩將分站、本安電源、礦用通信電纜、電纜天線掛在巷道壁

上。使電纜天線的末端約0.5m左右，頭向下懸掛在巷道空中距離巷道壁大于30cm，電纜天線盡量避開其他電纜導(dǎo)電物體。

6.指示燈狀態(tài)：左1紅燈為主從CPU通信狀態(tài)指示，閃亮為出入狀態(tài)變化。

左3綠燈為接收發(fā)射燈

四KGE32礦用發(fā)碼器

4．1用途

KGE32型礦用發(fā)碼器間斷地向空中無線發(fā)射代表本身的數(shù)字編碼，它必

須與KJF73型礦用無線接收分站配套使用。

模塊本身為礦用本質(zhì)安全型，適用于具有瓦斯，煤塵爆炸危險的礦井中使用。

人員攜帶的KGE32發(fā)瑪器具有重量輕、易攜帶的特點，高度的識別可靠性，識別距離遠(yuǎn)（識別距離可達(dá)10-30米以上）超低功耗，方便性、安全性，標(biāo)簽無須外接礦燈電源，無須充電、無輻射，對人體和環(huán)境無任何影響，更安全更健康系統(tǒng)處理能力強(qiáng)高度自動化完善的數(shù)據(jù)分析通訊距離遠(yuǎn)，可達(dá)20公里。

4.2組成及工作原理

KGE32型礦用發(fā)碼器由高頻發(fā)射、微控器、電池及天線組成。如圖

發(fā)射器由石英晶體振蕩器、鎖相環(huán)電路PLL、輸出功率放大器和模式邏輯控制所組成。

微控器有二級硬件堆棧，1024X12編程EPROM，41字節(jié)數(shù)據(jù)RAM，8位可編程定時，上電復(fù)位，看門狗定時器，低功耗休眠模式，可編程保護(hù)等功能。

天線為印制環(huán)形天線，尺寸小，受人體影響小。

4.3主要特點及功能

1．發(fā)射模塊為硅膠灌封模塊、體積小、重量輕、防潮、安裝方便，它由CR24503V鋰電池供電。

2．發(fā)射頻率為433.92MHz；FSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)。

3．采用微功耗器件，功能耗極抵。

4．軟件采取先進(jìn)的校驗和算法處理，保證無線數(shù)據(jù)高度可靠。

4.4主要電氣性能

1．發(fā)射頻率：433.920MHz

2．調(diào)制方式：FSK

3．發(fā)射功率：≤5dBm

4．工作速率：9.6Kbit/s

5．工作電壓：2.7V3.2V

6．工作電流：≤15mA持續(xù)10ms

4.5環(huán)境條件

發(fā)碼器在下列條件下能正常工作。

1．環(huán)境溫度：0℃40℃

2．平均相對濕度：不大于95%（25℃）

3．大氣壓力：86Kpa106Kpa

4．有瓦斯、煤塵爆炸危險的礦井中使用。

4.6結(jié)構(gòu)

KGE32型發(fā)碼器為硅膠灌封模塊。如圖所示

4.7使用方法和注意事項

1．KGE32礦用發(fā)碼器，其ID碼都寫在各發(fā)碼器的銘牌上。

2．從出廠之日起，約5個月時由用戶更換發(fā)碼器電池。

五系統(tǒng)管理軟件

KJ128礦用人員監(jiān)測系統(tǒng)

KJ128礦用人員監(jiān)測系統(tǒng)軟件是采用SQLSERVER2000數(shù)據(jù)庫來存儲數(shù)據(jù)，以B/S模式開發(fā)而成的。其中后臺程序（數(shù)據(jù)采集與信息處理）是采用VB開發(fā)，前臺顯示程序采用ASP．NET開發(fā)。

本系統(tǒng)共有以下幾個模塊：信息管理、考勤管理、實時數(shù)據(jù)、圖形顯示、系統(tǒng)管理。（如圖1所示）

圖1

當(dāng)用戶登錄(如圖2所示)后才能操作以下功能

:

圖2

5.1信息管理

信息管理模塊是對人員信息、部門信息、基站信息進(jìn)行添加、修改、刪

除功能，操作方法采用手動輸入。（如圖3所示）用戶登錄

信息管理考勤管理實時數(shù)據(jù)圖形顯示系統(tǒng)設(shè)置

圖3

5.2考勤管理

考勤管理包括人員考勤、部門工作計劃、分站工作情況、綜合信息顯示。

2.1人員考勤是對人員出入井情況記錄顯示（如圖4所示）

圖4

2.2部門工作計劃是顯示各部門當(dāng)前工作計劃并可修改（如圖5所示）

圖5

分站工作情況是顯示各個分站歷史故障（如圖6所示）

圖6

綜合信息顯示是顯示人員下井信息統(tǒng)計和分站的故障率（如圖7所示）

圖(7)

1．實時數(shù)據(jù)

實時數(shù)據(jù)是顯示當(dāng)前時間下各個人員在井下情況和分站情況。（如圖8所示）

圖8

2．圖形顯示

4.1人員定位是在圖形上顯示各個人員的實時走向。（如圖9所示）

圖9

4.2人員軌跡是在圖形上顯示某個人在一定時間范圍內(nèi)所經(jīng)過的巷道情況。（如圖10，11所示）

圖10

圖11

4.3人員實時分布是在圖形上顯示各個基站上有多少人和人員信息（如圖12所示）

圖12

5.3系統(tǒng)設(shè)置

系統(tǒng)設(shè)置是對用戶的管理和數(shù)據(jù)庫的連接測試。（如圖13，14所示）

圖13

圖14

第二部分工程設(shè)計方案