煤矿井下定位系统

1、.：.；煤矿井下定位系统系统设计原理井下人员定位管理及搜救系统是由地面监控中心主计算机在系统软件支持下，经过数据传输接口和沿巷道铺设的通讯光/电缆，无延续、即时地对井下安装的无线数据采集器进展数据信息采集，无线数据采集器将自动采集有效识别间隔 内的标识卡的信息，并无延续、即时地经过传输网络将相关数据传送至地面中心站。数据信息经分析处置后，将井下人员或机车等挪动目的动态分布在主计算机界面中得以实时反映，从而实现井下平安形状在井上数字化管理的目的。遵照“一致发卡、一致配备、一致管理的原那么，将标识卡视为“上岗证或“坑道准入证，按准许上岗人员实行“一人一卡制。根据矿井监测需求，在井下坑道、峒室、作业

2、面等地点安装无线数据采集器，并经过电缆/光纤数据传输接口相互衔接为井下高速工业以太网，从而构成完好通讯线路。煤矿消费单位输入任务人员相关信息后，向下井任务人员颁发并配备标识卡。系统数据库记录该标识卡相对应人员的根本信息，包括姓名、年龄、性别、所属班组、所属工种、职务、本人照片、有效期等根本信息。进入坑道的任务人员必需随身携带标识卡，当持卡人员经过设置识别系统的地点时被系统识别。系统将读取该卡号信息，经过系统传输网络，将持卡人经过的路段、时间等资料传输到地面监控中心进展数据管理，并可同时在地理信息大屏幕墙上出现提示信息，显示经过人员的姓名。假设感应的无线标识卡号无效或进入限制通道，系统将自动报警

3、，平安监控中心值班人员接到报警信号，立刻执行相关平安任务管理程序。消费单位可根据消费方案，对该标识卡进展授权管理。授权范围包括：该员工可以准入的坑道或作业面。为防止无关人员和非法人员进入坑道或作业面，系统设置该卡准入坑道或作业面的时效管理模块及卡的失效、报失等。坑道一旦发生平安事故，监控中心在第一时间内可以知道被困人员的根本情况，救险队运用挪动式远间隔 识别安装，在10-30米的范围内方便探测脱险人员的位置，便于进展平安高效的救护、救助任务救护任务的平安和高效运作，便于事故救助任务的开展。系统可自动生成考勤作业的统计与管理等方面的报表资料，提高管理效益。1.3.2系统设计根据1GA/T752M

4、T209-19903国家安监总局1.4系统功能及特点1.4.1系统功能：20项杰出的功能特点，源自第三代BEST-RFID在井下人员定位跟踪系统的杰出性能发扬，确保了上海聚来井下人员定位跟踪系统与前两代系统相比较，堪称一个划时代的完善产品。1、准确时间定位 整套系统控制流和数据流不用轮巡，上百读头数据刷新以毫秒来计算，在定位传感器2-512个网络有效覆盖范围内，上位机软件真正做到“所见即所得，即时读取和上传人员位置信息，没有时间延时，真正做到定位时间准确到秒。2、准确空间定位： 在读头有效识别间隔 间隔下，卡片在各读头间可实现准确区域定位。在读头依次陈列下，读头间隔为最小定位精度，读头间隔10

5、-2000米以上可调。3、整体系统任一读头都能有效识别方向： 每个读头和卡片都有方向识别信息，整套系统内的任一读头都有判别卡片多方向性运动的才干，在三、四、五、六以上多分支巷道处，各分支单一读头，就能准确判别方向，成倍降低安装本钱。4、卡片标签低电压报警。 卡片电池运用时间可达五年以上，在长期运用后，电池将要耗尽时，可自动提示改换卡片电池，这一重要功能，根本杜绝了SUPER-RFID产品在运用一段时间后，逐渐大量出现坏卡缺电，而因其系统本身没有自检功能，呵斥的用户还要反复投入相当的人力和设备进展考勤和卡片管理，使定位系统形同虚设的景象。BEST-RFID出现低电压提示后，电池仍能正常运用一月以

6、上。5、系统杜绝第二代RFID产品不可防止的乱码景象，确保数据和卡片辨仔细正万无一失： 0.13um加CAN+内置协议的独特芯片集成创新技术，从本质上超越了第二代RFID技术的性能。从设计构造和技术协议上保证了BEST-RFID产品不会出现任何乱码景象。6、不轮巡，无延时：真正规范CAN技术+井下工业以太网平台，真正意义上及时井下人员动态显示： 系统从芯片设计起就定制为CAN+工业以太网构造，不论定位传感器有多少2-512个都不用系统轮巡，数据再没有延时。 真正任一时间查询并显示井下某个地点的人数、分布情况及身份。 查询一个或多个人员如今的井下实践位置、活动轨迹。 有实践意义准确到秒，而不是数

7、分钟以上的轮巡的记录有关人员在任一地点的到/离时间和总任务时间等一系列信息，可以督促和落实重要巡查人员如：瓦斯检测人员能否按时、到点的进展实地查看，或进展各项数据的检测和处置，从根本上尽量杜绝因人为要素而呵斥的相关事故。7、光纤、电缆传输方式自在选择： 按照井下实践情况和客户要求，可自在选择CAN和TCP/IP接口协议，搭入已建或在建、新建光纤井下以太网或电缆直铺方式。8、真正即时准确、丰富的人员下井考勤才干： 可准确到毫秒级的对出入井人员进展统计，实现下井人员考勤记录，建立并打印人员出入井的各种信息报表如：下井时间报表、出勤月报表、加班报表、缺勤报表等等，方便管理人员的查询与管理。9、可靠、

8、有效的紧急呼救才干： 每张定位卡片上自带专门设计、被-功能型专利维护的紧急呼救安装。当井下人员脱险时，持卡人员方便有效地向地面机房、搜救人员呼救。监控机房可第一时间根据呼救报警，结合有效手段，对井下求救和灾祸信息进展区分处置，必要时向井下发出广播信息。搜救人员运用手持探测设备可以查找脱险人员。11、可选井下小区广播，即时对特定或矿山范围内的紧急情况进展通知： 在监控机房和管理人员对井下紧急情况进展有效判别后，可以通能过系统的小区广播选件对井下特定范围或全部进展广播通知。有效告知和疏散井下人员。12、真正井下无卡人员禁入功能： 无持卡人员的定位和管理，是实施井下人员位置管理后的一个难点。上海聚来

9、设计有公用的无卡人员禁入传感器和禁入安装，做为系统的可选择设备，起到百密无一疏的管理效能。13、大容量、超高超识别技术： 单一读头同时可识别8000张以上卡片，远远超出第二代RFID技术的200张的极限。14、卡片安装自若方便，不受运用位置的限制： 根据客户需求，提供各种安装方式，帽卡、胸卡、腰卡、矿帽、矿灯电池上，准确无误识别，确保根据管理需求自若安装，不受第二代的产品只能装在矿帽上、在腰部就加大发射功率对运用人体呵斥职业损害的缺陷限制，。15、信息多点共享： 系统中心站及网络终端可以局域网方式联网运转，使网上一切终端在运用权限范围内实现信息多点共享，供多个矿井各部门及指点同时在不同地点共享

10、监测信息、系统综合分析信息、查询各类数据报表。16、丰富的地图功能： 具有放大、减少、挪动、标尺测距、视野控制、中心挪动、土层控制、地图打印等功能，支持多种图形格式。鼠标和键盘均可操作，全面支持实时多义务。17、禁区或设备缺点报警功能：对于指定的禁区，假设有非授权人员进入，实时声音报警，并显示进入禁区的人数及身份。系统同时拥有自检功能，当系统部分设备发生缺点时，上位机软件能及时反响，并初步判别缺点缘由，能输出和打印相关信息报表。18、灾后急救信息： 一旦发生各类事故，上位机上立刻能显示出事故地点的人员数量、人员信息，人员位置等信息，并结合矿井地图，可以使救灾人员快速判别并确定事故应急预案，大大

11、提高抢险效率和救护效果。19、后备电力： 系统产品的坑道壁挂式设计，保证系统在恶劣环境下能延续运转，并提供断电后较长时间的供电电源，采用多组后备电池，能提供长达2-4小时断电维护。20、基站应急功能： 井下人员跟踪定位基站与地面中心站失去联络时，基站仍能独立任务，自动存储人员监测数据。1.4.2性能特点1、超低的功耗，超高的灵敏性能：0.13um的芯片制造工艺，培育了杰出BEST-RFID的性能。真正的超低功耗，是第二代RFID产品的非常之一以下，在同样发身射功率条件下，有效传感间隔 超越第二代RFID产品一倍以上。真正的超高灵敏度，同样的-10db，有效识别间隔 是第二代RFID的一倍以上。

12、独特的超小型高性能天线设计，可以满足任何场地和空间运用需求。2、强大的系统处置才干：采用G-W算法优化系统数据处置才干；高度自动化，自动监测、统计、分析信息，整个过程无需人为干涉；基于GIS技术的地理信息显示、查询系统；完善的数据分析才干；通讯间隔 远，可达40公里以上。3、杰出的识别性能：高度的识别可靠性，100%的前端识别率；识别间隔 远识别间隔 方便可调，可达1-180米以上；极高的防冲突性每个检测点可最多同时识别8000个卡片；高度的识别稳定性误码率小于10的-9次方，到达一亿分之1；快速的识别速度最快可到达200公里/小时的识别速度。4、现场优势：全套系统本安型构造设计，ABS抗静电

13、外壳。彻底防潮构造设计，最恶劣井下环境也能长时间稳定任务。环境顺应性：高抗干扰性，对井下干扰源、周界环境无特殊要求；安装方便性：传感器一体化构造设计，无需外接天线或地感；运转可靠性：内部电路高度集成化，器件缺点率最小化。读头、卡片有自动自检复位构造，能年年运转不虚报、漏报。5、电气特性：超低功耗，无线标签在不改换电池的情况下可延续正常任务5年；方便性、平安性，标签无须外接矿灯电源，无须充电、无须改换电池；无辐射，对人体和环境无任何影响，更平安更安康。一切设备均适宜井下运用，具备防水、防震、防腐、防潮、阻燃等等功能。正常任务环境条件：温度-40-85，相对湿度40%-70%，大气压力80kpa-

14、106kpa抗电磁干扰:10V/m0.11000MHzAM调幅电磁波1.5系统硬件及软件1.5.1系统硬件特点1、超级集成，全双工无线传输： 0.13um工艺，培育了超低功耗、超高灵敏度、超远间隔 传输、超高速度识别、超大容易识别、超低误乱率。同时，也随便地实现了无线传输的高速度和高带宽，带宽到达4M，在全双工形状下轻松实现语音和图象传输。2、工控频段 由于采用无线的传输介质，无线传感器网络抑制了许多传统有线网络传输信息的弊病。在一些物理妨碍和特殊环境下，有线网络是不能够实现的。另一方面，与传统的公网无线通讯相比，2.4G工控频段无线通讯无需无线电控制委员会同意，不需交纳频谱占用费用。3、超低

15、功耗 卡片标识器件在技术上采用了合理休眠方式，具有收发信息功耗低等特点，确保能在电池支持下继续任务长达5年左右。同时，整体构造的低功耗设计既保证了设备的有效运转，又减少了运用实施的复杂性和本钱。4、设备体积小 无线传感器网络的根本单元是硬币大小的智能计算传感设备。现代集成电路技术的集成度和产品性使得上海聚来无线传感设备的体积在不断地小，而它的功能却越来越强大。微小的体积不但使得在特殊环境下的运用成为能够，也大大降低了安装和维护的要求与本钱。5、网络容量大 一个传感网络可以包容多达六万五千的微型智能传感器件和大量的接入点。大容量保证了网络强大的数据采集才干。同时，网络的高冗余性保证了整个网络在个

16、别节点停顿任务的情况下依然可以正常运转。6、精细、可靠 无线传感器网络的准确性、可靠性、稳定性是传统方式的百倍以上。上海聚来无线传感系统中心技术目前采用独有的校验冗余纠错算法，并结合分布式计算技术、神经网络技术、网络信息交融技术，实现网络自唤醒、自容错、自愈合、无误码、无乱码。7、运转及维护本钱低 综合以上无线传感器网络的特性，可以看出，建网所需求的人工费用是很低的。任何一个经过授权的微型智能传感器件只需放在网络的无线信号覆盖范围内，就可自动参与网络任务，无须任何安装配置。高度智能化最大程度上降低了网络维护所需的人力和时间，加上网络节点本身价钱低廉，使得上海聚来无线传感器网络的维护本钱极低。8

17、、技术特点： l多种信号采集； l极低的电流功耗； l4Mbps2.4GHZIEEE802.15.4兼容的射频收发； l10us的快速激活/睡眠形状转换； l硬件层加密与身份验证平安特性； l数字信号强度RSSI与无线衔接质量LQI支持。9、传输快、速率高 高速光纤工业以太网的运用使整个系统的传输速率由几百字节提高到百兆，实现了传输速率质的飞跃，从而可实现多点并发式查询，即多个采集点同时上传数据，极大的缩短了采集时间，从而极大的提高了实时性真正意义上的多点并发，从芯片设计就独有的。而不是第二代RFID依托各种转换卡、转换器，把232或485转成CAN或TCP/IP，这只能使干线传输的协议变成C

18、AN或TCP/IP，但各单一传感器输出仍保管着485轮巡的本质特点，系统网络化特点根本就不具备，系统控制和数据信号还要依托轮巡实现。10、挪动动态采集 先进的无线传感器网络技术与所需的传感器相连，从而实现挪动动态的采集，如瓦斯、矿压、矿温等环境参数均可实现挪动动态的采集。11、可靠性高 先进的自有技术的运用，极大的提高了产品的可靠性和产品的识别才干。如专有的时间戳技术，即在每一个接纳到的信息根底上参与采集时间信息，使整个系统更为可靠。12、多功能 实现了井下人员实时跟踪定位、机车实时跟踪定位、准确的考勤、历史查询、紧急呼救、小区广播、无卡禁入、低电压和禁区报警、辅助灾后搜救等九大重要平安管理功能。13、开放性 整个系统留有丰富的软硬件接口，具有极大的开放性，可根据用户的需求作相应的调整。14、高容量 井下人员管理及搜救系统在井下可包容1000个数据采集器，每个数据采集器可同时采集8000张以上标识卡信息，整个系统可包容标识卡上亿个，足以满足现有大中型煤矿的需求。系统软件界面 图一 图二1.6配置要求、系统图及实施步骤1.6.1运转设备配置要求地面中心站; 地面中心站主机采用工控机。