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 基于RFID的煤礦人員定位考勤管理系統方案

應用背景

      煤炭作為基礎能源,長期以來為我國的經濟增長做出了巨大貢獻,我國能源消耗的70%來自煤炭,在整個國民經濟發展中一直占據著主導地位。但另一方面,由于煤炭工業本身的產業結構,其采礦設備裝置、從業人員素質及科學技術水平等諸多方面與其他行業相比存在著巨大差距。特別是近年來,煤礦事故的數量不斷增加,如何加強安全生產,提高搜救工作效率,擺到了國家,各級主管部門和領導的面前。

      目前在井下人員定位系統中,閱讀器讀取和識別射頻卡主要有三種方式:近距離人工刷卡、遠距離被動識別和遠距離主動識別。在系統集成中,這是一個非常重要的問題,因為識別方式的選擇將直接影響到系統的讀取率和便利性。

      近距離人工刷卡方式主要是針對較早以前高頻和低頻閱讀設備(比如公交卡,門禁卡等)的應用,由于其閱讀范圍大致為離開閱讀器20cm之內,佩戴射頻卡的人員必須上前靠近閱讀器才能被讀取。這種方式盡管可以保證100%的讀取率并且成本低廉,但由于其需要逐個掃描,在下井或者作業時會在出入口形成擁擠現象。目前這種工作方式幾乎完全被淘汰。 遠距離被動識別方式主要是超高頻(433M,868M,915M等)閱讀設備和無源射頻卡的應用,其閱讀范圍可以達到10米左右,可以解決近距離人工刷卡方式需要逐個掃描的問題。一些設計的比較好的設備能夠支持多達50個射頻卡的同時讀取,可以大大增加人員通行速度,無需排隊進出入口。但這種方式仍然存在很多應用上的問題:第一、無源射頻卡不能被人體和金屬物遮擋,這個就需要人員在上下礦井時不能背對閱讀器天線位置,并且射頻卡不能緊貼人體(夏天時這個問題會更加嚴重);第二、無源射頻卡不能跟金屬物放在一起;第三、人員不能大流量出入。這些缺陷造成過去一段時間內采取該種方式和設備的井下人員定位考勤項目紛紛實施失敗而導致項目撤銷或者重新采購其他技術和設備。

      遠距離主動識別方式(主要是2.4-2.48G頻段),是目前應用最成功,最受各地礦業歡迎的一種識別方式。這種識別方式不僅距離極遠,可以在50米的范圍內輕松讀?。掌心芄晃榷?0米讀?。?,還能支持多達200個射頻卡的同時讀取,最重要的是能夠克服人體、金屬等遮擋,甚至上百個礦務人員一起進出依然保證100%的讀取。

方案設計

      本系統涉及計算機軟件、數據庫、電子電路、防爆本安電源、數字通訊、無線識別技術等方面。因此,在設計方案時,除了考慮其功能外,在穩定性、可靠性、抗干擾能力、容錯能力及異常?;さ確矯嬉步辛順浞摯悸?。項目方案確定利用現有成熟的煤礦高速工業以太網加現場總線系統作為主傳輸平臺,開發相應的井下人員跟蹤定位傳感器、人員無線標識卡等設備與系統掛接,通過井下人員跟蹤定位傳感器及考勤管理專用軟件與主系統以標準的專用數據庫進行后臺數據交換從而實現井下作業人員的跟蹤定位和安全管理。系統總體設計主要體現在:
●實現煤礦井下作業人員進出的有效識別和監測監控,使管理系統充分體現“人性化、信息化和高度自動化”,實現數字礦山的目標;
●為煤礦管理人員提供人員進出限制、考勤作業、監測監控等多方面的管理信息,一旦發生安全事故,通過本系統可探測事故現場作業人員及其數量,為搶險救災和安全救護工作的高效運作提供保障;
●系統設計的安全性、可擴容性、易維護性和易操作性;
●輕松聯網,BS結構,輕松實現縣、市、省及更廣闊地域聯網監控。

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