基于rfid手持终端的煤矿安全巡检系统的设计
基于RFID的矿用安全标志管理系统的设计
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｅ ｔ ｒ ｏ ｍ ｅ ｅ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｎ ｍ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ） ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ３ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ２ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ｎｄ ａ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｎｄ ａ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ） ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ３ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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摘
要 ：针 对 目前煤 矿安 全标 志 管理 系统信 息化 程度 不 高、存 在监 管 漏洞等 情 况 ，提 出了一
种 基 于无 线射频 识 别 （ Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ） 的设 备 防伪 监 管体 系，借 助 信 息化 管理 平 台，为每 一 个 具 有安 全
２ ０ １ ３年第 ７期
ｄｏ ｉ ：１ ０．１ １ ７ ９ ９／ ｃ ｅ ２ ０１ ３ ０ ７ ０ ４ ６
煤
炭
工
程
基于 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ 的矿 用 安 全标 志 管理 系统 的设 计
邹 甲 ，涂 浩 ，黄 飞。
（ １ ．中国矿业大学 （ 北京 ）机电与信息工程学院 ，北京
基于RFID的煤矿安全保障系统设计
别 的有 效 距离 非 常大 ， 以达 到 ３ 米 以上 。其 次 ， Ｉ 签 可 ０ ＲＦＤ标 中存储 的 信息 可 以随 意更 新 。另外 ， Ｆ Ｄ标签 对环 境 要求 低 、 Ｒ Ｉ 寿 命 长 ， 且 安全 性高 。 而
１ Ｆ ．Ｂ Ｉ 术概 述 Ｄ技
１１Ｒ Ｉ ． ＦＤ系统结构
一
种基 于 Ｒ Ｉ 煤矿 安全 保 障系 统 ． Ｆ Ｄ的 利用 ＲＩ 术 对井 下作 业 人 员进行 跟 踪和 定位 。 Ｆ Ｄ技
【 关键 词】 Ｆ 煤 矿 ； 保 障 ＲＩ Ｄ； 安全
【 中图分类号ｌＴ３ ９ Ｐ ９
Ｔ ｅＣ ａ Ｍｉ ａｅ ｕ ｒ ｙｔｍ Ｂ ｓ ｄ ｎＲ Ｉ ｈ ｏ ｌ ｎ Ｓ ｆｇ ａｄＳ ｓｅ ａ ｅ ＦＤ ｅ ｏ
ＲＦＤ是 “ 线射频识别 ”（ ａｉ ｒｑｅｃ ｅｔｉ ｔ ｎ Ｉ 无 Ｒ ｄｏＦｅｕｎｙ Ｉｎｉ ｃｉ ） ｄ ｆａｏ
技 术 的 缩 写 ［ ， 的 是 利 用无 线射 频 传 输 技术 来 存 储 数据 和 １指 ］ 检 索 数据 的过 程 ， 非接触 式 自动 识 别技 术 的一种 。一 个典 型 是 的 ＲＦＤ 系 统 一 般 包 括 三 个 部 分 ［】ＲＦＤ 电子 标 签 、 Ｆ Ｄ Ｉ ２： Ｉ Ｒ Ｉ 读 写设 备 和 ＲＦＤ 信 息 处 理 设 备 。Ｒ Ｉ 的典 型 体 系 结 构 如 Ｉ ＦＤ
ｉ ｅ ｖ ｎｉｎ Ａ ｃ ｒ ｉ ｃ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ ｏ ｌ ｎ ，ｈｓｐ ｐ ｒ ｅ ｉｎ ｄ ａ ｃ ａ ｍｉｅｓ ｆｇ ａ ｄ ｓ ｓｅ ａ ｅ ｎ Ｒ Ｉ ｔ ａ ｋａ ｄ ｌ ａｅ ｎ ｒ ｔ ． ｃ ｏｄｎ ｔ ｒ ｅ ｔ ｎ ｉ ｎｓ ｆ ａ ｍｉ ｔｉ ａ ｅ ｓ ｅ ｏ ｌ ｎ ａｅ ｕ ｒ ｙ ｔ ｍ ｂ ｓ ｄ ｏ ＦＤ，ｏ ｔ ｃ ｎ ｃ ｔ ｔ ｅ ｏ ｇｏｅ ｉ ｄ ｃ ｅ ｄ ｇ ｒ ｏ ｕ ｄ ｒ ｒｕ ｄ ｒ ｐ ｒｏ ｓ ｔ Ｆ Ｄｔｃ ｎ ｌ ｙ ｎ ｅｇ ｏ ｎ ｋ ｅ ｓ ｎ ｈＲ Ｉ ｈ ｏ ｇ ． ｗｏ ｗｉ ｅ ｏ
《基于RFID技术的铁路信号设备巡检系统的设计》范文
《基于RFID技术的铁路信号设备巡检系统的设计》篇一一、引言随着铁路交通的快速发展，铁路信号设备的正常运行对于保障铁路运输安全至关重要。
为了有效提高铁路信号设备的维护效率和降低故障率，本文提出了一种基于RFID（无线频率识别）技术的铁路信号设备巡检系统设计。
该系统通过RFID技术实现对铁路信号设备的快速识别、数据采集和实时监控，为铁路设备的维护和管理提供了有效的技术支持。
二、系统设计目标本系统的设计目标主要包括以下几个方面：1. 提高巡检效率：通过RFID技术，实现快速、准确的设备识别和数据采集，减少人工巡检的时间和人力成本。
2. 实时监控设备状态：通过实时数据传输和数据分析，对铁路信号设备的运行状态进行实时监控，及时发现潜在故障。
3. 降低故障率：通过预防性维护和及时维修，降低铁路信号设备的故障率，保障铁路运输安全。
三、系统架构设计本系统主要由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括RFID 标签、阅读器、天线和移动终端等设备；软件部分包括数据采集、传输、处理和分析等模块。
1. 硬件架构：（1）RFID标签：安装在铁路信号设备上，用于存储设备信息、运行状态等数据。
（2）阅读器：用于读取RFID标签中的数据，可安装在巡检人员的移动终端上或固定在特定位置。
（3）天线：用于传输射频信号，连接阅读器和RFID标签。
（4）移动终端：巡检人员使用的设备，可实现数据采集、传输和显示等功能。
2. 软件架构：（1）数据采集模块：从RFID标签中读取设备信息、运行状态等数据。
（2）数据传输模块：将采集的数据传输至服务器进行分析和处理。
（3）数据处理模块：对采集的数据进行清洗、整理和分析，生成设备运行报告和故障预警信息。
（4）数据分析模块：通过数据分析算法，对设备运行状态进行实时监控和预测，及时发现潜在故障。
四、系统工作流程1. 巡检人员携带移动终端，通过阅读器读取铁路信号设备上的RFID标签信息。
2. 数据采集模块从RFID标签中获取设备信息、运行状态等数据，并传输至服务器。
矿山系统中基于RFID的安全监控技术研究
矿山系统中基于RFID的安全监控技术研究随着科技的不断发展，生产过程中的安全问题也日益受到重视。
矿山作为一个重要的生产领域，安全监控更是至关重要。
基于RFID的安全监控技术，成为了矿山系统中一种高效且可靠的安全监控手段，被广泛应用于现代矿山系统中。
一、RFID技术的应用RFID技术全称为Radio Frequency Identification，即无线射频识别技术。
它是一种在无需接触的情况下，可以对数据进行识别和读取的技术。
在现代社会的生产中，RFID技术被广泛应用，如国际货运物流中的货运管理、零售业中的商品货架管理等。
在矿山行业中，RFID技术同样有着重要的应用。
二、基于RFID技术的矿山系统RFID技术通过对物体的RFID标签进行识别和读取，实现物品的自动识别、数据采集等功能。
在矿山系统中，可以使用RFID技术对运输车辆、物资、人员进行全方位的监控。
此外，矿山系统中还可以针对不同的物品配备相应的RFID标签，便于在物流过程中进行数据跟踪与管理。
三、基于RFID技术的安全监控1.物流过程中的安全监控在矿山系统中，安全监控是一项重要的任务。
基于RFID技术，可以实现对运输车辆、物资等物品的实时监控，避免因不当操作所出现的危险情况。
同时，RFID技术还可以对运输车辆的行驶路线进行监控，确保运输车辆的行驶安全。
2.人员管理安全监控RFID技术可以用于对人员的身份识别和门禁系统的自动控制，避免未经授权的人员进入矿山作业区域。
此外，RFID技术还可以对异常情况进行实时检测和报警，及时进行处理。
3.环境安全监控环境监控是矿山安全方面的重要任务，RFID技术可以用于对环境因素进行监测和控制。
比如对于氧气、甲烷等含量过高的地区进行自动检测和报警，及时避免爆炸等危险。
四、RFID技术的优势与不足基于RFID技术的矿山系统具有以下优势：1. 实时监控，避免事故基于RFID技术的安全监控具有实时性，有助于监测和发现异常情况，避免因事故而造成的人员伤亡。
基于RFID技术实现设备巡查管理系统的应用设计
基于ＲＦＩＤ技术实现设备巡查管理系统的应用设计顾纪铭1，张勇2，冯晓波1（1.南京钛能电气有限公司，江苏南京211800；2.港华投资有限公司，江苏南京210005）Jiangsu Science &Technology Information 作者简介：顾纪铭（1975-），男，上海，硕士，高级工程师；研究方向：计算机监控系统及自动化技术。
摘要：燃气生产、传输过程中设备及管线的安全可靠运行是正常生产经营的基础保障，一旦发生故障将造成重大的人员、财产损失。
人工定期巡查是重要的基础安全保障手段，但传统巡查方式存在种种弊端。
文章通过对巡查方式的分析，介绍采用RFID 技术建立电子巡查控制手段，实现从任务派发到过程监控再到结果反馈的全闭环电子应用，采用该技术实现的燃气安全巡查管理系统在提高工人工作效率、成本节约方面的优势十分突出。
关键词：RFID ；安全巡查；闭环管理0引言燃气生产、传输过程中设备及管线的安全可靠运行是正常生产经营的基础保障，一旦发生故障将造成重大的人员、财产损失。
目前对设备安全的监视基本采用人工巡查的方式来进行，本文对巡查方式进行探讨，对开发电子化的巡查系统做一介绍。
1当前分析SCADA 系统采用了先进的自动化监控手段，采集各设备运行过程中的各种状态参数，能在第一时间发现设备运行故障并在尽可能短的时间内采取相应的解决措施。
该系统对于已发生的事故能够及时反应并自动解决，但是，对于大部分的设备缺陷和隐患却无法提早预知，仍然需要运行人员每天定期巡检，以发现和消除缺陷和隐患。
因此，设备的定期巡检是一项非常重要的基础工作。
通过人员定期、有效的巡检，及时发现设备的缺陷和隐患并加以消除，是确保生产安全可靠运行的必须手段。
通过制定巡回检查制度，按照制定的巡检路线、时间、巡检设备和要求，根据巡检表和卡片的内容进行巡检。
传统的巡检方式存在很多弊端，如：（1）存在人为干扰因素，如缺陷填写不规范、分类不明确、管理不全面等问题。
以RFID技术为基础的嵌入式矿山安全监控系统设计
179中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2018.06 （上）当前，我国的矿山依然是以中小型为主，受自身技术条件、经济条件等的影响，矿山企业想要引进和推广一些先进的电子产品，存在一定难度，即便部分矿山企业凭借自身良好的经济效益，引入了前沿产品，如GPS 定位系统等，但是在成本的限制下，同样无法运用到每个员工身上，在这种情况下，如何保障矿山生产安全就成了一个重点研究的课题。
运用RFID 技术为基础，构建嵌入式矿山安全监控系统，能够实现对矿山环境及生产状况的有效监控，切实保障生产安全。
1 RFID 技术概述RFID（Radio Frequency Identification）指无线射频技术，能够以射频信号自动识别目标对象，同时获取有效数据信息，不需要人工操作，因此在许多行业和领域都有着广泛的适用性。
RFID 的基本原理，是利用射频技术构建磁场，针对附着在物体表面，蕴含丰富信息的电子标签进行识别和读取，然后将提取到的信息传输到计算机系统，完成后续处理工作。
实际上，RFID 技术也经常被称为电子标签，在基本功能上与条形码近似，不仅防水防磁，而且有着更远的读取距离和更长的使用寿命，根据实际需要，技术人员可以对电子标签中蕴含的信息进行读取、加密和修改操作，常用于资产管理、物流管理以及产品防伪等方面。
2 基于RFID 技术的嵌入式矿山安全监控系统设计2.1 硬件设计为了方便系统对系统功能进行拓展，保证系统运行的稳定性，这里采用模块化设计，以微处理器、A/D 转换、传感器、显示电路、键盘控制以及备用电源构完成硬件系统构建，在分点微控制器和总台微控制器的设计中，经过对比，最终选择了STM32F103RBT6芯片。
分点微控制器能够完成与传感器的信息交互，对其采集的环境信息进行整理，同时也可以经射频模块，对井下工作人员进行准确定位和身份识别，将采集到的各种数据信息经现场总线或者无线网输送到总台；总台微控制器负责对分点采集数据的管理，在检测到危险后，会自动启动报警系统，操作人员可以利用键盘模块，向系统输入相应的控制和调整数据，在显示器上显示总台信息。
基于GIS和RFID的煤矿井下人员跟踪定位与监控系统设计
基于G IS和RF ID的煤矿井下人员跟踪定位与监控系统设计周爱华,陈 静(北京联合大学应用文理学院,北京 100083)摘要:煤矿井下工作环境恶劣,突发性事故时有发生,井下工作人员多、地点分散、给安全管理与事故救援带来很大的困难。
基于GI S和RF I D的煤矿井下人员跟踪定位与监控系统能够很好的解决井下人员的实时定位与监控管理等问题,为井下救援与管理带来极大方便,从而使我国的煤矿安全生产与事故救护更加规范与科学。
关键词:井下;跟踪定位与监控系统;GI S;FR I D中图分类号:P208 文献标识码:B 文章编号:1001-358X(2009)01-0047-03 目前,GI S技术与RF I D技术在煤矿企业的安全生产管理中有广泛的应用,并取得了良好的应用效果,因此,建立基于GI S和RF I D的煤矿井下人员跟踪定位与监控系统,有效利用两种技术的优势,对煤矿的安全生产与管理具有重要意义,将使我国的煤矿安全生产与事故救护更加规范与科学。
1 地理信息系统(G I S)及其应用地理信息系统是一种采集、存储、管理、分析、显,是分析和处理海量地理数据的通用技术[1]。
地理信息系统起源于20世纪60年代初,现已成功地应用到了包括资源调查、环境评估、自动制图、公共设施管理、城市和区域规划、人口和商业管理、交通安全、石油和天然气、教育、军事、灾害防治等一百多个领域。
GI S具有海量空间数据的获取、储存和处理的能力,能把空间特征数据与表格化的属性数据联系起来,使各种类型的数据得到充分的图形体现。
同时GI S还可以结合数据和相应图表做出准确的分析判断,并给出相应的反馈信息从而辅助决策。
这些能力是矿山数字化安全管理中应用GI S的主要动力。
目前,地理信息系统在矿业中的应用主要有以下六个方面:①矿山设计;②编制生产计划;③日常生产管理;④矿山安全;⑤生产监督检查;⑥环境保护[2]。
其中,在矿山安全方面,GI S技术已成功应用于矿井通风[2-3]、瓦斯管理[4]、水害管理[5]、塌陷区土地管理[6]以及矿山综合安全信息管理[7]等方面。
基于RFID技术的矿山人员安全装备检查系统
科技与创新┃Science and Technology&Innovation2019年第23期文章编号：2095－6835（2019）23－0092－02基于RFID技术的矿山人员安全装备检查系统韦民鸿，石嵩（北京市劳动保护科学研究所，北京100054）摘要：现代化煤矿企业安全生产要求不断提高，为了解决矿山人员安全装备漏戴、误戴以及人工检查方式效率低、人工耗费大的问题，提出了基于RFID技术的矿山人员安全装备检查系统。
根据RFID技术的工作原理与技术特点，系统采用出入井检查模块、井下检查模块和监控中心管理模块三模块结合的系统构架，通过光纤以太环网+CAN总线结构进行高速数据传输，实现矿山人员安全装备自动检查与违规报警、各部门人员工作考勤以及特殊场所门禁功能，对煤矿企业加强矿工安全监管、提高人员管理水平、保障矿山安全生产具有重要的意义。
关键词：RFID技术；矿山人员；安全装备检查；系统构造中图分类号：TD744文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2019.23.040近年来，中国煤炭行业不断发展，煤炭年产量从2000年的9.98亿吨增长到2018年的36.83亿吨。
煤炭作为中国现在以及未来一段时间内的主要能源，抓好煤矿的生产与安全管理是行业未来发展的重中之重。
煤矿工人作为高危职业，相关法规规定入井人员必须穿戴安全帽、矿灯以及自救器等安全防护装备，以保障矿工人身安全，减少事故发生和减轻事故损害。
为了防止漏戴、误戴安全装备的情况出现，煤矿企业会对矿山人员进行安全装备检查。
目前，矿山人员安全装备检查主要依赖人工完成，存在着人工耗费大、效率低、容易出现漏检和误检等问题[1-2]。
因此，笔者基于射频识别（RFID）技术，设计了矿山人员安全装备检查系统。
系统通过使用RFID技术识别安全装备上的电子标签来实现安全装备的自动检查，以提高检查效率和准确率，降低人工成本，保障矿山安全生产，减少事故发生，降低事故损害。
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第12期 2010年12月工矿自动化I ndustr y and M ine Automat ionNo.12Dec.2010科研成果文章编号:1671-251X(2010)12-0001-04 DOI:CNKI:32-1627/TP.20101201.1103.001基于RFID手持终端的煤矿安全巡检系统的设计胡文涛, 周军, 赵立厂(煤炭科学研究总院常州自动化研究院,江苏常州 213015)摘要:针对传统的煤矿安全巡检方法采用人工巡检方式存在的问题,提出了一种基于RFID手持终端的煤矿安全巡检系统的设计方案。
该方案中,巡检人员使用手持终端读自己的身份识别卡登录,然后通过安全管理服务器下载当班巡检任务和安全隐患库;巡检人员下井,按照下载的巡检任务依次到巡检地点刷地址识别卡,然后根据要求检测气体浓度,排查隐患,并进行相关记录;巡检结束,巡检人员通过安全管理服务器上传巡检的数据结果;安全管理人员对上传的数据进行统计和汇总,从而及时发现隐患,同时根据记录的时间判断巡检人员的脱班漏岗情况。
实际应用表明,该系统能够有效地推进煤矿安全巡检工作的规范化和信息化,提升煤矿企业的安全管理水平。
关键词:煤矿;安全巡检;射频识别;手持终端;RFID;无线通信中图分类号:TD67 文献标识码:B 网络出版时间:2010-12-0111 03网络出版地址:http://w /kcms/detail/32.1627.TP.20101201.1103.001.html Design of Coal M ine Safety Patrolling System Based on RFID Handhold T erminalH U Wen tao, ZH OU Jun, ZH AO Li chang(Changzhou A utom ation Research Institute of CCRI.,Changzhou213015,China)Abstract:In view of problem ex isted in tr aditional co al m ine safety patrolling method w hich uses artifi cial patrolling mode,the paper pro posed a desig n scheme of coal mine safety patro lling sy stem based o n RFID handhold terminal.In the scheme,patro lling perso nnel uses handhold terminal to r ead his identifi cation card in order to login safety manag em ent server to dow nload patrolling tasks and hidden danger database.T hen the patrolling perso nnel reads address identification card at patr olling sites in under gro und according w ith the dow nloaded tasks,detects gas co ncentratio n and hidden dangers and m akes relativ e reco rds.When patrolling is finished,the patrolling perso nnel uploads patr olled data to safety m anagement serv er.Safety manag er statistics and summ aries uploaded data,so as to find hidden dangers timely and judg es behind schedule according to reco rded time.The actual applicatio n sho wed that the system can promo te standar dizatio n and info rmatization of coal m ine safety patrolling w ork and can improve safety management lev el of coal enterprise.Key words:coal mine,safety patro lling,radio frequency identification,handhold terminal,RFID, w ireless co mmunication收稿日期:2010-08-25科研项目:煤炭科学研究总院常州自动化研究院科研项目(Z044-24)作者简介:胡文涛(1984-),男,江苏丹阳人,硕士,2009年毕业于上海交通大学电子工程系,现主要从事煤矿监控产品的开发工作。
E mail:hw t_1984@hotm 0 引言煤矿安全巡检工作是煤矿安全管理的重要组成部分,定时定期对煤矿井下设备和瓦斯等气体浓度进行安全巡检能及时发现安全隐患,对于保障煤矿安全可靠运行有着极为重要的意义。
传统的巡检方法主要采用人工巡检方式,由于受人员素质和责任心等多方面因素的制约,巡检质量和到位率无法保证。
同时,目前主要通过纸质材料记录巡检情况,运行参数和设备故障等信息得不到及时反馈和有效统计,造成不能及时发现和处理隐患的问题。
为了提高安全管理水平,规范巡检作业,提高巡检效率,笔者研制出一种基于RFID(Radio Frequency Identifi cation,射频识别)手持终端[1]的煤矿安全巡检系统。
该系统能够基本杜绝巡检人员空班、漏检、脱岗等行为,实现准时、准确、标准的安全巡检工作;并且能够对巡检点的瓦斯浓度、煤尘、温度、风速、安全事件、设备状况等数据进行有效统计和反馈,从而及时发现和处理隐患。
1 系统组成及工作原理基于RFID 手持终端的煤矿安全巡检系统由地面部分和井下部分组成,如图1所示。
地面部分主要包括安全管理服务器、手持终端、人员身份识别卡、无线路由器和矿局域网,井下部分主要包括井下环网、矿用无线路由器、地址识别卡等。
图1 基于RFID 手持终端的煤矿安全巡检系统组成基于RFID 手持终端的煤矿安全巡检系统的工作流程:(1)煤矿相关技术人员根据煤矿的实际情况,参考历史经验,在吸取专家意见的基础上初步建立安全隐患库,并在需检查的井下设备或者需检测的井下地点装配地址识别卡;(2)安全管理人员根据历史巡检情况,给当班的巡检人员安排巡检任务(包括巡检的路线、需要复查的地点和项目、需要检测和记录的气体参数等),该系统在安全管理服务器端提供了友好的用户界面,操作方便简单;(3)当班巡检人员使用手持终端读自己的身份识别卡登录,然后通过安全管理服务器下载当班巡检任务和安全隐患库;(4)当班巡检人员下井,按照下载的巡检任务进行安全巡检工作,按照巡检路线依次到巡检地点刷地址识别卡,然后根据要求检测气体,排查隐患,并进行相关记录;(5)巡检结束,巡检人员通过安全管理服务器上传巡检的数据;(6)安全管理人员对上传的数据进行统计和汇总,从而及时发现隐患,并根据隐患的缓急程度做出隐患处理安排,同时根据记录的时间判断巡检人员的脱班、漏岗情况。
2 手持终端硬件设计手持终端是基于RFID 手持终端的煤矿安全巡检系统的重要组成部分,具有无线网络通信功能,可通过地面或井下的无线网络接入器与系统进行数据、图像等信息交换;具有电子标签卡的读写功能,可实现井下巡检人员的签到,有效监管巡检人员的工作;具有智能、高效的人机交互界面,可通过键盘输入中英文字符描述现场情况。
手持终端主要由微处理器、存储单元、RFID 读写模块、无线通信模块、显示屏、键盘和电源等组成[2],如图2所示。
其中,RFID 读写模块和无线通信模块是手持终端硬件设计的关键部分。
图2 手持终端组成2.1 RFID 读写模块(1)RFID 原理RFID 技术利用无线射频方式在阅读器和射频标签之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换的目的[3]。
最基本的RFID 系统由3个部分组成: 射频标签:由大规模集成电路芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在设备上标识目标对象。
与传统的条型码、磁卡及IC 卡(或IC 钮)相比,射频标签具有非接触、阅读速度快、无磨损、寿命长、使用方便的特点,非常适合在煤矿井下恶劣环境中使用。
!阅读器:读取或写入标签信息的设备,一般采用手持式。
∀天线:在射频标签和阅读器间传递射频信号。
阅读器通过发射天线发送一定频率(低频、高频、超高频)的射频信号,当#2#工矿自动化2010年12月射频标签进入发射天线工作区域时产生感应电流,射频标签获得能量被激活;射频标签将自身编码等信息通过内置发送天线发送出去;接收天线接收到射频标签发送来的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收到的信号进行解调和解码,然后送到微处理器进行相关处理;微处理器根据逻辑运算判断该标签的合法性,针对不同的任务设定作出相应的处理。
RFID 系统工作原理如图3所示。
图3 RF ID 系统工作原理(2)RFID 读写模块设计RFID 读写模块选用Philips 公司生产的M F RC500芯片[4],该芯片主要应用于13.56M H z 非接触式IC 卡的读写,支持ISO14443A (13.56MH z 电子标签标准)所有层。
其内部发送器部分不需要增加有源电路就能够直接驱动操作近距离的天线(可达10cm );接收器部分提供一个可靠而有效的解调和解码电路,用于处理ISO14443A 兼容的应答器信号;数字部分处理ISO14443A 帧和错误检测。
MF RC500还具有时钟频率监视、低功耗的硬件复位、采用软件实现掉电模式、带有内部地址锁存和IRQ 线、自动检测微处理器并行接口类型、以及支持用于验证MIFARE 系列产品的快速CRYPTOI 加密算法等特性。
图4为RFID读写模块电路。
图4 RF ID 读写模块电路2.2 无线通信模块无线通信选用WiFi 方式,W iFi 是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA 、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。
无线通信模块选用M arvell 公司生产的、支持IEEE802.11b 通信协议的88W8686芯片,该芯片内部时钟为38.4MH z,供应电压为3.3V,可通过SPI 接口直接与微处理器相连,如图5所示。