Coal Mine Safety Track System based on RFID Technology
苏北并 周小波
(山西省煤炭工业局信息中心 太原 030001)(太原科技大学 太原030024)

【摘要】介绍了基于射频识别技术的煤矿安全追踪系统。该系统可以实时追踪对携带射频识别(RFID)的井下工作人员的位置、身份识别及考勤的管理。为煤炭行业安全生产事前预防、事后处理提供了一种新的手段。
【关键词】RFID,煤矿安全，身份识别
中图分类号:X752文献标识码:A
1系统工作原理
无线电技术在自动识别领域应用中更具体的技术名称为射频识别，英文为Radio Frequency Identification，简称为RFID。射频识别系统的组成一般至少包括两个部分:①电子标签，英文名称为碗;②阅读器，英文名称为Reader。电子标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面。阅读器又称为读出装置，可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。进一步通过计算机及计算机网络实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。
煤矿井下人员跟踪定位管理系统是采用双频点长短波频率实现可靠的全双工通信。
1.1系统组成及其功能
井下人员跟踪定位管理系统系统由软件系统和硬件系统两大部分组成，软件系统包括安装于服务器上的应用软件和RFID读写器嵌人式软件两部分组成，嵌人式软件系统用于RFID卡信息采集、识别，应用软件用于井下人员的定位、管理。
硬件系统分井上计算机系统与井下RFID系统。RFID系统包括RFID卡、接收天线、阅读器和标识卡等组成，结构如图1所示。

①井下读写设备:由接收天线、发射天线、读写器、电源等设备组成，用于对RFID理机卡的跟踪。该设备通过RS485口与上位机连接。其主要功能是完成对人员识别编码输出信号的采集、处理、与地面计算机的双向通讯及供电等。
②RFID卡:由嵌人式处理器及其软件、卡内发射和接收天线、收发电路和高能电池组成，其工作在两个频点上，全双工通信。
1.2系统工作原理
井下读写设备将低频的加密数据载波信号经发射天线发送射频信号;经过此区域的RFID卡进入低频的发射天线工作区域后被激活，将加密的载有目标识别码的信息经卡内高频发射模块发射出去;接收天线接收到RFID卡发来的载波信号，经分井下读写设备提取出目标识别码，并传输处理板送至地面上位机，上位机将数据传送到服务器，通过管理软件实现对人员定位的管理。
2系统总体设计思路及设计特点
2.1设计思路
2.1设计思路
由于煤矿的特殊性，设计方案的过程中除采用RFID、软件、自动化控制、防爆等多方面技术实现其功能外，还要考虑系统的安全性、稳定性、抗干扰性等多方面的能力。
2.2系统设计特点
①高度自动化。系统能自动检测佩带RFID卡的井下人员经过该测点的时间、地点信息。②先进的通信系统。安装在煤矿井下各通道的无线信息采集设备，实时将采集到的信息传送到井下专用处理传输分站，并通过井下RS485实时向地面的上位机传送相关人员通过的数据。③完备的数据统计与信息查询软件。系统软件具备专用数据库管理系统，包括工人通过坑道的信息采集和统计分析系统，考勤作业的统计与管理分析系统，显示并打印各种统计报表资料，为高层管理人员的查询与管理提供全方位的服务。④完善的异常情况(包括无效卡、失效卡、黑名单卡进入)报警呼叫系统配置。

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