杰訊RFID礦井井下人員管理系統(tǒng)

一、引言
    近年來，全國礦井事故不斷發(fā)生，如何加強(qiáng)安全生產(chǎn)，提高搜救工作效率，擺到了國家各級主管部門和領(lǐng)導(dǎo)的面前。我們在分析近期幾個礦井發(fā)生的特大事故時發(fā)現(xiàn)：地面與井下人員的信息溝通不及時；地面人員難以及時動態(tài)掌握井下人員的分布及作業(yè)情況，進(jìn)行精確人員定位；一旦礦井事故發(fā)生，搶險救災(zāi)、安全救護(hù)的效率低，搜救效果差。

   為此，如何正確處理安全與生產(chǎn)、安全與效益的關(guān)系，如何準(zhǔn)確、實(shí)時、快速履行礦井安全監(jiān)測職能，有效進(jìn)行礦工管理，保證搶險救災(zāi)、安全救護(hù)的高效運(yùn)作顯得尤為重要和緊迫。如何改變目前礦井企業(yè)對井下人員落后的管理模式，如何實(shí)現(xiàn)管理的現(xiàn)代化、信息化成為所有礦井企業(yè)關(guān)心的問題。

   目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，基于遠(yuǎn)距離微波射頻識別技術(shù)的讀寫器開始得到應(yīng)用，在礦井安全檢測系統(tǒng)中引入井下人員檢測系統(tǒng)將是一種趨勢。萊蕪市杰訊電子公司率先在國內(nèi)采用RFID(射頻識別)技術(shù)，開發(fā)了KJX-RFID井下人員檢測系統(tǒng)，這一科技成果的實(shí)現(xiàn)，將為礦井企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)營管理帶來了新的契機(jī)。

    本公司研發(fā)的KJX-RFID井下人員檢測系統(tǒng)有效地實(shí)現(xiàn)對井下人員的實(shí)事檢測、跟蹤,杜絕人為誤差以及各種危險情況的發(fā)生，保證、原始數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，提高管理水平、減少經(jīng)濟(jì)損失。成為企業(yè)信息化管理的重要組成部分。本系統(tǒng)通過對軟件的開發(fā)，適應(yīng)了不同通信方式的選擇和不同領(lǐng)域的擴(kuò)展應(yīng)用，同時創(chuàng)造性地研制了信息化頭盔，此系統(tǒng)在應(yīng)用和功能上具有更寬、更廣的優(yōu)越性。

二、系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)

 
KJX-RFID井下人員檢測系統(tǒng)由三部分組成：

信息化頭盔：
    由礦工帽和智能卡構(gòu)成,智能卡由耦合元件及芯片組成，每個智能卡具有唯一的電子編碼，附著在頭盔上標(biāo)識目標(biāo)對象；智能卡能夠貯存有關(guān)人員的數(shù)據(jù)信息。在自動識別管理系統(tǒng)中，每一個智能卡中保存著一個人員的信息。智能卡通常安裝在頭盔表面，具有一定的無金屬遮擋的視角。

JX0502讀寫器：讀取、寫入智能卡信息的設(shè)備，其主要功能是：
 查閱智能卡中當(dāng)前貯存的數(shù)據(jù)信息；
 向空白智能卡中寫入欲貯存的數(shù)據(jù)信息；
 修改（重新寫入）智能卡中的數(shù)據(jù)信息。

天線：在智能卡和讀寫器間傳遞射頻信號。

三、井下人員檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

    1) 實(shí)現(xiàn)礦井井下作業(yè)人員進(jìn)出的有效識別和監(jiān)測監(jiān)控，使管理系統(tǒng)充分體現(xiàn)“人性化、信息化和高度自動化”，實(shí)現(xiàn)數(shù)字礦山的目標(biāo)。

    2) 為礦井管理人員提供人員進(jìn)出限制、考勤作業(yè)、監(jiān)測監(jiān)控等多方面的管理信息，一旦發(fā)生礦井安全事故，通過該系統(tǒng)立刻可以知道該作業(yè)面工作人員及其數(shù)量，保證搶險救災(zāi)和安全救護(hù)等搜救工作的高效運(yùn)作。

    3) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性、可擴(kuò)容性、易維護(hù)性和易操作性。

四、系統(tǒng)工作原理

    當(dāng)裝有智能卡的頭盔在距離0~10米范圍內(nèi)接近JX0502讀寫器時，讀寫器受控發(fā)出微波查詢信號，安裝在頭盔表面的智能卡收到讀寫器的查詢信號后，將此信號與智能卡中的數(shù)據(jù)信息合成一體反射回智能卡讀出裝置。反射回的微波合成信號，已攜帶有智能卡數(shù)據(jù)信息。讀寫器接收到智能卡反射回的微波合成信號后，經(jīng)讀寫器內(nèi)部微處理器處理后即可將智能卡貯存的識別代碼等信息分離讀取出來。

系統(tǒng)工作原理圖如下:

 
五、性能指標(biāo)

   KJX0502讀寫器性能指標(biāo)：

天線主要技術(shù)指標(biāo)：
尺寸：29*26*12 cm 重量：3KG
頻率范圍：902~928Mhz
駐波比：1.3
極化方式: 垂直極化
增益： 9dBi
電纜接口：N座
波束： 水平 65° 垂直 68°

六、系統(tǒng)特點(diǎn)

1、體積小，安裝方便，并采用了無源RFID智能卡。
本系統(tǒng)完全按照“煤安”標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，并對天線部分進(jìn)行適應(yīng)化改進(jìn)，采用無源智能卡設(shè)計(jì)制造信息化頭盔，這在國內(nèi)外還屬首創(chuàng)，此信息化頭盔使人員檢測系統(tǒng)更加方便和靈活。

2、 完備的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與信息查詢軟件：
系統(tǒng)軟件具備專用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，包括工人通過坑道的信息采集和統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，考勤作業(yè)的統(tǒng)計(jì)與管理分析系統(tǒng)，顯示并打印各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表資料，為高層管理人員的查詢與管理提供全方位的服務(wù)。

3、高度自動化：
本系統(tǒng)采用RFID(射頻識別)技術(shù)研發(fā)而成，它不僅能實(shí)現(xiàn)對人員的安全控制、考勤及違章違紀(jì)的檢測，同時可以實(shí)現(xiàn)對物體的運(yùn)動軌跡的檢查、區(qū)域的進(jìn)入許可，特別是對危險及重要場所的監(jiān)控，人員的運(yùn)行軌跡、危險場所的禁入、警告等。

4、采用了可選擇的兩種通訊方式：
    本系統(tǒng)考慮到不同使用單位的要求有差異，在讀寫器內(nèi)部微處理單元增加了存貯功能。在PC機(jī)與讀寫器的通訊上可以有兩種可選擇模式：一種是光纖傳輸模式，讀寫器接收到目標(biāo)信號，經(jīng)處理后直接傳輸?shù)絇C機(jī)；另一種是RS485半雙工通訊模式，讀寫器收到目標(biāo)信號后，經(jīng)內(nèi)部微處理器識別后，暫時緩存起來，后通過RS485半雙工方式傳輸給主控機(jī)。組網(wǎng)方式靈活，可以適用于多種環(huán)境。

5、完善的異常情況（包括無卡非法進(jìn)入、無效卡、失效卡、黑名單卡進(jìn)入）報(bào)警呼叫系統(tǒng)配置。

七、系統(tǒng)功能

1、顯示、查詢井下情況：
（1）任一時間井下或某個地點(diǎn)人數(shù)，及每個人的身份;
（2）查詢一個或多個人現(xiàn)在的實(shí)際位置及某個人在任一時間的活動軌跡 ;
（3）查詢有關(guān)人員在任一地點(diǎn)的到、離時間和總工作時間等等一系列信息，可以督促和落實(shí)重要巡查人員（如：瓦斯檢測人員、安全檢測人員及管理人員等）是否按照規(guī)定的時間、地點(diǎn)的進(jìn)行各項(xiàng)檢查工作，減少事故發(fā)生因素;
（4） 對某些危險及重要場所的禁入、警告;
（5）可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享,對多個用戶通過權(quán)限設(shè)置,可查看權(quán)限內(nèi)信息；
(6)具備考勤功能,可查詢一個或多個人每天入井次數(shù),在井下工作時間等;

2、 隨時查看井下人員在坑道內(nèi)的實(shí)時動態(tài)分布，根據(jù)井下的實(shí)際情況制作相應(yīng)的動態(tài)圖，使井下人員分布情況一目了然；

3、遇突發(fā)事故,可隨時查詢事故區(qū)域的人員分布及人員身份,能及時調(diào)動相關(guān)人員處理事故及撤離,可為搶險救災(zāi)提供準(zhǔn)確資料.

 4、 搶險時更準(zhǔn)確快速識別遇險人員具體地點(diǎn)和位置，提高搶險效率和救護(hù)效果。

八、總結(jié)

    將射頻卡識別技術(shù)應(yīng)用于礦井井下人員管理系統(tǒng)，是通過建立一個完整、靈活和實(shí)時的井下人員管理系統(tǒng)，包括井下作業(yè)工人的計(jì)劃安排、工人進(jìn)出巷道的權(quán)限管理、巷道人員分布、作業(yè)工人資料、安全物資流動等進(jìn)行管理，來實(shí)現(xiàn)井下管理信息化，同時提高礦井開采生產(chǎn)管理和作業(yè)安全的水平。這種智能化監(jiān)控系統(tǒng)是以礦井安全生產(chǎn)為基礎(chǔ)，射頻識別模塊（RFID）為主要設(shè)備，有線通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶，監(jiān)管中心的PC為中樞的新型智能化計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，綜合運(yùn)用了多種通信技術(shù)，突破了傳統(tǒng)礦井安全管理模式，是礦井安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)的新趨勢。

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