一種基于rfid的煤礦下井人員定位裝置制造方法
【專利摘要】一種基于RFID的煤礦下井人員定位裝置，包括設(shè)置于地面監(jiān)控中心的上位機(jī)，上位機(jī)通過RS485串行總線與井下定位基站相連接并進(jìn)行通訊，井下定位基站之間通過RS485串行總線組成通信網(wǎng)絡(luò)，并通過無線連接方式與井下無線數(shù)據(jù)終端進(jìn)行通訊，當(dāng)井下人員進(jìn)入某一區(qū)域的基站信號覆蓋范圍后，基站中的射頻信號讀寫器讀取該工人所攜帶的無線數(shù)據(jù)終端信息，定位基站接讀取到數(shù)據(jù)之后，經(jīng)過微處理器處理并通過RS485串行總線將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)信息經(jīng)過分析可得到井下人員的活動軌跡及分布情況，能夠?qū)氯藛T實現(xiàn)實時定位，在發(fā)生事故時迅速掌握井下人員分布情況，以展開最有效的營救措施，具有結(jié)構(gòu)簡單、功能完善的特點。
【專利說明】一種基于RFID的煤礦下井人員定位裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及射頻識別【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于RFID的煤礦下井人員定位裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是煤炭消費大國，煤炭產(chǎn)業(yè)也是我國國民支柱產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，我國工業(yè)生產(chǎn)中傷亡事故最嚴(yán)重的行業(yè)就是煤炭行業(yè)。煤炭開采主要以井下為主，所以井下人員的安全問題便顯得尤為重要。近年來，采礦作業(yè)范圍分布區(qū)域廣及作業(yè)井巷不斷加深，礦井生產(chǎn)工序多，礦井工作環(huán)境惡劣、地型復(fù)雜，人員流動性大。限于國內(nèi)煤炭開采的現(xiàn)狀，井上人員對井下的監(jiān)控還不完善，對井下環(huán)境、人員的分布情況掌握得不夠清楚。事故發(fā)生后，無法得知井下人員的具體位置，難以展開最有效的營救。目前個別煤礦已有的定位系統(tǒng)是依靠有線系統(tǒng)傳輸信號，然而事故發(fā)生后，井下的電力系統(tǒng)經(jīng)常被切斷，依靠有線系統(tǒng)傳輸信號的定位系統(tǒng)就很難再發(fā)揮作用了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提出一種基于RFID的煤礦下井人員定位裝置，能夠?qū)氯藛T實現(xiàn)實時定位，具有結(jié)構(gòu)簡單、功能完善的特點。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種基于RFID的煤礦下井人員定位裝置，包括設(shè)置于地面監(jiān)控中心的上位機(jī)，上位機(jī)通過RS485串行總線與井下定位基站相連接并進(jìn)行通訊，井下定位基站之間通過RS485串行總線組成通信網(wǎng)絡(luò)，井下定位基站通過無線連接方式與井下無線數(shù)據(jù)終端進(jìn)行通訊。
[0006]所述井下定位基站由微處理器及射頻信號讀寫器組成，設(shè)置在地下巷道交叉口以及井下作業(yè)區(qū)域，數(shù)量至少為一個，且每個井下定位基站設(shè)有一個固定的地址編碼，與該區(qū)域?qū)嶋H位置相對應(yīng)。
[0007]所述無線數(shù)據(jù)終端由下井工人隨身攜帶，數(shù)量至少為一個，且每個無線數(shù)據(jù)終端設(shè)有一個固定的地址編碼，與下井工人的身份信息相對應(yīng)。
[0008]由于本實用新型采用無線射頻識別技術(shù)，即RFID技術(shù)，能夠通過無線電訊號識別目標(biāo)并讀寫數(shù)據(jù)，無需在數(shù)據(jù)終端和監(jiān)控中心之間建立機(jī)械聯(lián)系，應(yīng)用受限性??；井下定位基站設(shè)置在地下巷道交叉口及井下作業(yè)區(qū)域，能夠保證使信號覆蓋井下所有位置；通過由下井工人隨身攜帶的無線數(shù)據(jù)終端實時地向地面監(jiān)控中心傳輸本人位置信息，一旦井下發(fā)生事故，即使井下電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，也可以迅速掌握井下人員分布情況，以展開最有效的營救措施。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型原理框圖。[0010]圖2為微控制器S3C2440A與射頻信號讀寫器芯片nRF24L01部分引腳連接圖。
[0011]圖3為定位裝置工作流程圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0013]參見附圖1、2，一種基于RFID的煤礦下井人員定位裝置，包括設(shè)置于地面監(jiān)控中心的上位機(jī)，上位機(jī)通過RS485串行總線與井下定位基站相連接并進(jìn)行通訊，使地面監(jiān)控中心能夠?qū)崟r了解井下人員信息，井下定位基站之間通過RS485串行總線組成通信網(wǎng)絡(luò)，井下定位基站通過無線連接方式與井下無線數(shù)據(jù)終端進(jìn)行通訊。
[0014]所述井下定位基站由微處理器及射頻信號讀寫器組成，設(shè)置在地下巷道交叉口以及井下作業(yè)區(qū)域，以保證信號覆蓋井下所有位置。井下定位基站的數(shù)量至少為一個，且每個井下定位基站設(shè)有一個固定的地址編碼，與該區(qū)域?qū)嶋H位置相對應(yīng)，用來區(qū)分井下的不同區(qū)域，且各個井下定位基站都有一個有效的信號覆蓋范圍。
[0015]微處理器采用三星公司的基于32位ARM體系結(jié)構(gòu)的微控制器S3C2440A搭建，整個系統(tǒng)S3C2440A采用ARM920T的內(nèi)核，全靜態(tài)設(shè)計特別適合于本實用新型成本和功率敏感性的應(yīng)用。
[0016]射頻信號讀寫器采用nRF24L01，nRF24L01是一款新型單片射頻收發(fā)器件，內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊，CE引腳為發(fā)射和接收的使能端，與S3C2440A的GPF3引腳相連；CSN引腳為SPI的使能端，與S3C2440A的GPF5引腳相連；SCK引腳為SPI時鐘輸入端，與S3C2440A的GPE13引腳相連；M0SI引腳為SPI數(shù)據(jù)主輸出從輸入端，與S3C2440A的GPE12引腳相連；MIS0引腳為SPI數(shù)據(jù)主輸入從輸出端，與S3C2440A的GPEll引腳相連；IRQ引腳為中斷輸出，與S3C2440A的GPF6引腳相連。
[0017]所述無線數(shù)據(jù)終端由下井工人隨身攜帶，作為無線定位標(biāo)識卡使用，用來傳送井下人員的位置信息。無線數(shù)據(jù)終端的數(shù)量至少為一個，且每個無線數(shù)據(jù)終端設(shè)有一個固定的地址編碼，與下井工人的身份信息相對應(yīng)，用來表示該終端的編號或礦工的身份代碼。
[0018]無線數(shù)據(jù)終端采用系統(tǒng)級芯片nRF9E5作為無線收發(fā)芯片，該芯片內(nèi)部集成了8051內(nèi)核兼容微處理器，使用時無需外接微處理器，因此大大減小了應(yīng)用系統(tǒng)的體積，方便人員隨身攜帶。
[0019]參見附圖1、2、3，本實用新型的工作原理是:
[0020]當(dāng)?shù)V工下井后，無線數(shù)據(jù)終端作為定位標(biāo)識卡由井下人員隨身攜帶，當(dāng)井下人員進(jìn)入某一區(qū)域的基站信號覆蓋范圍后，基站中的射頻信號讀寫器立刻讀取該工人所攜帶的無線數(shù)據(jù)終端信息，定位基站接讀取到數(shù)據(jù)之后，經(jīng)過微處理器處理并通過RS485串行總線將數(shù)據(jù)傳送到地面的安全監(jiān)控中心的上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)收到的信息經(jīng)過分析可得到井下人員的活動軌跡及分布情況，以便進(jìn)行更好地進(jìn)行管理。
【權(quán)利要求】
1.一種基于RFID的煤礦下井人員定位裝置，包括設(shè)置于地面監(jiān)控中心的上位機(jī)，其特征在于，上位機(jī)通過RS485串行總線與井下定位基站相連接并進(jìn)行通訊，井下定位基站之間通過RS485串行總線組成通信網(wǎng)絡(luò)，井下定位基站通過無線連接方式與井下無線數(shù)據(jù)終端進(jìn)行通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于RFID的煤礦下井人員定位裝置，其特征在于，所述井下定位基站由微處理器及射頻信號讀寫器組成，設(shè)置在地下巷道交叉口以及井下作業(yè)區(qū)域，數(shù)量至少為一個，且每個井下定位基站設(shè)有一個固定的地址編碼，與該區(qū)域?qū)嶋H位置相對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于RFID的煤礦下井人員定位裝置，其特征在于，所述無線數(shù)據(jù)終端由下井工人隨身攜帶，數(shù)量至少為一個，且每個無線數(shù)據(jù)終端設(shè)有一個固定的地址編碼，與下井工人的身份信息相對應(yīng)。
【文檔編號】E21F17/18GK203756237SQ201420120423
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】姚斌, 謝佳 申請人:陜西科技大學(xué)