專利名稱：基于雙頻rfid的本安型人員識(shí)別定位儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將無線和有線通信融為一體的雙頻RFID礦用本安型人員識(shí)別系 統(tǒng)，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤礦井下人員識(shí)別是礦井用人員管理系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，而目前國(guó)內(nèi)用 于礦井的人員識(shí)別系統(tǒng)通常是采用RFID (Radio Frequency Identif ication，射頻識(shí)別) 的方式，主要有以下兩種
一種是采用有源RFID的方式，由于通常有源RFID都自帶電源，無需通過讀寫器激活就 能主動(dòng)發(fā)射穩(wěn)定的射頻信號(hào)，因此有源RFID具有讀寫距離較遠(yuǎn)的特性。但是，由于通常煤 礦用的人員識(shí)別系統(tǒng)都是裝在井口位置，不僅在人員下井時(shí)可以自動(dòng)讀取其標(biāo)識(shí)卡信息， 而且當(dāng)有其他工作人員從井口附近通過但又未下井時(shí)，系統(tǒng)也可能會(huì)識(shí)別到，并誤認(rèn)為是 下井人員，因此存在錯(cuò)誤識(shí)別的情況；同時(shí)由于有源RFID的檢測(cè)范圍較遠(yuǎn)，下井人員無法 及時(shí)正確判斷自己是否被識(shí)別到，不清楚是否已經(jīng)考勤成功；如果識(shí)別卡被損壞，系統(tǒng)也不 能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，因此還容易出現(xiàn)檢測(cè)遺漏現(xiàn)象，這不便于對(duì)人員的管理和跟蹤。另一種是采用無源RFID的方式，無源RFID由于無自帶電源，因此需要將標(biāo)識(shí)卡 與無源RFID接近后才能識(shí)別，這種識(shí)別方式由于距離較近，因此能夠避免出現(xiàn)錯(cuò)誤識(shí)別以 及檢測(cè)遺漏等情況，但是，由于井下人員在各區(qū)域內(nèi)移動(dòng)頻繁，無源RFID的方式無法對(duì)井 下人員進(jìn)行定位和跟蹤。可以看出，有源RFID和無源RFID在煤礦井下識(shí)別時(shí)各有缺陷卻又可相互補(bǔ)充，但 是，由于目前有源RFID檢測(cè)系統(tǒng)和無源RFID檢測(cè)系統(tǒng)均有獨(dú)自的結(jié)構(gòu)，其工作模式和頻率 也不同，因此相互間難以兼容，即使在井下同時(shí)采用有源RFID和無源RFID系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)， 兩套系統(tǒng)所識(shí)別到的信息也無法綜合，進(jìn)而不能確定各自識(shí)別到的是否是同一個(gè)人；特別 是當(dāng)井下人員較多時(shí)，由于檢測(cè)范圍的差異，有源RFID和無源RFID會(huì)各自得到不同的檢測(cè) 數(shù)據(jù)，這反而會(huì)造成信息錯(cuò)亂，無法對(duì)人員進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明的主要目的在于解決目前的煤礦井下識(shí)別系 統(tǒng)無法同時(shí)對(duì)人員進(jìn)行識(shí)別和定位的問題，并提供一種能夠?qū)氯藛T進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別以及 跟蹤定位的定位儀。本發(fā)明的技術(shù)方案基于雙頻RFID的本安型人員識(shí)別定位儀，包括殼體，其 特征在于，在所述殼體內(nèi)設(shè)有無源RFID模塊和有源RFID模塊，所述無源RFID模塊與第一 處理器連接，所述有源RFID模塊通過第二處理器與第一處理器連接；在第一處理器上連接 有顯示屏和存儲(chǔ)電路，所述第一處理器上還設(shè)有至少一個(gè)RS485總線接口，第一處理器和第二處理器均由本安電源供電；所述無源RFID模塊和有源RFID模塊分別由第一處理器和 第二處理器獨(dú)立控制，所述有源RFID模塊采集的有源射頻信號(hào)經(jīng)第二處理器處理后輸入 第一處理器，第一處理器將所述有源射頻信號(hào)與無源RFID模塊輸入的無源射頻信號(hào)進(jìn)行 分析對(duì)比后，輸出人員識(shí)別信息并通過存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)和顯示屏輸出顯示；
其中，第一處理器在分析對(duì)比所述有源射頻信號(hào)和無源射頻信號(hào)時(shí)按照如下方法進(jìn)
行
1)根據(jù)預(yù)設(shè)的檢測(cè)周期，在每一個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)采集一次有源射頻信號(hào)和無源射頻
信號(hào)；
2)將同一檢測(cè)周期內(nèi)的無源射頻信號(hào)與有源射頻信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比
①若無源射頻信號(hào)與有源射頻信號(hào)的數(shù)據(jù)相同，則確認(rèn)信息為有效，并輸出人員卡號(hào) 和時(shí)間信息；
②若無源射頻信號(hào)與有源射頻信號(hào)的數(shù)據(jù)不同，則判斷信息為無效，并輸出無效信息 提示。本發(fā)明中第一處理器和第二處理器均采用MSP430型號(hào)的芯片，這樣在進(jìn)行數(shù)據(jù) 共享時(shí)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)兼容，從而解決了對(duì)相同檢測(cè)周期內(nèi)的有源和無源數(shù)據(jù)無法進(jìn)行綜合分 析的問題，并且系統(tǒng)以第一處理器為主，第二處理器為輔，又很好的實(shí)現(xiàn)了分工協(xié)作，避免 了處理器之間的相互干擾，使得處理和分析速度都明顯加快。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果
1、不僅能對(duì)井下人員進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，還能對(duì)區(qū)域內(nèi)的人員跟蹤定位，由于采用了有源 RFID與無源RFID相結(jié)合的方式，有效解決了因有源識(shí)別距離遠(yuǎn)而產(chǎn)生的錯(cuò)誤識(shí)別或遺漏 人員的問題，同時(shí)還解決了無源RFID不便于井下人員的跟蹤和定位問題；特別是對(duì)有源 RFID和無源RFID分別使用獨(dú)立的處理器進(jìn)行控制，分工合作，互不干擾，不但很好的完成 了數(shù)據(jù)的采集和處理，還解決了有源和無源系統(tǒng)不兼容以及檢測(cè)數(shù)據(jù)無法共用的問題，使 得有源RFID和無源RFID能夠在相同模式下工作，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)每一個(gè)下井人員進(jìn)行雙重 識(shí)別，極大的提高了人員識(shí)別的準(zhǔn)確性。 2、由于采用了 16位MSP430超低功耗單片機(jī)作為處理器核心，其功能更強(qiáng)，因此對(duì) 處理器進(jìn)行設(shè)置后，識(shí)別儀可以根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)而實(shí)現(xiàn)多種功能，例如，當(dāng)下井人員同時(shí)帶有 多張標(biāo)識(shí)卡下井時(shí)，識(shí)別儀能夠?qū)⑵渥R(shí)別并發(fā)出報(bào)警提示，這樣可以防止下井人員代為打 考勤；同時(shí)當(dāng)有源RFID或者無源RFID卡被損壞時(shí)，識(shí)別儀也會(huì)發(fā)出相應(yīng)的提示，這樣方便 及時(shí)更換，達(dá)到防止漏檢的目的。3、本發(fā)明采用了紅外遙控的方式來設(shè)置各種參數(shù)，操作時(shí)靈活，給考勤人員帶來 了極大的方便。


圖1為本發(fā)明人員識(shí)別定位儀的電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明定位儀中第一處理器的工作流程圖。圖中，1一無源RFID模塊，2—有源RFID模塊，3—顯示屏，4一第一處理器，5—第二 處理器，6—存儲(chǔ)電路，7—本安電源，8—紅外接收器，9一蜂鳴器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1和圖2所示，一種基于雙頻RFID的本安型人員識(shí)別定位儀，包括殼體，在殼 體上設(shè)有采用PC材料的有源RFID接收區(qū)和采用電木材料的刷卡區(qū)，所述刷卡區(qū)用于接收 無源RFID信號(hào)，所述殼體的其余部分采用輕質(zhì)的不銹鋼材料。在所述殼體內(nèi)設(shè)有無源RFID 模塊1和有源RFID模塊2，所述無源RFID模塊1設(shè)置于刷卡區(qū)的內(nèi)側(cè)，有源RFID模塊2設(shè) 置于有源RFID接收區(qū)的內(nèi)側(cè)；所述無源RFID模塊1與第一處理器4連接，所述有源RFID 模塊2通過第二處理器5與第一處理器4連接，本發(fā)明中第一處理器4和第二處理器5均 采用MSP430單片機(jī)作為控制核心；在第一處理器4的輸入端連接有紅外接收器8，在第一 處理器4的輸出端連接有顯示屏3和蜂鳴器9，所述第一處理器4的I/O端還連接有存儲(chǔ) 電路6，在第一處理器4上還設(shè)有至少一個(gè)RS485總線接口，第一處理器4通過RS485總線 可以直接與中心站通信，通過中心站不僅可以觀測(cè)到人員下井的定位情況，同時(shí)也可以對(duì) 處理器的檢測(cè)周期等進(jìn)行設(shè)置。本發(fā)明中第一處理器4和第二處理器5均由本安電源7供 電，所述本安電源7為煤礦行業(yè)中常用供電裝置。參見圖1和圖2，本發(fā)明中，所述無源RFID模塊1和有源RFID模塊2分別由第一 處理器4和第二處理器5獨(dú)立控制，這種獨(dú)立的控制結(jié)構(gòu)可以明顯減少無源RFID模塊1和 有源RFID模塊2在采集信號(hào)時(shí)的相互干擾，而且獨(dú)立的處理器具有更快的處理數(shù)據(jù)能力， 有利于增強(qiáng)本發(fā)明定位儀的反應(yīng)速度，本發(fā)明中第二處理器5和第一處理器4連接后實(shí)現(xiàn) 了數(shù)據(jù)共享，這樣第一處理器4能夠?qū)⒂性瓷漕l信號(hào)和無源射頻信號(hào)在相同模式下進(jìn)行對(duì) 比分析處理，經(jīng)過信息核對(duì)后避免了錯(cuò)誤識(shí)別和檢測(cè)遺漏的情況，同時(shí)還能保持對(duì)人員的 定位跟蹤。所述有源RFID模塊2采集的有源射頻信號(hào)經(jīng)第二處理器5處理后輸入第一處 理器4，第一處理器4將所述有源射頻信號(hào)與無源RFID模塊1輸入的無源射頻信號(hào)進(jìn)行分 析對(duì)比后，輸出人員識(shí)別信息并通過存儲(chǔ)電路6存儲(chǔ)和顯示屏3輸出顯示。所述第一處理 器4在分析對(duì)比所述有源射頻信號(hào)和無源射頻信號(hào)時(shí)按照如下方法進(jìn)行
1)根據(jù)預(yù)設(shè)的檢測(cè)周期，在每一個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)采集一次有源射頻信號(hào)和無源射頻
信號(hào)；
2)將同一檢測(cè)周期內(nèi)的無源射頻信號(hào)與有源射頻信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比
①若無源射頻信號(hào)與有源射頻信號(hào)的數(shù)據(jù)相同，則確認(rèn)信息為有效，并輸出人員卡號(hào) 和時(shí)間信息；
②若無源射頻信號(hào)與有源射頻信號(hào)的數(shù)據(jù)不同，則判斷信息為無效，并輸出無效信息 提示。本發(fā)明中，所述RS485總線接口以2 3個(gè)為佳，這樣方便連接多個(gè)終端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共 享。在有源RFID接收區(qū)的窗口旁還可以設(shè)置相應(yīng)的指示燈，當(dāng)定位儀的有源RFID識(shí)別到人 員信息時(shí)，指示燈將快速閃爍，表示已經(jīng)識(shí)別到人員信息；當(dāng)無源RFID檢測(cè)到人員信息時(shí)， 將通過蜂鳴器9發(fā)出提示音。所述第一處理器4將處理后的信息同時(shí)發(fā)送至存儲(chǔ)電路6和 顯示屏3，存儲(chǔ)電路6用于對(duì)人員卡號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，通過存儲(chǔ)電路6可以防止當(dāng)通訊中斷時(shí)檢 測(cè)數(shù)據(jù)被丟失，一旦通訊恢復(fù)正常后存儲(chǔ)電路6再將數(shù)據(jù)補(bǔ)傳給處理器或中心站。本發(fā)明中顯示屏3可選用6位數(shù)碼管顯示，在數(shù)碼管的第一位顯示序號(hào)，后面五位顯示被接收的標(biāo) 識(shí)卡ID號(hào)，且能將接收到的不同標(biāo)識(shí)卡ID號(hào)進(jìn)行滾動(dòng)顯示，這樣下井的人員通過數(shù)碼管就 能夠清楚的獲知識(shí)別信息，核對(duì)方便，可有效防止識(shí)別信息被遺漏。
權(quán)利要求
基于雙頻RFID的本安型人員識(shí)別定位儀，包括殼體，其特征在于，在所述殼體內(nèi)設(shè)有無源RFID模塊(1)和有源RFID模塊(2)，所述無源RFID模塊(1)與第一處理器(4)連接，所述有源RFID模塊(2)通過第二處理器(5)與第一處理器(4)連接；在第一處理器(4)上連接有顯示屏(3)和存儲(chǔ)電路(6)，所述第一處理器(4)上還設(shè)有至少一個(gè)RS485總線接口，第一處理器(4)和第二處理器(5)均由本安電源(7)供電；所述無源RFID模塊(1)和有源RFID模塊(2)分別由第一處理器(4)和第二處理器(5)獨(dú)立控制，所述有源RFID模塊(2)采集的有源射頻信號(hào)經(jīng)第二處理器(5)處理后輸入第一處理器(4)，第一處理器(4)將所述有源射頻信號(hào)與無源RFID模塊(1)輸入的無源射頻信號(hào)進(jìn)行分析對(duì)比后，輸出人員識(shí)別信息并通過存儲(chǔ)電路(6)存儲(chǔ)和顯示屏(3)輸出顯示；其中，第一處理器(4)在分析對(duì)比所述有源射頻信號(hào)和無源射頻信號(hào)時(shí)按照如下方法進(jìn)行根據(jù)預(yù)設(shè)的檢測(cè)周期，在每一個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)采集一次有源射頻信號(hào)和無源射頻信號(hào)；將同一檢測(cè)周期內(nèi)的無源射頻信號(hào)與有源射頻信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比①若無源射頻信號(hào)與有源射頻信號(hào)的數(shù)據(jù)相同，則確認(rèn)信息為有效，并輸出人員卡號(hào)和時(shí)間信息；②若無源射頻信號(hào)與有源射頻信號(hào)的數(shù)據(jù)不同，則判斷信息為無效，并輸出無效信息提示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙頻RFID的本安型人員識(shí)別定位儀，其特征在于，在所 述第一處理器(4)的輸入端還連接有紅外接收器(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙頻RFID的本安型人員識(shí)別定位儀，其特征在于，在所 述第一處理器(4)的輸出端還連接有蜂鳴器(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙頻RFID的本安型人員識(shí)別定位儀，其特征在于，所述 第一處理器(4)和第二處理器(5)均采用MSP430單片機(jī)作為控制核心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙頻RFID的本安型人員識(shí)別定位儀，其特征在于，所述 RS485總線接口為2 3個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種基于雙頻RFID的本安型人員識(shí)別定位儀，它包括殼體，在殼體內(nèi)設(shè)有無源RFID模塊和有源RFID模塊，無源RFID模塊與第一處理器連接，有源RFID模塊通過第二處理器與第一處理器連接；在第一處理器上連接有顯示屏和存儲(chǔ)電路，第一處理器上還設(shè)有至少一個(gè)RS485總線接口，第一處理器和第二處理器均由本安電源供電；所述第一處理器對(duì)無源RFID模塊和有源RFID模塊采集的信號(hào)進(jìn)行分析對(duì)比后，輸出人員識(shí)別信息。本發(fā)明的定位儀不僅能對(duì)井下人員進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，還能對(duì)區(qū)域內(nèi)的人員跟蹤定位，特別是對(duì)有源RFID和無源RFID分別使用獨(dú)立的處理器進(jìn)行控制，互不干擾，極大的提高了人員識(shí)別的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G06K17/00GK101996335SQ20101056613
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者全太鋒, 葉立勝, 陳杰, 馬成 申請(qǐng)人:重慶梅安森科技股份有限公司