井下人員精準定位系統—煤礦人員定位—礦井人員定位

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　　系統簡介

　　系統采用的ZigBee無線通訊技術,專業用于井下移動目標的無線定位、路徑跟蹤和考勤管理，為煤礦的安全開采提供了保障，提高了煤礦企業的生產管理效率。

　　通過建立一個生產調度中心，在調度中心能夠做到對井下人員及車輛的集中調度監視，實時動態顯示其狀況、分布情況和運行軌跡；可對發生井下人員滯留超時、進入危險區域或重點防護區域、礦井發生事故等情況時進行警示和自動聲光報警；可以顯示井下人員遇到緊急情況發上來的報警信息，車輛故障是發送報警信息，以及考勤管理等，實現全礦的管控一體化。

　　中心與井下管理人員、特殊作業人員短信息交互，實現安全管理和調度，以及遠程管理。

　　系統功能：

　　系統精確定位誤差3米，準確掌握井下坑道作業面工作人員的位置，分布情況和每個人員任意時刻所在的位置及各時間段的活動軌跡，為事故處理和救援工作提供可靠的數據依據，保證搶險救災和安全救護工作的高效運作。

　　提供井口LED大屏顯示功能：

　　顯示井下人員總數；

　　各中段人員分布情況；

　　員工出入井時間；

　　滾動顯示井下人員名稱。

　　提供設備鏈路拓撲自檢功能，隨時觀察設備運行情況，準確排查設備故障。提供考勤功能，能夠出具各部門及個人的年、月、日考勤明細報表，為管理層對員工考核提供依據。

　　支持虹膜考勤功能，通過生物識別技術，有效防止一人帶多卡的現象，同時有效識別卡故障。

　　信息存儲和歷史軌跡回放：系統具有數據存儲和人員活動軌跡回放功能，以便為事故分析提供依據。

　　定位卡求救功能，井下人員遇到突發情況（如火災、瓦斯爆炸、冒頂、透水等）可通過礦用本安型定位卡上的求救按鈕進行求救。

　　撤離功能，井上人員一旦知道有險情發生，可立即通知井下所有人員（只要他們都帶有定位儀（識別卡），為逃生提供寶貴時間。

　　實時報警：超員報警、超時報警、鏈路異常報警、卡低電量報警、電源供電狀態報警、人員異常報警、井下求救報警、環境報警、事故報警、撤離確認。

　　重點區域、限制區域管理：對重要區域和限制區域進行權限管理，非*人員進入，系統自動報警。

　　能實現數據采集和傳輸功能，讀卡器可以采集多種和多個類型的傳感器

　　車輛調度管理及調度功能，通過主機的系統軟件發送調度命令

　　打印：可根據要求打印考勤報表、歷史記錄等。

　　系統設計原則

　　系統安全性。所有井下設備為本質安全型，*符合煤礦安全規程及規范標準。

　　系統高可靠性。能在惡劣工業環境下可靠工作，抗*力強。各節點間具備隔離保護能力，不會因局部受損影響整個系統。

　　數據完整性。在通信線路遭到破壞和斷電情況下，井下設備能夠獨立工作并保存數據，線路恢復后把數據完整上傳。

　　及時性和準確性。使用功能強大的ARM處理器、性能安全穩定的CAN總線通信技術、*的0.18uM的微波芯片技術，從根本上保證并發讀卡量和數據通信的準確無誤。

　　經濟高效性。技術方案設計充分考慮市場經濟原則，有利于降低系統投資成本。

　　系統的特點

　　底層控制網絡采用CAN現場總線加ZigBee無線通信

　　由于控制網絡處在礦井這個特殊環境，所承擔的實時控制任務是普通局域網和以太網技術難以取代的。因此選用在可靠性、實時性和靈活性方面較同類產品有*優勢的CAN現場總線。在布線不方便的地方、延伸的地方、讀卡器間距離較近的地方，采用ZigBee無線通信。

　　冗余技術

　　礦井下環境條件惡劣，尤其是信道的故障率zui高，因此本設計方案在關鍵控制網絡的關鍵地方采用冗余技術，可以大大提供了礦井自動化系統的可靠性。確保在發生意外的情況下，數據能得以保存。

　　網絡的健壯性

　　CAN總線作為工業數據通信的主流技術之一，有著適合本系統的很多優點。

　　節點不分主從、通信方式靈活。

　　節點信息分成不同的優先級，系統可以實現優先級高的數據優先傳輸。

　　CAN總線采用非破壞性總線仲裁技術。當多個節點同時向總線發送信息時，優先級較低的節點會主動退出發送，而zui高優先級的節點可不受影響地繼續傳輸數據，大大節省總線仲裁時間，即使在網絡負荷很重的情況下也不會出現網絡癱瘓的情況。

　　采用短幀結構，傳輸時間短，受干擾概率低，具有*的檢錯效果。

　　CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出的功能，以使總線上其他節點的操作不受影響。

　　在CAN總線局部通信存在問題時，可以啟用ZigBee無線通信的方式，并及時上報故障信息。

　　ZigBee技術

　　ZigBee是一種可靠的無線數傳網絡，是適應工業現場自動化控制數據傳輸而建立的，使用簡單，使用方便，工作可靠。這些傳感器只需要很少的能量，它們的通信效率非常高。2.4GHz的工作頻率對人體沒有任何傷害。用ZigBee組建的網絡，可以方便安裝、拆除，具有很好的可移植性。

　　系統的可擴展性和可移植性

　　系統的設計采用模塊化設計，具有良好的可擴展性，以及軟件上的配合，可以方便的添加、刪除定位讀卡器、改變定位讀卡器的位置等，這里說的定位讀卡器是指網絡上的有線定位讀卡器。系統也可以在某些地方添加無線基站構建適應新的環境，這樣增強了系統的延伸性，系統可以隨礦井的開挖，不斷的更新。

　　另外，系統基于ZigBee技術，通信距離遠，識別能力強，組網方便，將來可以增加礦下車輛管理，設備管理，信號燈控制，所有這些功能，都可在這一個系統中實現，無息另外架設系統，提高了系統的擴展性。

　　安全性

　　在Web服務器、數據庫以及應用終端中，除了使用在線掃毒防毒軟件和防火墻等防范措施之外，還采用密碼，實行對本地和遠程監控用戶身份的認證。

　　升級、維護方便

　　光纖，總線、無線基站和識別卡，在出現問題時，可以通過無線的方式來檢測設備，確認是否通信模塊故障等；在設備需要升級時，可以通過無線的方式直接更新程序固件。

　　系統組成結構

　　移動目標定位系統主要包括：

　　中心站、系統軟件、傳輸平臺、定位讀卡器、定位標識卡、井下環網交換機及電源、傳輸線路等組成。

　　我們根據“管控一體化”的思想，采用了企業網絡系統的三層網絡結構：互聯網、企業內部網、底層控制網，并結合自動化、信息、計算機、網絡、通訊的新理論和新技術，利用*的自動化產品、網絡產品，實現信息化，將生產、管理等環節統一在一個網絡平臺上，形成統一、完整的有機整體。