聚來井下人員定位系統(tǒng)技術方案

1  聚來井下人員定位系統(tǒng)技術方案 

1.1 系統(tǒng)概述 
    上海聚來射頻電子技術有限公司基于第三代RFID技術研發(fā)的井下人員、設備定位跟蹤系統(tǒng)是采用目前國際上最先進的BEST-RFID技術的井下定位系統(tǒng)。能夠及時（無輪巡、無延時）、準確（無錯碼、無漏卡）地將井下各個區(qū)域人員及設備的動態(tài)情況反映到地面計算機系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時掌握井下人員、設備的分布狀況和每個礦工的運動軌跡，以便于進行更加合理的調(diào)度管理。當事故發(fā)生時，井下人員可以通過持有的定位卡片向地面機房求救，救援人員也可根據(jù)上海聚來井下人員及設備定位系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、圖形，迅速了解有關人員的位置情況，及時采取相應的救援措施，提高應急救援工作的效率。 

    第三代RFID技術---BEST RFID---又稱卓越RFID。是從第一代RFID不能準確無誤識別人員信息—--到第二代RFID只能單讀頭較準確識別，再到第三代BEST RFID---卓越RFID 能網(wǎng)絡化、多方向、多讀頭，（兩個以上、單一子網(wǎng)即多可達上百個，整個網(wǎng)絡可達上千個）同時準確識別人員定位信息的本質(zhì)性飛躍。 

    第三代RFID技術---BEST RFID，又稱卓越RFID，應用0.13um芯片制造工藝，依靠世界頂尖的射頻電子技術專家，整合國際上最領先的天線技術、光通信技術、工業(yè)以太網(wǎng)傳輸技術、數(shù)據(jù)庫處理技術、計算機軟件技術、地理信息系統(tǒng)技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、工程結構學技術、井下應急救災技術等多學科的綜合課題攻關，全面、完善、徹底地解決了井下人員定位系統(tǒng)中遇到的前兩代RFID無法突破的技術瓶頸問題。 

    前兩代RFID技術雖然在一些應用中能解決單一讀頭識別，但當系統(tǒng)要求兩個以上讀頭組成系統(tǒng)網(wǎng)絡，用于識別人員信息和定位時，會出現(xiàn)人員信息、定位數(shù)據(jù)延時達10秒、10個以內(nèi)讀頭數(shù)據(jù)延時就達30秒，10個以上讀頭，數(shù)據(jù)延時高達三、五分鐘以上甚至十數(shù)分鐘的不治之癥。并且，多讀頭時數(shù)據(jù)傳輸較慢。因數(shù)據(jù)輪巡，各讀頭數(shù)據(jù)只能分批上傳，造成井下人員的定位信息忽前忽后，定位軌跡上下亂竄。根本不能即時有效反應井下人員的位置信息。更突出的問題是，整套子系統(tǒng)讀頭數(shù)量不能超過30個，超過時就要增加通信箱，造成數(shù)據(jù)延時成倍增加，延時達五分種甚至十幾分鐘，井下30秒，人就可能移動一百米，五分種以上的人員定位信息，人員就更加無法確定去向。這樣的系統(tǒng)根本就不再有人員定位價值。再者，嚴重的是，前兩代系統(tǒng)不具有方向性，或方向性只能在兩個讀頭間，單進單出。不能進行三、四、五、六分巷以及整個定位系統(tǒng)方向性判別。 

     第三代BEST RFID 不僅單一讀頭與卡片間能完美地達到超高速識別、超遠距離識別、超低功耗、超大流量識別，而且較前兩代RFID而言，BEST RFID真正實現(xiàn)了RFID技術的網(wǎng)絡化應用和高速即時數(shù)據(jù)傳輸?shù)?、多讀頭（兩個以上、單子網(wǎng)就多可達上百個）同時準確識別的難題，更重要的是識別數(shù)據(jù)甄別、上傳不再有輪巡、延時。各讀頭之間都有方向性，都能有效判斷方向性，而且井下、井上同一時間觸發(fā)，一秒鐘內(nèi)上位機判別，沒有延時。 

   第三代BEST RFID同時也解決了前兩代RFID技術感應距離短、防沖突能力差的致命弱點。多頻段多頻道碰撞性轉(zhuǎn)移，杜絕了沖突的可能。其各項技術指標在同類產(chǎn)品中均處于行業(yè)領先地位，開創(chuàng)了真正的超遠距離、真正網(wǎng)絡化、高速移動條件下、超低功耗發(fā)射、真正即時傳輸?shù)淖R別技術的新紀元。 

   第三代BEST RFID，由上海聚來射頻電子技術有限公司融合國際一流RFID技術專家、計算機軟、硬件、網(wǎng)絡專家、光通信專家、煤礦非煤礦搶險救災搜救專家綜合課題攻關的成果研發(fā)成功。  


   上海聚來井下人員及設備定位系統(tǒng)是集井下人員考勤、跟蹤定位、災后急救、日常管理等一體的綜合性運用系統(tǒng)。也是國內(nèi)技術最先進、運行最穩(wěn)定、設計最專業(yè)化的井下定位系統(tǒng)。這一科技成果的實現(xiàn)，將為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)和日常管理上臺階以及事故急救帶來了新的契機。 

1.2 系統(tǒng)總體設計思路  
   井下人員定位跟蹤及考勤管理系統(tǒng)涉及計算機軟件、數(shù)據(jù)庫、電子電路、防爆本安電源、數(shù)字通訊、無線識別RFID技術、井下工業(yè)以太網(wǎng)、井下施工等方面。因此，在設計方案時，除了考慮其功能外，在穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾能力、容錯能力及異常保護等方面也進行了充分考慮。項目方案確定利用現(xiàn)有成熟的高速工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)作為主傳輸平臺，開發(fā)相應的井下人員跟蹤定位基站、人員無線編碼發(fā)射器等設備與系統(tǒng)掛接，通過井下人員跟蹤定位基站及考勤管理專用軟件與主系統(tǒng)以標準的專用數(shù)據(jù)庫進行后臺數(shù)據(jù)交換從而實現(xiàn)井下作業(yè)人員的跟蹤定位和安全管理。系統(tǒng)總體設計主要體現(xiàn)在：  

實現(xiàn)煤礦井下作業(yè)人員進出的有效識別和監(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”，實現(xiàn)數(shù)字礦山的目標。  
為煤礦管理人員提供人員進出限制、考勤作業(yè)、監(jiān)測監(jiān)控等多方面的管理信息，一旦發(fā)生安全事故，通過該系統(tǒng)可在事故現(xiàn)場10～30米范圍內(nèi)可立刻探測該作業(yè)面工作人員及其數(shù)量，保證搶險救災和安全救護工作的高效運作。  
系統(tǒng)設計具備安全性、可擴容性、易維護性和易操作性。  
輕松聯(lián)網(wǎng)，BS結構，輕松實現(xiàn)縣、市、省及更廣闊地域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。  

1.3系統(tǒng)設計原理及依據(jù) 
1.3.1系統(tǒng)設計原理 
   井下人員定位管理及搜救系統(tǒng)是由地面監(jiān)控中心主計算機在系統(tǒng)軟件支持下，通過數(shù)據(jù)傳輸接口和沿巷道鋪設的通訊光/電纜，無間斷、即時地對井下安裝的無線數(shù)據(jù)采集器進行數(shù)據(jù)信息采集，無線數(shù)據(jù)采集器將自動采集有效識別距離內(nèi)的標識卡的信息，并無間斷、即時地通過傳輸網(wǎng)絡將相關數(shù)據(jù)傳送至地面中心站。數(shù)據(jù)信息經(jīng)分析處理后，將井下人員（或機車等移動目標）動態(tài)分布在主計算機界面中得以實時反映，從而實現(xiàn)井下安全狀態(tài)在井上數(shù)字化管理的目的。 

   遵循“統(tǒng)一發(fā)卡、統(tǒng)一裝備、統(tǒng)一管理”的原則，將標識卡視為“上崗證”或“坑道準入證” ，按準許上崗人員實行“一人一卡”制。 

根據(jù)礦井監(jiān)測需求，在井下坑道、峒室、作業(yè)面等地點安裝無線數(shù)據(jù)采集器，并通過電纜/光纖數(shù)據(jù)傳輸接口相互連接為井下高速工業(yè)以太網(wǎng)，從而構成完整通訊線路。  

煤礦生產(chǎn)單位輸入工作人員相關信息后，向下井工作人員頒發(fā)并裝備標識卡。  

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫記錄該標識卡相對應人員的基本信息，包括姓名、年齡、性別、所屬班組、所屬工種、職務、本人照片、有效期等基本信息。  

進入坑道的工作人員必須隨身攜帶標識卡，當持卡人員經(jīng)過設置識別系統(tǒng)的地點時被系統(tǒng)識別。系統(tǒng)將讀取該卡號信息，通過系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡，將持卡人通過的路段、時間等資料傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)管理，并可同時在地理信息大屏幕墻上出現(xiàn)提示信息，顯示通過人員的姓名。如果感應的無線標識卡號無效或進入限制通道，系統(tǒng)將自動報警，安全監(jiān)控中心值班人員接到報警信號，立即執(zhí)行相關安全工作管理程序。 
 
生產(chǎn)單位可根據(jù)生產(chǎn)計劃，對該標識卡進行授權管理。授權范圍包括：該員工可以準入的坑道或作業(yè)面。為防止無關人員和非法人員進入坑道或作業(yè)面，系統(tǒng)設置該卡準入坑道或作業(yè)面的時效管理模塊及卡的失效、報失等。  

坑道一旦發(fā)生安全事故，監(jiān)控中心在第一時間內(nèi)可以知道被困人員的基本情況，救險隊使用移動式遠距離識別裝置，在10-30米的范圍內(nèi)方便探測遇險人員的位置，便于（進行安全高效的救護、救助工作）救護工作的安全和高效運作，便于事故救助工作的開展。
  
系統(tǒng)可自動生成考勤作業(yè)的統(tǒng)計與管理等方面的報表資料，提高管理效益。  

1.3.2  系統(tǒng)設計依據(jù)  
（1） GA/T75《安全防范工程程序與要求》 

（2） MT209-1990《煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術要求》  

（3） 國家安監(jiān)總局《煤礦井下人員位置管理系統(tǒng)標準（建議）稿》 

1.4系統(tǒng)功能及特點 
1.4.1系統(tǒng)功能： 
20項卓越的功能特點，源自第三代BEST-RFID在井下人員定位跟蹤系統(tǒng)的卓越性能發(fā)揮，確保了上海聚來井下人員定位跟蹤系統(tǒng)與前兩代系統(tǒng)相比較，堪稱一個劃時代的完善產(chǎn)品。 

1、精確時間定位 
    整套系統(tǒng)控制流和數(shù)據(jù)流不用輪巡，上百讀頭數(shù)據(jù)刷新以毫秒來計算，在定位傳感器（2-512個）網(wǎng)絡有效覆蓋范圍內(nèi)，上位機軟件真正做到“所見即所得”，即時讀取和上傳人員位置信息，沒有時間延時，真正做到定位時間精確到秒。 

2、精確空間定位： 
   在讀頭有效識別距離間隔下，卡片在各讀頭間可實現(xiàn)精確區(qū)域定位。在讀頭依次排列下，讀頭間隔為最小定位精度，讀頭間隔10-2000米以上可調(diào)。 

3、整體系統(tǒng)任一讀頭都能有效識別方向： 
    每個讀頭和卡片都有方向識別信息，整套系統(tǒng)內(nèi)的任一讀頭都有判別卡片多方向性運動的能力，在三、四、五、六以上多分支巷道處，各分支單一讀頭，就能準確判斷方向，成倍降低安裝成本。 

4、卡片標簽低電壓報警。 
    卡片電池使用時間可達五年以上，在長期使用后，電池將要耗盡時，可自動提示更換卡片電池，這一重要功能，根本杜絕了SUPER-RFID產(chǎn)品在使用一段時間后，逐漸大量出現(xiàn)壞卡（缺電），而因其系統(tǒng)本身沒有自檢功能，造成的用戶還要重復投入相當?shù)娜肆驮O備進行考勤和卡片管理，使定位系統(tǒng)形同虛設的現(xiàn)象。BEST-RFID出現(xiàn)低電壓提示后，電池仍能正常使用一月以上。 

5、系統(tǒng)杜絕第二代RFID產(chǎn)品不可避免的亂碼現(xiàn)象，確保數(shù)據(jù)和卡片識別真正萬無一失： 
    0.13um加CAN+內(nèi)置協(xié)議的獨特芯片集成創(chuàng)新技術，從本質(zhì)上超越了第二代RFID技術的性能。從設計結構和技術協(xié)議上保證了BEST-RFID產(chǎn)品不會出現(xiàn)任何亂碼現(xiàn)象。 

6、不輪巡，無延時：真正標準CAN技術+井下工業(yè)以太網(wǎng)平臺，真正意義上及時井下人員動態(tài)顯示： 
系統(tǒng)從芯片設計起就定制為CAN+工業(yè)以太網(wǎng)結構，不論定位傳感器有多少（2-512個）都不用系統(tǒng)輪巡，數(shù)據(jù)再沒有延時。  
真正任一時間查詢并顯示井下某個地點的人數(shù)、分布情況及身份。  
查詢一個或多個人員現(xiàn)在的井下實際位置、活動軌跡。  
有實際意義（精確到秒，而不是數(shù)分鐘以上的輪巡）的記錄有關人員在任一地點的到/離時間和總工作時間等一系列信息，可以督促和落實重要巡查人員（如：瓦斯檢測人員）是否按時、到點的進行實地查看，或進行各項數(shù)據(jù)的檢測和處理，從根本上盡量杜絕因人為因素而造成的相關事故。  

7、光纖、電纜傳輸方式自由選擇： 
    依照井下實際情況和客戶要求，可自由選擇CAN和TCP/IP接口協(xié)議，搭入已建或在建、新建光纖井下以太網(wǎng)或電纜直鋪方式。 

8、真正即時準確、豐富的人員下井考勤能力： 
   可精確到毫秒級的對出入井人員進行統(tǒng)計，實現(xiàn)下井人員考勤記錄，建立并打印人員出入井的各種信息報表（如：下井時間報表、出勤月報表、加班報表、缺勤報表等等），方便管理人員的查詢與管理。 

9、可靠、有效的緊急呼救能力： 
     每張定位卡片上自帶專門設計、被《中華人民共和國專利法》-功能型專利保護的緊急呼救裝置。當井下人員遇險時，持卡人員方便有效地向地面機房、搜救人員呼救。監(jiān)控機房可第一時間根據(jù)呼救報警，結合有效手段，對井下求救和災害信息進行辨別處置，必要時向井下發(fā)出廣播信息。搜救人員使用手持探測設備可以查找遇險人員。 

11、可選井下小區(qū)廣播，即時對特定或礦山范圍內(nèi)的緊急情況進行通知： 
     在監(jiān)控機房和管理人員對井下緊急情況進行有效判別后，可以通能過系統(tǒng)的小區(qū)廣播選件對井下特定范圍或全部進行廣播通知。有效告知和疏散井下人員。 

12、真正井下無卡人員禁入功能： 
    無持卡人員的定位和管理，是實施井下人員位置管理后的一個難點。上海聚來設計有專用的無卡人員禁入傳感器和禁入裝置，做為系統(tǒng)的可選擇設備，起到百密無一疏的管理效能。 

13、大容量、超高超識別技術： 
    單一讀頭同時可識別8000張以上卡片，遠遠超出第二代RFID技術的200張的極限。 

14、卡片安裝自如方便，不受使用位置的限制： 
   根據(jù)客戶需要，提供各種安裝方式，帽卡、胸卡、腰卡、礦帽、礦燈電池上，準確無誤識別，確保根據(jù)管理需要自如安裝，不受第二代的產(chǎn)品只能裝在礦帽上、在腰部就加大發(fā)射功率對使用人體造成職業(yè)損害的缺陷限制，。 

15、信息多點共享： 
   系統(tǒng)中心站及網(wǎng)絡終端可以局域網(wǎng)方式聯(lián)網(wǎng)運行，使網(wǎng)上所有終端在使用權限范圍內(nèi)實現(xiàn)信息多點共享，供多個礦井各部門及領導同時在不同地點共享監(jiān)測信息、系統(tǒng)綜合分析信息、查詢各類數(shù)據(jù)報表。 

16、豐富的地圖功能： 
   具有放大、縮小、移動、標尺測距、視野控制、中心移動、土層控制、地圖打印等功能，支持多種圖形格式。鼠標和鍵盤均可操作，全面支持實時多任務。 

17、禁區(qū)或設備故障報警功能： 
   對于指定的禁區(qū)，如果有非授權人員進入，實時聲音報警，并顯示進入禁區(qū)的人數(shù)及身份。系統(tǒng)同時擁有自檢功能，當系統(tǒng)部分設備發(fā)生故障時，上位機軟件能及時反應，并初步判斷故障原因，能輸出和打印相關信息報表。 

18、災后急救信息： 
   一旦發(fā)生各類事故，上位機上立即能顯示出事故地點的人員數(shù)量、人員信息，人員位置等信息，并結合礦井地圖，能夠使救災人員快速判斷并確定事故應急預案，大大提高搶險效率和救護效果。 

19、后備電力： 
    系統(tǒng)產(chǎn)品的坑道壁掛式設計，保證系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下能連續(xù)運轉(zhuǎn)，并提供斷電后較長時間的供電電源，采用多組后備電池，能提供長達2-4小時斷電保護。 

20、基站應急功能： 
   井下人員跟蹤定位基站與地面中心站失去聯(lián)系時，基站仍能獨立工作，自動存儲人員監(jiān)測數(shù)據(jù)。 

1.4.2性能特點 
1、超低的功耗，超高的靈敏性能： 
0.13um的芯片制造工藝，造就了卓越BEST-RFID的性能。  
真正的超低功耗，是第二代RFID產(chǎn)品的十分之一以下，在同樣發(fā)身射功率條件下，有效傳感距離超過第二代RFID產(chǎn)品一倍以上。  
真正的超高靈敏度，同樣的-10db，有效識別距離是第二代RFID的一倍以上。  
獨特的超小型高性能天線設計，可以滿足任何場地和空間應用需要。  

2、強大的系統(tǒng)處理能力： 
采用G-W算法優(yōu)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力；  
高度自動化，自動監(jiān)測、統(tǒng)計、分析信息，整個過程無需人為干涉；  
基于GIS技術的地理信息顯示、查詢系統(tǒng)；  
完善的數(shù)據(jù)分析能力；  
通訊距離遠，可達40公里以上。 
 
3、卓越的識別性能： 
高度的識別可靠性，100%的前端識別率；  
識別距離遠（識別距離方便可調(diào)，可達1-180米以上）；  
極高的防沖突性（每個檢測點可最多同時識別8000個卡片）；  
高度的識別穩(wěn)定性（誤碼率小于10的-9次方，達到一億分之1）；  
快速的識別速度（最快可達到200公里/小時的識別速度）。  

4、現(xiàn)場優(yōu)勢： 
全套系統(tǒng)本安型結構設計，ABS抗靜電外殼。  
徹底防潮結構設計，最惡劣井下環(huán)境也能長時間穩(wěn)定工作。  
環(huán)境適應性：高抗干擾性，對井下干擾源、周界環(huán)境無特殊要求；  
安裝方便性：傳感器一體化結構設計，無需外接天線或地感；  
運行可靠性：內(nèi)部電路高度集成化，器件故障率最小化。  
讀頭、卡片有自動自檢復位結構，能長年運行不虛報、漏報。  

5、電氣特性： 
超低功耗，無線標簽在不更換電池的情況下可連續(xù)正常工作5年；  
方便性、安全性，標簽無須外接礦燈電源，無須充電、無須更換電池；  
無輻射，對人體和環(huán)境無任何影響，更安全更健康。  
所有設備均適合井下使用，具備防水、防震、防腐、防潮、阻燃等等功能。  
正常工作環(huán)境條件：溫度-40℃-85℃，相對濕度40%-70%，大氣壓力80kpa-106kpa  
抗電磁干擾: 10V/m 0.1～1000MHz AM調(diào)幅電磁波  

1.5系統(tǒng)硬件及軟件 
1.5.1系統(tǒng)硬件特點 
   1、超級集成，全雙工無線傳輸： 

   0.13um工藝，造就了超低功耗、超高靈敏度、超遠距離傳輸、超高速度識別、超大容易識別、超低誤亂率。同時，也輕易地實現(xiàn)了無線傳輸?shù)母咚俣群透邘?，帶寬達到4M，在全雙工狀態(tài)下輕松實現(xiàn)語音和圖象傳輸。 

   2、工控頻段 

   由于采用無線的傳輸介質(zhì)，無線傳感器網(wǎng)絡克服了許多傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡傳輸信息的弊病。在一些物理障礙和特殊環(huán)境下，有線網(wǎng)絡是不可能實現(xiàn)的。另一方面，與傳統(tǒng)的公網(wǎng)無線通訊相比，2.4G工控頻段無線通訊無需無線電管制委員會批準，不需繳納頻譜占用費用。 

   3、超低功耗 

   卡片標識器件在技術上采用了合理休眠模式，具有收發(fā)信息功耗低等特點，確保能在電池支持下持續(xù)工作長達 5年左右。同時，整體結構的低功耗設計既保證了設備的有效運轉(zhuǎn)，又減少了應用實施的復雜性和成本。 

   4、設備體積小 

   無線傳感器網(wǎng)絡的基本單元是硬幣大小的智能計算傳感設備。現(xiàn)代集成電路技術的集成度和產(chǎn)品性使得上海聚來無線傳感設備的體積在不斷地小，而它的功能卻越來越強大。微小的體積不但使得在特殊環(huán)境下的應用成為可能，也大大降低了安裝和維護的要求與成本。 

   5、網(wǎng)絡容量大 

   一個傳感網(wǎng)絡可以容納多達六萬五千的微型智能傳感器件和大量的接入點。大容量保證了網(wǎng)絡強大的數(shù)據(jù)采集能力。同時，網(wǎng)絡的高冗余性保證了整個網(wǎng)絡在個別節(jié)點停止工作的情況下仍然可以正常運轉(zhuǎn)。 

   6、精密、可靠 

   無線傳感器網(wǎng)絡的精確性、可靠性、穩(wěn)定性是傳統(tǒng)方式的百倍以上。上海聚來無線傳感系統(tǒng)核心技術目前采用獨有的校驗冗余糾錯算法，并結合分布式計算技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術、網(wǎng)絡信息融合技術，實現(xiàn)網(wǎng)絡自喚醒、自容錯、自愈合、無誤碼、無亂碼。 

   7、運行及維護成本低 

   綜合以上無線傳感器網(wǎng)絡的特性，可以看出，建網(wǎng)所需要的人工費用是很低的。任何一個經(jīng)過授權的微型智能傳感器件只要放在網(wǎng)絡的無線信號覆蓋范圍內(nèi)，就可自動加入網(wǎng)絡工作，無須任何安裝配置。高度智能化最大程度上降低了網(wǎng)絡維護所需的人力和時間，加上網(wǎng)絡節(jié)點本身價格低廉，使得上海聚來無線傳感器網(wǎng)絡的維護成本極低。 

   8、 技術特點： 

   l 多種信號采集； 

   l 極低的電流功耗； 

   l 4Mbps 2.4GHZ IEEE802.15.4 兼容的射頻收發(fā)； 

   l < 10us 的快速激活/睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換； 

   l 硬件層加密與身份驗證安全特性； 

   l 數(shù)字信號強度（RSSI）與無線連接質(zhì)量（LQI）支持。 

   9、傳輸快、速率高 

   高速光纖工業(yè)以太網(wǎng)的應用使整個系統(tǒng)的傳輸速率由幾百字節(jié)提高到百兆，實現(xiàn)了傳輸速率質(zhì)的飛躍，從而可實現(xiàn)多點并發(fā)式查詢，即多個采集點同時上傳數(shù)據(jù)，極大的縮短了采集時間，從而極大的提高了實時性（真正意義上的多點并發(fā)，從芯片設計就獨有的。）而不是第二代RFID依靠各種轉(zhuǎn)換卡、轉(zhuǎn)換器，把232或485轉(zhuǎn)成CAN或TCP/IP，這只能使干線傳輸?shù)膮f(xié)議變成CAN或TCP/IP，但各單一傳感器輸出仍保存著485輪巡的本質(zhì)特點，系統(tǒng)網(wǎng)絡化特點根本就不具備，系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)信號還要依靠輪巡實現(xiàn)。 

   10、移動動態(tài)采集 

   先進的無線傳感器網(wǎng)絡技術與所需的傳感器相連，從而實現(xiàn)移動動態(tài)的采集，如瓦斯、礦壓、礦溫等環(huán)境參數(shù)均可實現(xiàn)移動動態(tài)的采集。 

   11、可靠性高 

   先進的自有技術的應用，極大的提高了產(chǎn)品的可靠性和產(chǎn)品的識別能力。如專有的時間戳技術，即在每一個接收到的信息基礎上加入采集時間信息，使整個系統(tǒng)更為可靠。 

   12、 多功能 

   實現(xiàn)了井下人員實時跟蹤定位、機車實時跟蹤定位、準確的考勤、歷史查詢、緊急呼救、小區(qū)廣播、無卡禁入、低電壓和禁區(qū)報警、輔助災后搜救等九大重要安全管理功能。 

   13、 開放性 

   整個系統(tǒng)留有豐富的軟硬件接口，具有極大的開放性，可根據(jù)用戶的需求作相應的調(diào)整。 

   14、 高容量 

   井下人員管理及搜救系統(tǒng)在井下可容納1000個數(shù)據(jù)采集器，每個數(shù)據(jù)采集器可同時采集8000張以上標識卡信息，整個系統(tǒng)可容納標識卡上億個，足以滿足現(xiàn)有大中型煤礦的需要。 

1.5.2系統(tǒng)軟件界面 

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  （圖一）  

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   （ 圖二）  

1.6配置要求、系統(tǒng)圖及實施步驟 
1.6.1運行設備配置要求 
地面中心站 

   地面中心站主機采用工控機。 

CPU：使用相當于Intel公司的Pentium IV或以上級別的CPU；  
操作系統(tǒng)：Windows2000以上操作系統(tǒng)；  
內(nèi)存：512M以上；  
顯卡：Windows系統(tǒng)兼容，含有16MB以上的顯示內(nèi)存，1280*800分辨率以上；  
硬盤：40G以上。  
1.6.2 系統(tǒng)圖   

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           圖1：系統(tǒng)圖 

1.6.3實施步驟 
根據(jù)礦山需求，進行礦圖研究，實地考察，并與礦山主管人員確定無線數(shù)據(jù)采集器安裝數(shù)量、相應安裝位置等基本要求。  
確定主干網(wǎng)絡結構及相應的數(shù)據(jù)傳輸接口數(shù)量、安裝位置。  
敷設物理鏈路及光纜、電纜等，如已有光纜，可利用此光纜的剩余芯數(shù)搭建。豎井或斜井電纜應采用鎧裝加強光纜或電纜，固定敷設在井壁上。  
設備安裝  
數(shù)據(jù)傳輸接口安裝 

數(shù)據(jù)傳輸接口通過膨脹螺栓固定在巷道的側(cè)壁上。參見數(shù)據(jù)傳輸接口用戶手冊。 

無線數(shù)據(jù)采集器 

無線數(shù)據(jù)采集器可通過膨脹螺絲或鋼釘固定安裝在井下巷道一側(cè)墻壁上。參見無線數(shù)據(jù)采集器用戶手冊。 

標識卡發(fā)放  
系統(tǒng)調(diào)試  

2   典型應用及工作模式 
   井下人員管理及搜救系統(tǒng)是一套具有極大的靈活性的系統(tǒng)，可根據(jù)用戶的需要，可進行不同的搭配構建，設定成不同的工作模式，從而滿足不同規(guī)模用戶的要求。 

   針對不同的礦山，井下情況雖然千差萬別，但根據(jù)礦山的實際需求和我們的經(jīng)驗，我們將礦山按產(chǎn)量進行分類為：大型(特大型)礦山（年產(chǎn)量200萬噸以上）、中型礦山（年產(chǎn)量50萬噸以上）、小型礦山（年產(chǎn)量50萬噸以下），并根據(jù)不同礦山需求及典型應用，進行構建，從而更好地為礦山服務。 

2.1方案一 
礦山實際 
采掘面多，坑道長，范圍巨大，傳輸距離遠  
機械化程度高，現(xiàn)代化程度高  
大多已鋪設光纖  
實時性、可靠性要求高，
  
系統(tǒng)設計方案 

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方案說明 

利用光纖傳輸接口，以光纖自愈環(huán)網(wǎng)形式，搭建井下的高速工業(yè)以太網(wǎng)。  
每4-5Km之間設立光纖傳輸接口，如在每一個作業(yè)面、巷口設立。  
無線數(shù)據(jù)采集器建議間距200-500米之間，以構成井下的動態(tài)探測網(wǎng)絡。 
 
2.2方案二 
礦山實際 
采掘面多，坑道較長，范圍大，傳輸距離較遠  
機械化程度較高，人員眾多  
有一些已鋪設光纖  

系統(tǒng)設計方案 

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方案說明 
利用光纖傳輸接口，以光纖網(wǎng)形式，搭建井下的高速工業(yè)以太網(wǎng)。  
每4-5Km之間設立光纖傳輸接口，在每一個作業(yè)面、巷口設立。  
無線數(shù)據(jù)采集器建議間距500-1000米之間，以構成井下的動態(tài)探測網(wǎng)絡。  

2.3方案三 
礦山實際采掘面少，坑道較短，范圍小，傳輸距離相對較近  
機械化程度低，人員素質(zhì)一般
  
系統(tǒng)設計方案 

方案說明

利用一臺數(shù)據(jù)通訊箱，與井上設備連接。
無線數(shù)據(jù)采集器并聯(lián)在通訊電纜線上，構成井下的動態(tài)探測網(wǎng)絡。
成本較光纖系統(tǒng)低

3  技術比較
3.1 與其他人員管理系統(tǒng)的比較


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3.2與其他無線數(shù)據(jù)通信方式的比較

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