[ 導讀 ] 煤礦井下人員跟蹤定位管理系統是集計算機軟硬件、信息采集處理、無線數據傳輸、網絡數據通訊、自動控制等技術多學科綜合應用為一體的自動識別信息技術產品，該產品是通過對坑道遠距離移動目標進行非接觸式信息采集處理，實現對人車物在不同狀態(移動靜止)下的自動識別從

　　一、產品介紹

　　1、產品概述

　　煤礦井下人員跟蹤定位管理系統是集計算機軟硬件、信息采集處理、無線數據傳輸、網絡數據通訊、自動控制等技術多學科綜合應用為一體的自動識別信息技術產品，該產品是通過對坑道遠距離移動目標進行非接觸式信息采集處理，實現對人車物在不同狀態(移動靜止)下的自動識別從而實現目標的自動化管理。

　　該產品集成了技術含量很高的射頻識別技術，并采用跳頻點或者固定頻點頻率實現可靠的半雙工通信，分站設備和無源本質安全型標識卡采用全新的嵌入式微處理器和嵌入式軟件進行設計，具有隔爆兼本質安全型設計系統作用距離遠、可任意調整系統的識別范圍、識別無“盲區”、信號穿透力強、安全保密性能高、對人體無電磁污染、環境適應性強可、同時識別眾多目標、便于網絡連接等性能優點，目前這種嶄新的信息采集、存貯、傳遞和處理技術，已迅速得到國內外同行的廣泛關注，它將為煤礦井下人員定位跟蹤管理起非常重要的作用。

　　該產品是“杰訊電子”公司在總結射頻識別技術(RFID)的基礎上結合煤礦井下安全生產的特點，通過自身的技術力量，在我公司遠距離射頻識別技術系統產品專利產品的基礎上開發成功的高新技術產品，擁有自主知識產權，填補了國內信息技術領域的一項空白。該系統產品已根據煤礦安全生產企業的技術要求和安全標準進行獨立設計，完全可以滿足煤礦井下人員跟蹤定位的自動化管理要求。同時可充分利用礦井已有煤礦監控系統平臺資源聯網運行，有效節約投資。

　　2、產品組成及其功能

　　該產品由軟件系統和硬件系統組成，其中軟件系統包括應用軟件和嵌入式軟件兩部分組成，用于完成信息采集、識別、加工及其傳輸，由這兩部分軟件共同支撐著整個系統的運行。硬件系統由井下分站設備，天線、閱讀器和標識卡組成，用于完成信息采集和識別，從而實現預設的系統功能和信息化管理目標。其中硬件系統包括：

　　井下分站設備：由讀卡器、通訊板、隔爆兼本安電源、備用電池、嵌入式軟件組成。其主要功能是完成對人員標識卡輸出信號的采集、處理、與地面計算機的雙向通訊及供電等。

　　天線：用于發射無線電信號以激活無源標識卡和接收無源標識卡發出的無線電信號。

　　標識卡：由處理器、存儲器、卡內天線、調制解調電路組成。其工作在 902～928MHz 頻點上，半雙工通信。作用：無源標識卡平時處于睡眠狀態，當進入系統工作區后，被天線發出的無線電信號激活，發射出唯一的加密識別碼無線電信號。閱讀[FS:PAGE]器天線發出的無線電信號為無源標識卡正常工作和發射 902～828MHz 的電磁波提供能量。

　　數據傳輸接口：主要由本安電源、單片機、信號轉換及信號放大組成，完成通訊信號的轉換和本安與非本安運行環境的隔離。

　　人員定位管理軟件：用戶管理、基本設定、資料管理、考勤管理、安檢管理、設備點檢、數據讀取工具、數據查詢、日志查詢、地圖編輯、數據備份(自動備份)、使用幫助等。實現對井下人員的跟蹤定位信息的采集、分析處理、實時顯示、數據庫存儲、報表打印等功能。

　　3、系統構成簡圖

　　計算機,KJJ60數據傳輸接口,KJF97.1井下分站,KJF97.2天線,KGE50信息化頭盔.

　　4、系統工作原理

　　KJF97.1井下分站設備的讀卡器將超高頻的查詢載波信號經天線向外發送;隨身攜帶的無源標識卡進入高頻的天線工作區域后被激活(未進入天線工作區域標識卡不工作)，把射頻信號轉換成電能量同時將載有目標識別碼的信息反射回讀卡器;天線接收到標識卡發來的載波信號，經分站讀卡器接收處理后，提取出目標識別碼，并經讀卡器到通訊板送至地面計算機，完成預設的系統功能，從而實現目標的自動化管理。隔爆電源及備用電池完成供電、斷電、短路保護功能。

　　5、主要技術指標

　　● 分站電源：AC127V

　　● 功 耗：<12W

　　● 工作頻率：902～928MHz

　　● 數據傳輸接口：本安異步半雙工RS485信號，傳輸距離不小于10千米。

　　● 工作溫度： -20℃～+55℃

　　● 識別區域：≮5m(1m-10m可調)

　　● 隔爆兼本質安全型

　　6、主要性能指標

　　● 識別距離不小于5米，識別距離10米可調。

　　● 能可靠識別快速移動目標。

　　● 可同時識別多張不同號碼的射頻卡。

　　● 無對人體傷害電磁污染。

　　● 識別區域無方向性、無盲區。

　　● 信號穿透力和繞射力強。

　　● 信息的安全性和保密性能高。

　　● 集成度高、兼容性好、通信簡單快捷。

　　● 性價比高，便于安裝和維護。

　　7、與其它產品相比較的優點

　　● 擁有自主知識產權和自有技術標準體系。

　　● 遠距離識別，無需將標識卡靠近讀卡設備讀卡。

　　● 標識卡攜帶方便。

　　● 系統的正常工作不受環境變化的影響，保證在惡劣環境下24小時能夠連續正常運轉。

　　● 系統運行安全穩定可靠誤碼率幾乎為0。

　　● 具有信息防沖撞功能，可同時識別多個標識卡。

　　● 信號穿透力和繞射力強，系統識別標識卡可做到無方向性。

　　● 識別距離不小于[FS:PAGE]5米，最大可到10米，且識別距離1~10米可以調整。

　　● 無對人體傷害的微波電磁污染，信息的安全性和保密性能高。

　　● 可靠識別快速移動目標(即射頻卡)。

　　●標識卡的壽命周期可超過10年。

　　● 系統安裝維護方便。

　　8、產品證書

　　KJF97.1隔爆兼本安型動態目標識別器及無源標識卡執行如下技術標準：Q/JX001.2-2006

　　KJF97.1隔爆兼本安型工作站礦用產品安全標志證書編號：200610852。

　　KJF97.1隔爆兼本安型工作站防爆合格證號：2062994。

　　KJF97.2隔爆兼本安型天線礦用產品安全標志證書編號：200610851。

　　KJF97.2隔爆兼本安型天線防爆合格證號：2064131。

　　KGE50無源標識卡煤礦礦用產品安全標志證書編號：200610853。

　　KGE50無源標識卡防爆合格證號：2064132。

　　KJJ60數據傳輸接口煤礦礦用產品安全標志證書編號：200610850。

　　KJJ60數據傳輸接口防爆合格證號：2064130。

　　KJ157井下人員管理系統礦用產品安全標志證書編號：200610849。

　　KJ157井下人員管理系統防爆合格證號：2064170。

　　二、礦井人員定位跟蹤管理系統技術方案

　　1、系統設計原則

　　● 實現煤礦井下作業人員進出的有效識別和監測監控，使管理系統充分體現“人性化、信息化和高度自動化”，實現數字礦山的目標。

　　● 為煤礦管理人員提供人員進出限制、考勤作業、監測監控等多方面的管理信息，一旦發生安全事故通過該系統立刻可以知道該作業面工作人員及其數量，保證搶險救災和安全救護工作的高效運作。

　　● 系統設計的安全性、可擴容性、易維護性和易操作性。

　　2、系統設計依據

　　1) GB3836.1/ GB3836.2/ GB3836.4

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

　　3) Q/JX001.2-2006《萊蕪市杰訊電子有限公司企業標準》

　　3、系統設計特點

　　1) 高度自動化。系統能自動檢測井下坑道人員經過該監測點的時間、地點信息，并自動實現對人員的考勤作業、統計及監測管理。

　　2) 先進的通信系統。安裝在煤礦井下各通道的無線信息采集設備，實時將

　　采集到的信息傳送到井下專用處理傳輸分站，并通過井下現場總線(RS485或光纖)實時向地面的網絡服務器傳送相關人員通過的數據，整個過程無需人為干預。

　　3) 完備的數據統計與信息查詢軟件。系統軟件具備專用數據庫管理系統包括工人通過坑道的信息采集和統計分析系統，考勤作業的統計與管理分析系統，顯示并打印[FS:PAGE]各種統計報表資料，為高層管理人員的查詢與管理提供全方位的服務。

　　4)系統的安全、穩定、可靠性設計。系統產品采用坑道壁掛式設計，保證系統在惡劣的環境下能連續正常運轉，并提供斷電后2小時以上供電電源。

　　5) 完善的異常情況(包括無卡非法進入、無效卡、失效卡、黑名單卡進入)報警呼叫系統配置。

　　4、系統設計方案

　　本系統遵循“統一發卡、統一裝備、統一管理”的原則，按準許上崗人員和班

　　組實行“一人一卡”制，該標識卡可視為“上崗證”或“坑道準入證”具體方案：

　　1) 煤礦生產單位在井下坑道、作業面的交叉道口安裝井下分站設備。

　　2) 煤礦生產單位向下井工作人員頒發信息化頭盔(標識卡與安全帽結合一體)。

　　3) 系統數據庫記錄該標識卡所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、過敏史、有效期等基本信息。

　　4) 生產單位對該標識卡進行授權后即生效。授權范圍包括：該員工可以準入的坑道或作業面。為防止無關人員和非法人員進入坑道或作業面，系統設置該卡準入坑道或作業面的時效管理模塊及卡的失效、報失等。

　　5) 進入坑道的工作人員必須隨身帶好信息化頭盔，當持卡人員經過設置識別系統的地點時被系統識別，系統將讀取該卡號信息，通過系統傳輸網絡，將持卡人通過的地點、時間等資料傳輸到地面監控中心進行數據管理;如果采集的卡號無效、或進入限制通道，系統將自動報警，監控中心值班人員接到報警信號，立即執行相關安全工作管理程序。

　　6) 坑道一旦發生安全事故，監控中心在第一時間內可以知道被困人員的基本情況，便于事故救助工作的開展。

　　7) 系統可自動生成考勤作業的統計與管理等方面的報表資料，提高管理效益。

　　5、系統的基本構成及組件的功能

　　KJF97.1工作站(井下分站設備)：

　　井下分站設備由讀卡器、通訊板、隔爆電源備用電池、嵌入式軟件、天線和射頻電纜，以及礦用阻燃電源電纜、礦用阻燃雙絞線通信電纜、接線盒等組成。其中隔爆電源接入AC127V，為分站工作提供電源;讀卡器是完成對人員通行信息的采集、處理;通訊板是采集到的數據進行緩存等待計算機的命令讀取數據，將RS232信息轉換為RS485信息。接受上位機的輪循訪問并向上位機傳送所采集到的人員編碼信息;不間斷電源是停電后提供2小時以上的供電電源(設計的蓄電池為2.2安時);礦用阻燃電源電纜主要是為分站的隔爆腔提供井下AC127V電源;礦用阻燃雙絞線通信電纜主要是[FS:PAGE]完成井下網絡的連接，為現場RS485或光纖方式。

　　地面設備：

　　地面人員監測管理部分由數據傳輸接口、HUB、監控主機(含監控管理軟件)、UPS電源、打印機、網絡終端、防雷設備等組成。其中數據傳輸接口是將井下的RS485(或光纖信號)轉換為監控計算機RS232串口信號;監控計算機(含人員監測管理軟件)及數據庫，實現對信息的自動化管理目標，在計算機屏幕上直觀動態顯示井下人員的分布情況，使管理層一目了然;UPS電源主要為了在交流電源停電后繼續維持系統設備正常運行;打印機主要用來打印機人員監測管理報表;網絡終端主要是人員監測信息的網上共享。

　　6、系統網絡構成示意圖

　　7、系統技術參數

　　地面監控軟件：

　　系統容量：不小于32臺分站

　　通訊方式：RS485(或光纖)

　　傳輸波特率：1200bps

　　通訊距離：不小于10Km

　　巡檢周期：小于30S

　　處理內容：煤礦井下人員定位跟蹤管理

　　網絡平臺：以太網

　　操作系統：WIN2000/XP

　　數據庫：SQL SERVER 2000

　　數據傳輸接口：

　　電源電壓： 220VAC/50Hz

　　通訊方式：RS485

　　傳輸波特率：1200bps

　　通訊距離：10Km

　　與計算機通訊：RS232

　　隔離電壓:≥1500V

　　防爆型式：礦用本質安全型

　　KJF97.1工作站(井下分站)：

　　輸入電壓： 127 VAC

　　工作頻率：902～928MHz

　　工作溫度：-20℃～+55℃

　　識別區域：≮5m(1m-10m可調)

　　1秒同時識別井下人員通過數量：20個

　　通訊方式：RS485(或光纖)

　　傳輸波特率：1200bps

　　通訊距離：不小于10Km

　　備用電源：斷電后可連續工作2小時以上

　　防爆型式：隔爆兼本安型

　　三、系統特點

　　1. 體積小，安裝方便，并采用了無源RFID無源電子標簽。

　　本系統完全按照“煤安”標準設計制造，結構設計合理，并對天線部分進行適應化改進，采用無源電子標簽設計制造信息化頭盔，這在國內外還屬首創，此信息化頭盔使人員監測系統更加方便和靈活。

　　2.完備的數據統計與信息查詢軟件：

　　系統軟件具備專用數據庫管理系統，包括工人通過坑道的信息采集和統計分析系統，考勤作業的統計與管理分析系統，顯示并打印各種統計報表資料，為高層管理人員的查詢與管理提供全方位的服務。

　　3.高度自動化：

　　本系統采用RFID(射頻識別)技術研發而成，它不僅能實現對人員的安全控制、考勤的監測，同時也可以實現對物體的運動軌跡的監測、區域的進入許可，特別是對危險[FS:PAGE]及重要場所的監控，人員的運行軌跡、危險場所的禁入、警告等。

　　4.采用了可選擇的兩種通訊方式：

　　本系統考慮到不同使用單位的要求有差異，在讀寫器內部的微處理單元增加了存貯功能。在PC機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，讀寫器接收到目標信號，經處理后直接傳輸到PC機;另一種是RS485半雙工通訊模式，讀寫器收到目標信號后，經內部微處理器識別后，暫時緩存起來，后通過RS485半雙工方式傳輸給PC機。組網方式靈活，可以適用于多種環境。

　　5.完善的異常情況(包括無卡非法進入、無效卡、失效卡、黑名單卡進入)報警呼叫系統配置。

　　四、系統功能

　　1. 顯示、查詢井下情況：

　　任一時間井下或某個地點人數，及每個人的身份;

　　查詢一個或多個人現在的實際位置及某個人在任一時間的活動軌跡;

　　查詢有關人員在任一地點的到達、離開時間和總工作時間等等一系列信息，可以督促和落實重要巡查人員(如：瓦斯監測人員、安全監測人員及管理人員等)是否按照規定的時間、地點的進行各項檢查工作，減少事故發生因素;

　　對某些危險及重要場所的禁入、警告;

　　可實現網絡共享,對多個用戶通過權限設置,可查看權限內信息;

　　具備考勤功能,可查詢一個或多個人每天入井次數,在井下工作時間等;

　　2. 隨時查看井下人員在坑道內的實時動態分布，根據井下的實際情況制作相應的動態圖，使井下人員分布情況一目了然;

　　3. 遇突發事故,可隨時查詢事故區域的人員分布及人員身份,能及時調動相關人員處理事故及撤離,可為搶險救災提供準確資料。

　　4. 搶險時更準確快速識別遇險人員具體地點和位置，提高搶險效率和救護效果。

　　五、總結

　　將射頻卡識別技術應用于井下人員管理系統，是通過建立一個完整、靈活和實時的井下人員管理系統，包括井下作業工人的計劃安排、工人進出巷道的權限管理、巷道人員分布、作業工人資料、安全物資流動等進行管理，來實現井下管理信息化，同時提高礦井開采生產管理和作業安全的水平。這種智能化監控系統是以礦井安全生產為基礎，射頻識別模塊(RFID)為主要設備，有線通信網絡為紐帶，監管中心的PC為中樞的新型智能化計算機管理系統，綜合運用了多種通信技術，突破了傳統礦井安全管理模式，是礦井安全生產管理系統的新趨勢。

　　六、系統設備清單(價格為市場報價)

 

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