煤礦井下人員位置檢測分站的製作方法

2023-09-11 10:54:45

專利名稱：煤礦井下人員位置檢測分站的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種人員位置檢測站，特別是涉及一種使用無線
射頻技術實現身份識別(RFID)的礦用設備，可在煤礦等危險作業環 境下用作考勤、位置檢測、身份識別。屬於煤礦人員安全管理措施技 術領域。
背景技術：
煤礦施工安全及人員管理是當今煤礦工作者特別煤礦管理者的 一件頭等大事，採煤工人在礦井下的位置、區域、數量作為管理者來 說必須做到心中有數。近年來煤礦事故頻繁，多數事故煤礦在實施救 援時首先遇到了統計井下被困人數、統計被困人員所處井下的位置區 域這兩大難題。
為了解決礦工在礦井下的位置、區域等信息，現有技術中的同類 產品，從技術上大多採用RFID技術，基於現有的檢測分站，以讀卡 方式是由人員識別卡作為主動發碼器，以一個短時間間隔為周期，不 管是否在檢測分站信號覆蓋區域，都不停地通過高頻信號將卡號發送 出去；而檢測分站作為一個被動接收器，將在其接收範圍內收到的卡 號作存儲處理，同時發送到地面監控主機，從而實現讀卡和人員識別。 這種讀卡方式造成識別卡在經過檢測分站信號覆蓋區域時，檢測分站 會不停地收到同一識別卡發來的重複信息，大量的冗餘數據佔用了更 多的讀卡時隙，而且冗餘數據也將發送到地面監控主機，造成地面監 控主機對數據存儲處理的壓力；當大量識別卡同時經過同一檢測分站 時，已經被讀取的識別卡繼續與未被讀取的識別卡競爭讀卡時隙，而 且在同一精確時間，同時被檢測分站接收時的兩個重疊的卡號將被視 作錯誤數據而不作處理，造成了更大的漏讀、誤讀的可能性。這就是現有檢測分站與人員識別卡之間的通信方式存在缺陷，造成檢測分站 讀卡不準確，並發數量少，漏讀情況嚴重。

實用新型內容
本實用新型的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種使用無
線射頻技術實現身份識別(RFID)的煤礦井下人員位置檢測分站。本 實用新型能有效實現考勤、人員區域性位置監測、下井人數統計、井 下工作時間控制等功能。
本實用新型的技術方案是這樣實現的
本實用新型的煤礦井下人員位置檢測分站，包括中央處理器，所 述中央處理器通過信號線與低頻信號發射模塊及低頻信號接收模塊
連接，低頻信號發射模塊具有將頻率為315MHz的信號發射出去，用 於覆蓋讀識別卡區域，低頻信號接收模塊具有接收頻率為315MHz的 信號，用於接收讀卡區域內的識別卡發回的315MHz低頻信號，識別 卡內也設置了低頻發射模塊及低頻接收模塊的晶片，所述中央處理器 通過信號線與高頻信號發射模塊及高頻信號接收模塊連接，高頻信號 接收模塊用於接收讀卡區域內的識別卡的2.4G高頻模塊發回的識別 卡卡號，所述中央處理器還與存儲器連接，所述中央處理器用於校驗、 處理識別卡發回的信息，識別卡發回的信息包括井下人員位置、作業 時間、下井人數等，所述存儲器用於存儲識別卡發回的信息。
而且所述中央處理器通過484數據總線、數據傳輸接口與上位機 連接，上位機設置在集中控制室，為計算機系統，安裝有專門的軟體， 所述上位機用於讀取存儲器中的信息及向檢測分站發送指令。
而且所述中央處理器還與安全柵連接，所述安全柵用於保障識別 卡與檢測分站的通信安全。
而且所述中央處理器還與信號匯接器連接，所述信號匯接器用於 將多個識別卡發回到檢測分站的信息進行匯接。本實用新型的煤礦井下人員位置檢測檢測分站的傳輸方式每個 下井工人身上都戴有識別卡，識別卡上也設置了低頻接收及發射模
塊、高頻接收及發射模塊。檢測分站利用315MHz低頻信號覆蓋讀卡 區域，識別卡使用315MHz低頻接收模塊聽取檢測分站指令，並每4 秒釧打開一次低頻信號接收模塊。
當戴有識別卡的工人進入檢測分站的信號覆蓋區域時，識別卡接 收到檢測分站指令，確認進入了檢測分站讀卡範圍，識別卡向檢測分 站發送通信請求，檢測分站收到請求指令後，與識別卡建立通信，並 為該識別卡分配讀卡時隙，同時向該識別卡發送開卡指令。
識別卡收到開卡指令後，自動打開2.4G高頻模塊，將卡號發送 到檢測分站。
檢測分站接收到識別卡號以後通過中央處理器作校驗、並通過存 儲器作存儲處理，確認指令信息完整而且讀卡完成後向識別卡發送關 卡指令。
識別卡接收到關卡指令後，自動關閉高頻、低頻信號模塊和中央 處理器，識別卡進入休眠狀態，通信中斷，休眠時間為30秒，休眠 結束後識別卡重新進入下一個4秒循環聽取指令。
本實用新型的煤礦井下人員位置檢測分站相對於現有技術具有 如下優點
1、本實用新型把煤礦井下人員位置檢測分站作為一個主動獲取 卡號的設備，與識別卡在建立通信之前首先利用低頻信號進行一次 "握手"，當確認雙方能實現高頻信號通信時，再在一定時隙內向識 別卡發送開卡指令，讓識別卡用高頻信號發出卡號信息，此時若收到 錯誤數據或對數據處理失敗，則不發送關卡指令，識別卡繼續發送卡 號信息，直至確認信息無誤且完成讀卡後，才向識別卡發送關卡指令， 使識別卡進入休眠狀態，而30秒內不再向檢測分站發送卡號信息。 這樣，使用檢測分站來主動控制讀卡過程的開始和結束，可以確保檢測分站收到數據的完整性、準確性。
2、本實用新型的讀卡技術是檢測分站可以首先預設識別卡信息 卡號範圍，然後在固定循環時間內為每一個範圍內的識別卡分配一個 讀卡時隙，在該時隙內檢測分站向識別卡發送開卡指令，同時接收指 定識別卡的信息，確認完成讀卡後向識別卡發送關卡指令，使識別卡 進入休眠狀態而不再往檢測分站發送冗餘數據，已經讀取的識別卡信 息將不再重複發送，減輕檢測分站存儲處理壓力，而且防止大量冗餘 數據造成識別卡信息衝突而漏讀、誤讀。在此基礎上，使得檢測分站 信號覆蓋範圍內同一時間讀卡並發數得到大幅改善。


圖1為本實用新型的煤礦井下人員位置檢測分站模塊連接示意圖；具體實施方式
為了使本領域的一般技術人員能夠清楚理解本實用新型的技術 方案，現結合附圖對本實用新型作進一步說明
本實用新型的煤礦井下人員位置檢測分站，包括中央處理器1， 中央處理器1通過信號線與低頻信號發射模塊4及低頻信號接收模塊
3連接，低頻信號發射模塊4用於將315MHz低頻信號覆蓋讀卡區域， 低頻信號接收模塊3用於接收讀卡區域內的識別卡7發回的315MHz 低頻信號，中央處理器1通過信號線與高頻信號發射模塊5及高頻信 號接收模塊6連接，高頻信號接收模塊5用於接收讀卡區域的識別卡 7的2.4G高頻模塊發回的識別卡7的卡號，中央處理器1還與存儲 器2連接，所述中央處理器1用於校驗、處理識別卡7發回的信息， 存儲器2用於存儲識別卡7發回的信息。
進一步地，中央處理器1通過484數據總線8、數據傳輸接口 9 與上位機10連接，上位機10用於讀取存儲器2中的信息及向檢測分 站發送指令。進一步地，中央處理器1還與安全柵11連接，安全柵11用於保
障識別卡7與檢測分站的通信安全。
進一步地，中央處理器1還與信號匯接器12連接，信號匯接器 12用於將多個識別卡7發回到檢測分站的信息進行匯接。
具體實施例1:本實用新型的煤礦井下人員位置檢測檢測分站， 如圖1所示，把檢測分站作為一個主動獲取卡號的設備，檢測分站與 識別卡7在建立通信之前首先利用低頻信號進行一次"握手"，當確
認雙方能實現高頻信號通信時，再由檢測分站在一定時隙內向識別卡 7發送開卡指令，讓識別卡用高頻信號發出卡號信息，此時若檢測分 站收到錯誤數據或對數據處理失敗，則不發送關卡指令，識別卡繼續 發送卡號信息，直至檢測分站確認信息無誤且完成讀卡時，才向識別 卡7發送關卡指令，使識別卡7進入休眠狀態，而30秒內不再向檢 測分站發送卡號信息。這樣，使用檢測檢測分站來主動控制讀卡過程 的開始和結束，可以確保檢測分站收到數據的完整性、準確性。
具體實施例2:本實用新型的檢測分站可以首先預設識別卡信息 卡號範圍，然後在固定輪循時間內為每一個範圍內的識別卡分配一個 讀卡時隙，在該時隙內檢測分站向識別卡發送開卡指令，同時接收指 定識別卡的信息，確認完成讀卡後向識別卡發送關卡指令，使識別卡 進入休眠狀態而不再往檢測分站發送冗餘數據，已經讀取的識別卡信 息將不再重複發送，減輕檢測分站存儲處理壓力，而且防止大量冗餘 數據造成識別卡信息衝突而漏讀、誤讀。在此基礎上，使得檢測分站 信號覆蓋範圍內同一時間讀卡並發數得到大幅改善。
具體實施例3:本實用新型檢測分站採用循環方式向上位機10
發送數據，當檢測分站讀取到識別卡7信息時先作存儲處理，將信息 放到存儲器2中等待上位機10讀取，上位機10按照軟體預設的檢測 分站數量，逐個發送讀取指令，當檢測分站收到上位機10指令時， 把當前存儲的數據發送到上位機10，上位機10確認數據正確並存儲後向檢測分站發送該識別卡7信息已正確讀取指令，檢測分站收到確 認指令後將已經被正確讀取的存儲信息刪除，完成一個檢測分站的信
息讀取後，上位機10循環下一個檢測分站，作同樣操作。當484數 據總線8網絡通信不正常時，檢測分站將當前數據存放在存儲器2中， 而且不終止與識別卡7的讀卡通信工作，當總線正常後， 一直存儲的 數據可以繼續被上位機10循環讀取。
假定某礦工攜帶識別卡7進入檢測分站的低頻信號的覆蓋範圍 即讀卡範圍，檢測分站自動讀取該礦工所佩戴的識別卡7的信息並將 該信息存儲在檢測分站的存儲器2中，然後等待上位機10呼叫，當 上位機10輪循到該檢測分站時，讀取該檢測分站的儲存器2儲存的 識別卡7信息，並在上位機10監控軟體上正確顯示該識別卡7的相 關信息，通過上位機10顯示的該識別卡7的信息可以清楚獲得該礦 工在井下的位置、工作時間。按照同樣的讀卡方式，上位機10可通 過檢測分站檢測到多個井下礦工的相關信息，如在某一個時間，在某 一個位置，有多個礦工等信息，使得對井下礦工的情況做到清楚了解。
權利要求1、一種煤礦井下人員位置檢測分站，包括中央處理器(1)，其特徵在於，所述中央處理器(1)通過信號線與低頻信號發射模塊(4)及低頻信號接收模塊(3)連接，低頻信號發射模塊(4)用於將315MHz低頻信號覆蓋讀卡區域，低頻信號接收模塊(3)用於接收讀卡區域內的識別卡(7)發回的315MHz低頻信號，所述中央處理器(1)通過信號線與高頻信號發射模塊(5)及高頻信號接收模塊(6)連接，高頻信號接收模塊(6)用於接收讀卡區域的識別卡(7)的2.4G高頻模塊發回的識別卡(7)的卡號，所述中央處理器(1)還與存儲器(2)連接，所述中央處理器(1)用於校驗、處理識別卡(7)發回的信息，所述存儲器(2)用於存儲識別卡(7)發回的信息。
2、 根據權利要求1所述的煤礦井下人員位置檢測分站，其特徵 在於，所述中央處理器通過484數據總線(8)、數據傳輸接口 (9) 與上位機(10)連接，所述上位機(10)用於讀取存儲器(2)中的 信息及向檢測分站發送指令。
3、 根據權利要求1所述的煤礦井下人員位置檢測分站，其特徵在 於，所述中央處理器(1)還與安全柵(11)連接，所述安全柵(11) 用於保障識別卡(7)與檢測分站的通信安全。
4、 根據權利要求1所述的煤礦井下人員位置檢測分站，其特徵在 於，所述中央處理器(1)還與信號匯接器(12)連接，所述信號匯 接器(12)用於將多個識別卡(7)發回到檢測分站的信息進行匯接。
專利摘要本實用新型的煤礦井下人員位置檢測分站，包括與低頻信號發射模塊及低頻信號接收模塊連接的中央處理器，低頻信號發射模塊用於將315MHz低頻信號覆蓋讀識別卡區域，低頻信號接收模塊用於接收讀卡區域內的識別卡發回的315MHz低頻信號，中央處理器通過信號線與高頻信號發射模塊及高頻信號接收模塊連接，高頻信號接收模塊用於接收讀卡區域的識別卡的2.4G高頻模塊發回的識別卡卡號，中央處理器還與存儲器連接，中央處理器用於校驗、處理識別卡發回的信息，存儲器用於存儲識別卡發回的信息。本實用新型可將井下礦工的相關信息由識別卡發回到檢測分站的存儲器，上位機從存儲器中讀取並顯示這些信息，實現了管理人員對井下礦工的可靠掌握。
文檔編號G01S13/00GK201278022SQ200820123540
公開日2009年7月22日 申請日期2008年11月4日 優先權日2008年11月4日
發明者宋福群 申請人:北京泰安特科技有限公司