礦用物流綜合管理系統的製作方法

2023-05-26 23:22:31

專利名稱：礦用物流綜合管理系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種通信與信息系統，具體地說，是涉及一種物流綜合管理系統。
背景技術：
我國煤礦95%以上是井工開採，煤炭賦存條件差、開採深度深、瓦斯、煤塵、水災、 火災、衝擊地壓、地熱等困擾著煤炭工業的健康發展，煤炭行業即是國家能源的主要支柱， 也一直是我國工礦企業中的高危行業。(1)煤礦井下空間狹窄、巷道複雜、環境惡劣，卻集中了供電、運輸、通風、排水、採掘、支護等大量的大型機電設備。(2)煤炭開採面臨的是移動的生產環境，大量的設備需要跟隨採掘的進度搬遷，煤炭企業的設備管理與運維水平普遍較低，導致效率低下，設備、材料損耗浪費現象嚴重，設備的定位與管理在煤礦企業目前是個空白。(3)煤礦在生產中使用大量的機車，我國煤礦機車定位主要以有線通信方式為主， 對於有軌機車，目前採用最多的是定位繼電器+有線通信的方式的實現，由於技術、成本與現場安裝環境的限制，定位繼電器無法高密度大量安裝，所以只能在道岔、車站等少數關鍵位置實現定位，機車運行途中的精確定位無法實現；對於礦區井上、井下的汽車，目前還沒有成熟可靠的定位與管理系統。(4)在炸藥的管理與使用方面，煤礦企業在日常的持續生產中需要大量使用炸藥， 許多惡性礦難的發生都與炸藥的使用與管理的不當有關。而現有的炸藥管理工作在煤炭企業內部還處於比較初級的登記領用狀態，礦區內炸藥運載車輛、火工人員下井放炮等均沒有相應的管理技術手段。(5)減員增效是煤炭企業提升安全生產管理水平的一個重要目標與手段，在移動的生產環境中，在人員少、距離長的井下巷道環境中在這種環境下實現減員增效，對煤礦井下通信系統的保障提出了更高的要求。(6)煤礦安全規程裡大量的規程都涉及人、設備、運輸工具與作業流程的協同操作，而對於規程的執行目前主要靠制度與人的自覺性，缺乏有效的監控技術手段。(7)煤礦井下發生事故後，地面與井下人員的信息溝通不及時，地面人員難以及時動態掌握井下人員的分布及作業情況，一旦煤礦事故發生，搶險救災、安全救護的效率低， 搜救效果差。因此井下人數不詳、被困人員位置不清、通信不暢是災後應急救援急需解決的問題。近年來，隨著國家對煤礦安全生產措施的抓緊與落實，許多礦井安裝了井下人員定位系統、設備點檢系統、無線通信系統等，但普遍存在的問題一是各系統功能單一、系統間相互隔離，在生產與安全管理上無法實現效能的最大化，系統間的協同作用難以發揮，與企業實際的生產與安全管理的融合度差，系統淪為「孤島」乃至成為擺設或「參觀工程」 ；二是系統還不夠完善或存在空白，如機車定位系統、設備定位系統、礦區內的炸藥運輸與管理系統等；三是目前的這些系統還不具備冗災與應急通信功能。

發明內容
本發明為了解決上述不足之處，提供了一種基於二維碼、RFID射頻識別技術， Wi-Fi射頻定位技術，網絡視頻技術等技術，通過無線乙太網與工業乙太網，把人員、設備與網絡連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、監控，實現「人與人」、「物與物」、「人與物」之間的協同作業、智能管理的創新應用。為了實現本發明的目的，採用以下技術方案一種物流綜合管理系統，其特徵在於所述系統由多媒體通信網關(1)、車載分站(2)、定位標識卡(3)、二維碼標籤(4)，上位機 (5)、伺服器(6)、二維碼標籤印表機(7)、二維碼讀取終端(8)、物流綜合管理平臺軟體(9)、 網絡交換機(10)、光纖、線纜和電源組成，多媒體通信網關(1)、車載分站(2)讀取定位標識卡(3)的標識信息；二維碼讀取終端(8)讀取二維碼標籤印表機(7)列印的二維碼標籤 (4)信息，車載分站(2)通過無線網絡與多媒體通信網關(1)互連；多媒體通信網關(1)與網絡交換機(10)通過光纖和線纜組成有線網絡，上位機(5)、伺服器(6)、二維碼讀取終端 (8)與該有線網絡連接，物流綜合管理平臺軟體(10)安裝在伺服器(6)上。所述的物流綜合管理系統，其特徵在於所述多媒體通信網關(1)之間可以通過光纖或線纜互連組成環型、鏈型或星型的組合網絡。所述的物流綜合管理系統，其特徵在於所述多媒體通信網關(1)與車載分站(2) 之間通過IEEE802. 11無線乙太網協議通信。所述的物流綜合管理系統，其特徵在於所述多媒體通信網關(1)、車載分站(2)與定位標識卡(3)之間通過RFID無線技術實現定位。所述的物流綜合管理系統，其特徵在於所述多媒體通信網關(1)、車載分站(2)與定位標識卡(3)之間還可以通過IEEE802. 11無線乙太網技術實現定位。所述的物流綜合管理系統，其特徵在於所述車載分站(2)包括無線乙太網模塊 (a)、RFID讀卡器模塊(b)、乙太網交換機模塊(c)、視頻伺服器模塊(d)、顯示模塊(e)、天線、電源與外殼，無線乙太網模塊(a)用於車載分站(2)與多媒體通信網關⑴之間的無線通信，RFID讀卡器模塊(b)用於讀取定位標識卡(3)的標識信息，視頻伺服器模塊(d)用於連接本地的監控攝像頭並存儲本地視頻，顯示模塊(e)用於顯示定位與指令信息，電源模塊提供電源，上述模塊安裝在一個外殼裡；無線乙太網模塊(a)、RFID讀卡器模塊(b)、視頻伺服器模塊(d)、顯示模塊(e)均連接至乙太網交換機模塊(C)。所述的物流綜合管理系統，其特徵在於所述多媒體通信網關(1)包括無線乙太網模塊(h)、乙太網交換機模塊(i)、RFID讀卡器模塊(j)、天線、電源與外殼，無線乙太網模塊 (h)用於實現無線乙太網的信號覆蓋，RFID讀卡器模塊(j)用於讀取定位標識卡(3)的標識信息，乙太網交換機模塊⑴用於連接無線乙太網模塊(h)、RFID讀卡器模塊(j)以及系統組網，電源模塊為多媒體通信網關提供電源，上述模塊安裝在一個外殼裡。所述的車載分站(2)，其特徵在於所述車載分站(2)的乙太網交換機模塊(d)具備乙太網接口(Eth)與串行通信接口(RS)。所述的多媒體通信網關(1)，其特徵在於所述多媒體通信網關(1)的乙太網交換機模塊⑴具備乙太網接口(Eth)與串行通信接口(RS)。上述的物流綜合管理系統，其特徵在於滿足煤礦井下爆炸性氣體環境用電氣設備安全技術要求。本發明的有益效果在於物聯網是將各種信息傳感設備，如二維碼、射頻識別(RFID)、全球定位系統(GPS) 等裝置與網絡結合起來，從而給物體賦予智能，實現人與物、物與物的相互間的溝通和對話，實現智能的管理。物聯網技術與理念的推廣對提升我國煤炭企業的物流與安全生產管理水平具有重要的意義。煤炭行業的特殊性，使其不但具備「物聯網」的實施條件與需求， 還具備人員定位的條件，煤礦井下人員定位系統已成為行業強制標準正在逐步實施，將物的定位與人的定位相結合，輔助以通信系統、視頻監控系統，與自動化生產系統相協同，應用於煤礦企業的安全生產管理，是物聯網技術在煤炭企業安全生產工作中的創新應用。


圖1是本發明的系統組成框2是本發明的系統架構框3是物流綜合管理平臺軟體架構框圖；圖4是爆破規程監控示例框圖；圖5是車載分站框6是多媒體網關框圖
具體實施例方式下列實施例將進一步說明本發明，實施例不應被視為限制本發明的範圍。如圖1所示，所述系統由多媒體通信網關(1)、車載分站(2)、定位標識卡(3)、二維碼標籤(4)，上位機(5)、伺服器(6)、二維碼標籤印表機(7)、二維碼讀取終端(8)、物流綜合管理平臺軟體(9)、網絡交換機(10)、光纖、線纜和電源組成。多媒體通信網關(1)、車載分站(2)讀取定位標識卡(3)的標識信息，標示卡分為人員定位標示卡、設備定位標示卡、車輛定位標示卡、位置標定標示卡，不同用途的標示卡可以通過不同的分組編碼加以區分，標示卡可以是基於RFID定位技術的標示卡，也可以是基於IEEE802. 11協議的標示卡；二維碼讀取終端(8)讀取二維碼標籤印表機(7)列印的二維碼標籤(4)信息，二維碼標籤黏貼於被標示物，應用於危險品或材料的流向管理。車載分站(2)通過無線網絡與多媒體通信網關(1)互連，車載分站可以讀取人員、 設備、車輛、位置標定標示卡的信息並可將這些定位信息上傳至上位機，車載分站可以讀取與存儲車輛本身工況的監測信息，並可將這些信息上傳至上位機；車載分站可以接入車上安裝的攝像機，進行視頻信號的存儲，並可將這些信息上傳至上位機。多媒體通信網關(1)與網絡交換機(10)通過光纖和線纜組成具有冗餘功能的有線網絡，多媒體通信網關(1)通過其內部的無線乙太網模塊，可以實現周邊的無線信號覆蓋，接入符合IEEE802. 11協議的手機、筆記本計算機、PDA、無線攝像機等無線終端設備，實現數據、語音、圖像的無線傳輸。上位機(5)、伺服器(6)、二維碼讀取終端(8)與該有線網絡連接，物流綜合管理平臺軟體(10)安裝在伺服器(6)上。
系統的功能如下1、實現物流/人流定位與管理功能1)人員定位與管理功能2)設備定位與管理功能3)車輛/機車定位與管理功能4)炸藥流向與炸藥運輸車輛定位與車載監控功能2、通信功能1)無線/有線調度通信功能2)工業乙太網組網功能3)應急通信功能4)視頻監控功能3、安全與生產系統接入與融合功能1)安全監測監控系統接入功能2)綜合自動化系統融合功能4.物流與安全生產綜合管理系統平臺1)資源調度(人、車、設備)功能2)流程管理功能3)協同作業管理功能4)數據、圖像、聲音信息採集、監控、顯示和存儲功能5)告警、存儲、分發功能6)分級管理功能7)統計、報表、分析功能8)網絡管理功能如圖2所示，是本發明的系統架構框圖。根據煤炭企業生產管理需求與現狀，將系統業務分為人員定位與管理、設備定位與管理、車輛/機車的定位與管理、危險品流向與運輸監控與管理四個子系統，以物流與安全生產綜合管理系統平臺為核心，以無線/有線一體化調度通信系統、視頻監控系統、應急通信系統為輔助通信系統，與安全監測監控系統、 綜合自動化等系統相結合。1.人員、設備定位與管理人員定位系統由主要標識卡、讀卡器、網絡傳輸系統、上位機與系統軟體組成，標識卡由個人佩帶，設備、車輛定位與管理系統與人員定位與系統相同，共用讀卡器、網絡傳輸系統、上位機與系統資料庫軟體，以標識卡的不同分組來區分人與設備。2.機車定位與管理系統將標識卡以1 3米的間隔安裝於井下巷道頂壁上，通過安裝於礦用機車上的車載分站讀取標識卡，定位精度可以達到1 3米。安裝於礦用機車上的車載分站與固定安裝在巷道中的多媒體通信網關之間採用無線以大網協議通信，可以支持視頻、語音、數據等多業務，可以實時接收調度中心下傳的各種指令，支持在機車上安裝攝像機，實現移動機車上攝像機視頻信號的實時無線上傳與本地存儲；通過車載分站的串行通信埠可將機車本身的運行監測數據實時無線上傳與本地存儲。地面調度中心可以根據機車位置情況實時控制道口的紅綠燈。3.炸藥流向與運輸監控管理炸藥流向管理系統採用二維碼識別與管理技術，二維碼由於成本低廉，同樣適用於企業對低值設備或材料的日常管理。炸藥流向管理以煤礦企業從公安部門取得炸藥為起始點，由煤礦企業為領到的炸藥加貼二維碼標籤並進行相應後續領用、運輸、下井、實施爆破等流程的管理至炸藥按規程使用完畢。4.無線/有線一體化調度通信通信系統是系統實現的重要保障手段，無線/有線一體化調度通信已經成為今後的發展趨勢，本發明提出的是一種集井下移動通訊、視頻監控、人員定位、應急救援通信、工業以太環網、無線/有線一體化調度通信的六網合一的系統。基於VoIP通信技術的優勢， 系統還具備應急通信的功能，系統支持多環多路由網絡冗餘，系統中任意一點的分站、光纜等設備發生故障或遇災害損壞時，系統具有即時重構自愈功能，故障不影響系統的正常工作。系統支持手機的脫網通信功能，即使井下某一段網絡與地面的通信完全被中斷隔離，井下的手機之間仍然可以通過脫網通信功能發現在線的手機，並實現內部通話。如圖3所示，是物流綜合管理平臺軟體架構框圖。物流信息化系統平臺通過對物流、人流、車流、危險品過程數據的集成、加工處理，在安全生產管理和實時過程控制之間架起一座橋梁，達到兩者之間的信息交換和緊密集成。在關係資料庫系統基礎上，實現各應用系統的集成、管理和信息共享、交互。通過該平臺可以將企業分散的物流、人流、危險品等各子系統實現有機的整合，增加監測監控、告警、存儲、分發、業務流程管理、協同作業管理、統計報表、數據分析等附加功能，實現多級、分層、實時以及任意位置的監控與管理。協同管理設計是企業級物流與安全生產綜合管理系統平臺的核心，煤礦安全規程的核心既是對人員、設備、環境、流程等條件與操作規程的約束，而規程的執行監控一直缺乏有效的技術手段，主要依賴人員的素質與自覺性。如圖4所示，是爆破規程監控示例框圖。以井下爆破的安全規程為例，通過本系統可以監控炸藥的領用、運輸、實施等各環節的合規性，對於爆破操作的現場環境、人員與設備條件進行監控與記錄，對於違規或潛在的危險行為給出告警與糾正。如圖5所示是車載分站框圖。車載分站包括無線乙太網模塊(a)、RFID讀卡器模塊(b)、乙太網交換機模塊(C)、視頻伺服器模塊(d)、顯示模塊(e)、天線、電源與外殼。無線乙太網模塊(a)用於車載分站與多媒體通信網關之間的無線通信，RFID讀卡器模塊(b)用於讀取定位標識卡的標識信息，視頻伺服器模塊(d)用於連接本地的監控攝像頭並存儲本地視頻，顯示模塊(e)用於顯示定位與指令信息，電源模塊提供電源，上述模塊安裝在一個外殼裡；無線乙太網模塊(a)、RFID讀卡器模塊(b)、視頻伺服器模塊(d)、顯示模塊(e)均連接至乙太網交換機模塊(C)。如圖6所示是多媒體網關框圖。多媒體通信網關包括無線乙太網模塊(h)、乙太網交換機模塊(i)、RFID讀卡器模塊(j)、天線、電源與外殼，無線乙太網模塊(h)用於實現無線乙太網的信號覆蓋，RFID讀卡器模塊(j)用於讀取定位標識卡的標識信息，乙太網交換機模塊(i)用於連接無線乙太網模塊(h)、RFID讀卡器模塊(j)以及系統組網，電源模塊為多媒體通信網關提供電源，上述模塊安裝在一個外殼裡。
權利要求
1.一種物流綜合管理系統，其特徵在於所述系統由多媒體通信網關(1)、車載分站 (2)、定位標識卡(3)、二維碼標籤(4)，上位機(5)、伺服器(6)、二維碼標籤印表機(7)、二維碼讀取終端(8)、物流綜合管理平臺軟體(9)、網絡交換機(10)、光纖、線纜和電源組成，多媒體通信網關(1)、車載分站(2)讀取定位標識卡(3)的標識信息；二維碼讀取終端(8)讀取二維碼標籤印表機(7)列印的二維碼標籤(4)信息，車載分站(2)通過無線網絡與多媒體通信網關⑴互連；多媒體通信網關⑴與網絡交換機(10)通過光纖和線纜組成有線網絡，上位機(5)、伺服器(6)、二維碼讀取終端(8)與該有線網絡連接，物流綜合管理平臺軟體(10)安裝在伺服器(6)上。
2.根據權利要求1所述的物流綜合管理系統，其特徵在於所述多媒體通信網關(1)之間可以通過光纖或線纜互連組成環型、鏈型或星型的組合網絡。
3.根據權利要求1所述的物流綜合管理系統，其特徵在於所述多媒體通信網關(1)與車載分站(2)之間通過IEEE802. 11無線乙太網協議通信。
4.根據權利要求1所述的物流綜合管理系統，其特徵在於所述多媒體通信網關(1)、車載分站(2)與定位標識卡(3)之間通過RFID無線技術實現定位。
5.根據權利要求1所述的物流綜合管理系統，其特徵在於所述多媒體通信網關(1)、車載分站(2)與定位標識卡(3)之間還可以通過IEEE802. 11無線乙太網技術實現定位。
6.根據權利要求1所述的物流綜合管理系統，其特徵在於所述車載分站(2)包括無線乙太網模塊(a)、RFID讀卡器模塊(b)、乙太網交換機模塊(C)、視頻伺服器模塊(d)、顯示模塊(e)、天線、電源與外殼，無線乙太網模塊(a)用於車載分站⑵與多媒體通信網關⑴ 之間的無線通信，RFID讀卡器模塊(b)用於讀取定位標識卡(3)的標識信息，視頻伺服器模塊(d)用於連接本地的監控攝像頭並存儲本地視頻，顯示模塊(e)用於顯示定位與指令信息，電源模塊提供電源，上述模塊安裝在一個外殼裡；無線乙太網模塊(a)、RFID讀卡器模塊(b)、視頻伺服器模塊(d)、顯示模塊(e)均連接至乙太網交換機模塊(C)。
7.根據權利要求1所述的物流綜合管理系統，其特徵在於所述多媒體通信網關(1)包括無線乙太網模塊(h)、乙太網交換機模塊(i)、RFID讀卡器模塊(j)、天線、電源與外殼，無線乙太網模塊(h)用於實現無線乙太網的信號覆蓋，RFID讀卡器模塊(j)用於讀取定位標識卡(3)的標識信息，乙太網交換機模塊(i)用於連接無線乙太網模塊(h)、RFID讀卡器模塊(j)以及系統組網，電源模塊為多媒體通信網關提供電源，上述模塊安裝在一個外殼裡。
8.根據權利要求5所述的車載分站(2)，其特徵在於所述車載分站(2)的乙太網交換機模塊⑷具備乙太網接口(Eth)與串行通信接口(RS)。
9.根據權利要求6所述的多媒體通信網關(1)，其特徵在於所述多媒體通信網關(1) 的乙太網交換機模塊(i)具備乙太網接口(Eth)與串行通信接口(RS)。
10.根據權利要求1-8其中任一所述的物流綜合管理系統，其特徵在於滿足煤礦井下爆炸性氣體環境用電氣設備安全技術要求。
全文摘要
一種物流綜合管理系統，其特徵在於所述系統由多媒體通信網關(1)、車載分站(2)、定位標識卡(3)、二維碼標籤(4)，上位機(5)、伺服器(6)、二維碼標籤印表機(7)、二維碼讀取終端(8)、物流綜合管理平臺軟體(9)、網絡交換機(10)、光纖、線纜和電源組成，多媒體通信網關(1)、車載分站(2)讀取定位標識卡(3)的標識信息；二維碼讀取終端(8)讀取二維碼標籤印表機(7)列印的二維碼標籤(4)信息，車載分站(2)通過無線網絡與多媒體通信網關(1)互連；多媒體通信網關(1)與網絡交換機(10)通過光纖和線纜組成有線網絡，上位機(5)、伺服器(6)、二維碼讀取終端(8)與該有線網絡連接，物流綜合管理平臺軟體(10)安裝在伺服器(6)上。本發明基於二維碼、RFID射頻識別與定位、網絡視頻等技術，通過無線乙太網與工業乙太網，把人員、設備與網絡連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、監控，實現「人與人」、「物與物」、「人與物」之間的協同作業、智能管理的應用。
文檔編號H04W84/18GK102201075SQ20101012994
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月23日 優先權日2010年3月23日
發明者張鋒, 顧偉 申請人:中電廣通股份有限公司