Querverweis auf verwandte
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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht den Rechtsvorteil der am 13. Juni
2007 eingereichten vorläufigen
US-Patentanmeldung mit der Nummer 60/943,807.The
This application claims the benefit of June 13th
2007 provisional filed
U.S. Patent Application Number 60 / 943,807.
Erklärung
bezüglich
bundesseitig geförderter
Forschung oder Entwicklungstatement
in terms of
Federal subsidized
Research or development
Namen von Parteien einer Vereinbarung über gemeinsame
ForschungNames of parties to an agreement on common
research
Auf CD vorgelegtes durch Verweisung einbezogenes MaterialCD-ROM material included by reference
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention
Die
Erfindung betrifft das Mitverfolgen von Mitarbeitern und Ausrüstung in
gefährlichen
Umgebungen, so beispielsweise in Untertagebergwerken, Gießereien,
Mühlen,
großen
Schiffen, Raffinerien, Schwerindustrieanlagen und dergleichen mehr,
wo Mitverfolgungssysteme auf Grundlage von GPS (Global Positioning
System GPS, globales Positionierungssystem) und anderen Technologien
nicht betriebsbereit sind oder nicht funktionieren.The
The invention relates to the tracking of employees and equipment in
dangerous
Environments, such as in underground mines, foundries,
mills,
huge
Ships, refineries, heavy industries and the like,
where tracking systems based on GPS (Global Positioning
System GPS, global positioning system) and other technologies
are not ready or do not work.
2. Beschreibung des Standes
der Technik2. Description of the state
of the technique
Aus
dem Stand der Technik stammende Systeme und Verfahren zum Mitverfolgen
von Mitarbeitern und Ausrüstung
in gefährlichen
Umgebungen mit schlechten Funksignalausbreitungseigenschaften verfügen nicht über die
gewünschte „Engmaschigkeit” (das heißt Genauigkeit)
bei der Bestimmung des Standortes der Mitarbeiter und Ausrüstung in
der gefährlichen
Umgebung.Out
prior art systems and methods for tracking
of employees and equipment
in dangerous
Environments with poor radio signal propagation characteristics do not have the
desired "narrow-mindedness" (that is, accuracy)
in determining the location of employees and equipment in
the dangerous one
Surroundings.
Darüber hinaus
können
aus dem Stand der Technik bekannte Systeme Mitverfolgungsmarkierungen
verwenden, die einer bestimmten Person oder einem bestimmten Ausrüstungsteil
nicht dauerhaft zugewiesen sind, was ein Problem im Zusammenhang
mit der Genauigkeit und Zuverlässigkeit
bei der Identifikation einer jeweiligen Person oder eines jeweiligen
Ausrüstungsteiles,
die/der einer bestimmten Mitverfolgungsmarkierung zugeordnet sind,
aufwirft.Furthermore
can
Systems Known from the Prior Art Tracing Marks
use that of a specific person or a specific piece of equipment
are not permanently assigned, which is a problem related
with the accuracy and reliability
in the identification of a respective person or a respective one
Piece of equipment,
which are associated with a particular follow-up marker,
raises.
Darüber hinaus
können
aufgrund dessen, dass gefährliche
Umgebungen „explosionsgefährdete” Umgebungen
sein können,
Komponenten des Mitverfolgungssystems, so sie nicht geeignet ausgeführt sind,
eine Ursache für
eine Entzündung
sein.Furthermore
can
because of that dangerous
Environments "explosive" environments
could be,
Components of the tracking system, if not properly designed,
a cause for
an infection
be.
Einige
gefährliche
Umgebungen, so beispielsweise Untertagebergwerke, können ein
einige Meilen großes
Gebiet einnehmen und über
Energie- und Kommunikationsanschlusspunkte nur alle 3.000 bis 5.000
Fuß, also üblicherweise
an den Enden von Förderanlagen,
verfügen. Ältere Mitverfolgungssysteme,
die auf Energie- und Kommunikationsanschlusspunkte angewiesen sind,
waren durch die physische Verfügbarkeit
derartiger Einrichtungen beschränkt.
Es ist daher wünschenswert,
mit größerer Engmaschigkeit,
so beispielsweise innerhalb von 1.000 Fuß oder weniger, zu wissen,
wo sich Mitarbeiter und Ausrüstung
befinden.Some
dangerous
Environments, such as underground mines, can
a few miles
Occupy territory and over
Energy and communication connection points only every 3,000 to 5,000
Foot, usually
at the ends of conveyors,
feature. Older follow-up systems,
who rely on energy and communication connection points,
were due to the physical availability
limited such facilities.
It is therefore desirable
with greater narrow-mindedness,
for example, within 1,000 feet or less, knowing
where employees and equipment
are located.
Bei
einem weiteren Beispiel, nämlich
in einer Mühlenumgebung,
insbesondere einer Aluminiummühle,
muss ein Feuerbekämpfungssystem
gegebenenfalls in einem Untergeschoss oder in einer anderen umschlossenen
Struktur eingesetzt werden. Der Einsatz des Feuerbekämpfungssystems
kann einen Zustand erzeugen, in dem das Untergeschoss oder die andere
umschlossene Struktur nicht genügend Sauerstoff
für Lebewesen
enthalten. Bei diesem Szenario wäre
es wünschenswert
nachzuweisen, dass alle Mitarbeiter die Struktur verlassen haben,
bevor das Feuerbekämpfungssystem
zum Einsatz kommt. Aufgrund der umschlossenen Struktur funktionieren GPS-basierte
Systeme nicht verlässlich.at
another example, namely
in a mill environment,
in particular an aluminum mill,
must have a fire fighting system
possibly enclosed in a basement or in another
Structure are used. The use of the fire fighting system
can create a state in which the basement or the other
enclosed structure does not have enough oxygen
for living things
contain. In this scenario would be
it desirable
prove that all employees have left the structure,
before the fire fighting system
is used. Because of the enclosed structure, GPS based works
Systems not reliable.
Bei
einem anderen Beispiel kann in einer Raffinerie mit überkopf
verlaufenden Rohren und Behältern
eine Umgebung gegeben sein, in der GPS-Signale nicht verlässlich empfangen
werden können.at
Another example may be in a refinery with overhead
running pipes and containers
an environment in which GPS signals are not reliably received
can be.
Bei
wieder einem anderen Beispiel kann ein großes Schiff einen großen umschlossenen
Bereich unter Deck aufweisen, wo ein Mitverfolgen von Mitarbeitern
erwünscht
ist, so beispielsweise zum Nachweis, dass alle Mitarbeiter das Schiff
verlassen haben, wo jedoch GPS-Signale nicht verlässlich empfangen
werden können.at
In another example, a big ship can be a big ship
Have area below deck where to follow employees
he wishes
is, for example, proof that all employees are the ship
where GPS signals are not reliably received
can be.
Kurze Zusammenfassung der
ErfindungShort summary of
invention
Entsprechend
einem ersten Aspekt der Erfindung beinhaltet ein System zum Mitverfolgen
von Mitarbeitern und Ausrüstung
eine Mitverfolgungsmarkierung und ein eigensicheres Lesersystem.
Das System ist in gefährlichen
Umgebungen in Situationen sowohl vor als auch nach einem Unfall
von Nutzen. Die Mitverfolgungsmarkierung dient der Anbringung an
einer Person oder einem Ausrüstungsteil
in der gefährlichen
Umgebung. Die Mitverfolgungsmarkierung ist eigensicher und überträgt periodisch
ein Funksignal, das einen eindeutigen Mitverfolgungsmarkierungsidentifikationscode
zum Identifizieren der Mitverfolgungsmarkierung enthält. Das
eigensichere Lesersystem beinhaltet einen Hubkabeltreiber und eine
Mehrzahl von eigensicheren Antennen oder Antennenvorrichtungen.
Der Hubkabeltreiber und die Mehrzahl von eigensicheren Antennen
sind durch Kommunikationskabel miteinander verbunden. Ausgelegt
ist der Hubkabeltreiber zum Bereitstellen von eigensicherer Energie
für und
Kommunikation mit der Mehrzahl von eigensicheren Antennen über die
Kommunikationskabel. Die Mehrzahl von eigensicheren Antennen befindet
sich an bekannten Positionen in der gefährlichen Umgebung in einer
selbstkorrigierenden, drahtgebundenen, maschenbasierten und redundanten
Verknüpfungsinfrastrukturtopologie. Die
drahtgebundene Maschentopologie erlaubt eine flexiblere Platzierung
der Antennen im Vergleich zu drahtlosen Maschensystemen auf Sichtlinienbasis. Jede
eigensichere Antenne ist zum Empfangen des Funksignals von der Mitverfolgungsmarkierung
und Übertragen
eines Datensignals an den Hubkabeltreiber über die Kommunikationskabel
ausgelegt. Das Datensignal enthält
einen Antennenidentifikationscode zum Identifizieren der Antenne
und einen Mitverfolgungsmarkierungsidentifikationscode zum Identifizieren
der Mitverfolgungsmarkierung. Das System ist in der Lage, aufgrund
der Eigensicherheit der eigensicheren Mitverfolgungsmarkierung,
der Mehrzahl von eigensicheren Antennen und der eigensicheren Energie
und Kommunikation von dem Hubkabeltreiber in einer explosionsgefährdeten
Umgebung kontinuierlich zu arbeiten. Darüber hinaus ermöglicht die
redundante Verknüpfungsinfrastrukturtopologie,
dass das System ungeachtet einer Kommunikationsunterbrechung an
einem Standort entlang der redundanten Verknüpfungsinfrastrukturtopologie
kontinuierlich arbeitet.In accordance with a first aspect of the invention, a staff tracking system and equipment includes a tracking tag and an intrinsically safe reader system. The system is useful in hazardous environments in situations both before and after an accident. The tracking mark is for attachment to a person or piece of equipment in the hazardous environment. The follow-up flag is intrinsically safe and periodically retransmits A radio signal containing a unique tracking tag identification code for identifying the tracking tag. The intrinsically safe reader system includes a hub cable driver and a plurality of intrinsically safe antennas or antenna devices. The hub cable driver and the majority of intrinsically safe antennas are interconnected by communication cables. The hub cable driver is designed to provide intrinsically safe power for and communicate with the plurality of intrinsically safe antennas via the communication cables. The plurality of intrinsically safe antennas are located at known locations in the hazardous environment in a self-correcting, wireline, mesh-based, and redundant link infrastructure topology. The wireline mesh topology allows more flexible placement of the antennas compared to line-of-sight wireless mesh systems. Each intrinsically safe antenna is configured to receive the radio signal from the tracking tag and transmit a data signal to the hub cable driver via the communication cables. The data signal includes an antenna identification code for identifying the antenna and a tracking marker identification code for identifying the tracking marker. The system is able to operate continuously due to intrinsic safety of the intrinsically safe tracking tag, the majority of intrinsically safe antennas, and intrinsically safe power and communication from the hub cable driver in an explosive environment. In addition, the redundant link infrastructure topology allows the system to operate continuously, regardless of a communication break at a site along the redundant link infrastructure topology.
Die
eigensichere Mitverfolgungsmarkierung kann an einem Schutzhelm angebracht
sein, der von einer Person in der gefährlichen Umgebung getragen wird.
Bei diesem Szenario wird die Mitverfolgungsmarkierung als Mitarbeitermarkierung
bezeichnet.The
Intrinsically safe tracking mark can be attached to a safety helmet
be carried by a person in the dangerous environment.
In this scenario, the follow-up flag becomes employee marker
designated.
Die
eigensichere Mitverfolgungsmarkierung kann darüber hinaus eine Ausrüstungsmarkierung sein,
die an einem Ausrüstungsteil
angebracht ist, das sich in der gefährlichen Umgebung befindet.
Die eigensichere Ausrüstungsmarkierung
dient dem Empfangen von Ausrüstungsstatus-
und Standortinformation für
das Ausrüstungsteil
und dem periodischen Übertragen
eines Funksignals, das einen eindeutigen Ausrüstungsmarkierungsidentifikationscode
zum Identifizieren der eigensicheren Ausrüstungsmarkierung und Ausrüstungsstatus-
und Standortinformation enthält.The
intrinsically safe tracing mark may also be an equipment mark
the on a piece of equipment
attached, which is located in the dangerous environment.
The intrinsically safe equipment mark
serves to receive equipment status
and location information for
the equipment part
and periodic transmission
a radio signal containing a unique equipment tag identification code
for identifying intrinsically safe equipment tag and equipment status
and location information.
Jede
eigensichere Antenne kann eine Mehrzahl von Kommunikationsanschlüssen zum
Verbinden mit einer Mehrzahl von weiteren Antennen aufweisen, wobei
die Mehrzahl von Kommunikationsanschlüssen nicht mit Energie versorgt
und voneinander getrennt sein kann, bis ein Befehl zum Starten der
Energieversorgung und Verbinden von ausgewählten aus der Mehrzahl von
Kommunikationsanschlüssen
empfangen wird. Zudem kann jede eigensichere Antenne eine erste
Spannungszone, einen Schaltregler und eine zweite Spannungszone
aufweisen, wobei jede eigensichere Antenne zur Maximierung der Eigensicherheit
Energie mit einer ersten Spannung in der ersten Spannungszone empfängt und
die Energie mit der ersten Spannung in Energie mit einer zweiten
Spannung zur Verwendung in der zweiten Spannungszone unter Verwendung
des Schaltreglers umwandelt.each
intrinsically safe antenna may have a plurality of communication ports for
Connect with a plurality of further antennas, wherein
the majority of communication ports are not powered
and can be separated from each other until a command to start the
Power supply and connecting selected ones of the plurality of
communication ports
Will be received. In addition, each intrinsically safe antenna can be a first
Voltage zone, a switching regulator and a second voltage zone
each intrinsically safe antenna to maximize intrinsic safety
Receives energy at a first voltage in the first voltage zone and
the energy with the first voltage in energy with a second
Stress for use in the second stress zone using
of the switching regulator converts.
Bei
einer weiteren Implementierung weist der Hubkabeltreiber einen Ausgabeanschluss,
einen IS-Schutzblock und einen Hubmikrokontroller auf. Der Ausgabeanschluss
dient dem Bereitstellen der eigensicheren Energie und Kommunikation.
Der IS-Schutzblock dient dem Erfassen von Strom- und Spannungspegeln
an dem Ausgabeanschluss. Der Hubmikrokontroller dient dem Empfangen
der Strom- und Spannungspegel von dem IS-Schutzblock und dem etwaigen Trennen
der Energieversorgung von dem Ausgabeanschluss, um eigensichere
Energie für
und Kommunikation mit der Mehrzahl von eigensicheren Antennen bereitzustellen.at
In another implementation, the hub cable driver has an output port,
an IS protection block and a Hubmikrokontroller on. The output port
serves to provide intrinsically safe energy and communication.
The IS protection block is used to detect current and voltage levels
at the output port. The Hub Microcontroller is for receiving
the current and voltage levels from the IS protection block and any disconnect
the power supply from the output port to intrinsically safe
Energy for
and provide communication with the plurality of intrinsically safe antennas.
Wieder
eine andere Implementierung beinhaltet einen eigensicheren atmosphärischen
Sensor, der an einem bekannten Standort in der gefährlichen Umgebung
positioniert und in Kommunikation mit dem Hubkabeltreiber ist. Ausgelegt
ist der eigensichere atmosphärische
Sensor zum sensorischen Erfassen eines Gasgehaltes in einer Atmosphäre an dem
eigensicheren atmosphärischen
Sensor; und periodischen Übertragen
eines Signals an den Hubkabeltreiber, das einen eindeutigen Identifikationscode
zum Identifizieren des eigensicheren atmosphärischen Sensors und einen Gasgehaltablesewert zum
Angeben eines sensorisch erfassten Gasgehaltes enthält. Der
eigensichere atmosphärische
Sensor kann ein drahtloser atmosphärischer Sensor oder in Kommunikation
mit dem Hubkabeltreiber durch ein Kommunikationskabel sein. Für den Fall
der Verbindung durch ein Kommunikationskabel ist der eigensichere
atmosphärische
Sensor des Weiteren zum Empfangen von Energie von dem Hubkabeltreiber über das
Kommunikationskabel ausgelegt.Again
another implementation involves an intrinsically safe atmospheric
Sensor located at a known location in the dangerous environment
is positioned and in communication with the hubcable driver. Designed
is the intrinsically safe atmospheric
Sensor for sensory detection of a gas content in an atmosphere at the
intrinsically safe atmospheric
Sensor; and periodic transmission
a signal to the hub cable driver that has a unique identification code
for identifying the intrinsically safe atmospheric sensor and a gas content reading for
Specifying a sensory gas content contains. Of the
intrinsically safe atmospheric
Sensor can be a wireless atmospheric sensor or in communication
be with the Hubkabeltreiber through a communication cable. In the case
the connection through a communication cable is intrinsically safe
atmospheric
A sensor further for receiving power from the lift cable driver via the
Communication cable designed.
Entsprechend
einem zweiten Aspekt der Erfindung beinhaltet ein System zum Mitverfolgen
von Mitarbeitern und Ausrüstung
in einer gefährlichen Umgebung:
eine Mehrzahl von Mitverfolgungsmarkierungen; ein eigensicheres
Lesersystem; eine Serverdatenbank; und einen Server. Jede Mitverfolgungsmarkierung
dient dem periodischen Übertragen
einer Funknachricht, die eine eindeutige Mitverfolgungsmarkierungskennung
enthält.
Jede Mitverfolgungsmarkierung ist für die Anbringung an einer anderen
Person oder einem anderen Ausrüstungsteil,
die sich in der gefährlichen
Umgebung befinden, gedacht. Darüber
hinaus ist jede Mitverfolgungsmarkierung eigensicher. Das eigensichere
Lesersystem beinhaltet einen Hubkabeltreiber und eine Mehrzahl von
eigensicheren Antennen, die mit dem Hubkabeltreiber und miteinander
durch Kommunikationskabel in einer redundanten Verknüpfungsinfrastrukturtopologie
verbunden sind. Jede Antenne befindet sich an einem bekannten Standort
in der gefährlichen
Umgebung zum Empfangen von Funknachrichten von nahe befindlichen
Mitverfolgungmarkierungen, Bestimmen eines Signalstärkewertes
jeder empfangenen Funknachricht und Senden einer Markierungsdatennachricht
für jede
empfangene Funknachricht an den Hubkabeltreiber. Jede Markierungsdatennachricht
beinhaltet die empfangene Funknachricht, eine Antennenkennung der
empfangenden Antenne und den Signalstärkewert. Der Server beinhaltet:
ein Servermodul, ein Verwaltermodul und ein Ansichtsmodul. Das Servermodul
dient dem Empfangen von Markierungsdatennachrichten von dem Hubkabeltreiber,
Bestimmen eines Standortes jeder Mitverfolgungsmarkierung durch
Bestimmen der Antenne, die die Funknachricht mit einem höchsten Signalstärkewert
empfängt.
Das Verwaltermodul dient dem Unterhalten einer laufend aktualisierten
Markierungsdatentabelle in der Serverdatenbank, wobei die laufend aktualisierte
Markierungsdatenbank aktuelle Standortdaten für jede Mitverfolgungsmarkierung
enthält. Das
Ansichtsmodul dient dem Erzeugen einer Ansicht eines aktuellen Standortes
jeder Mitverfolgungsmarkierung auf einer Karte wenigstens eines Abschnittes
der gefährlichen
Umgebung sowie dem Erzeugen von ausgewählten Anzeigen von Daten für jede Mitverfolgungsmarkierung.According to a second aspect of the invention, a system for tracking personnel and equipment in a hazardous environment includes: a plurality of tracking tags; an intrinsically safe reader system; a server database; and a server. Each tracking mark serves the periodic override a radio message containing a unique tracking tag identifier. Each tracking mark is intended for attachment to another person or other piece of equipment located in the hazardous environment. In addition, each tracking mark is intrinsically safe. The intrinsically safe reader system includes a hub cable driver and a plurality of intrinsically safe antennas connected to the hub cable driver and to each other by communication cables in a redundant link infrastructure topology. Each antenna is at a known location in the hazardous environment for receiving radio messages from nearby tracking tags, determining a signal strength value of each received radio message, and transmitting a tag data message for each received radio message to the hub cable driver. Each tag data message includes the received radio message, an antenna identifier of the receiving antenna, and the signal strength value. The server includes: a server module, an administrator module and a view module. The server module is for receiving tag data messages from the hub cable driver, determining a location of each tracking tag by designating the antenna that receives the radio message having a highest signal strength value. The manager module is for maintaining a continuously updated tag data table in the server database, the currently updated tag database containing current location data for each tracking tag. The view module is for generating a view of a current location of each tracking mark on a map of at least a portion of the hazardous environment and generating selected indications of data for each tracking mark.
Entsprechend
einer Implementierung des zweiten Aspektes der Erfindung beinhaltet
das System des Weiteren wenigstens einen atmosphärischen Sensor in Kommunikation
mit dem Hubkabeltreiber, wobei der Sensor des Weiteren einen gemeinsam
benutzten Sensordatenspeicher beinhaltet.Corresponding
an implementation of the second aspect of the invention
the system further communicates at least one atmospheric sensor
with the Hubkabeltreiber, wherein the sensor further has a common
used sensor data memory includes.
Entsprechend
einer weiteren Implementierung beinhaltet das System des Weiteren
ein Überwachermodul
zum Bereitstellen einer E-Mail-Unterstützung für Datenbankberichte und Statusbenachrichtigungen.
Das Überwachermodul
dient des Weiteren dem Lesen und Verarbeiten von Befehlen, die in
von einem E-Mail-Server empfangenen E-Mail-Nachrichten enthalten sind.Corresponding
In another implementation, the system further includes
a supervisor module
to provide e-mail support for database reports and status notifications.
The supervisor module
is also used to read and process commands written in
e-mail messages received by an e-mail server are included.
Entsprechend
einer weiteren Implementierung beinhaltet das System ein Schlüsselmodul
zum Bereitstellen eines Mittels zum Steuern einer Lizenzierung auf
Grundlage einer Anzahl von Antennen und Mitverfolgungsmarkierungen
mit Zulassung.Corresponding
In another implementation, the system includes a key module
for providing a means for controlling licensing
Based on a number of antennas and tracking marks
with approval.
Bei
wieder einer anderen Implementierung beinhaltet das System ein OPC-Modul
zum Ermöglichen
eines OPC-Zugriffes auf den Server durch externe Clients.at
In another implementation, the system includes an OPC module
to enable
OPC access to the server by external clients.
Das
Ansichtsmodul kann des Weiteren dem auf Ton erfolgenden Stellen
eines Alarms dienen, wenn eine Mitverfolgungsmarkierung, von der
bekannt ist, dass sie einen erfassbaren Bereich des eigensicheren
Lesersystems verlässt,
nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne in dem erfassbaren Bereich
des eigensicheren Lesersystems wiederauftaucht.The
Viewing module may further affect the sounding spots
serve an alarm if a tracking mark, from the
It is known that they have a detectable range of intrinsically safe
Reader system leaves,
not within a predetermined period of time in the detectable area
the intrinsically safe reader system reappears.
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben oder erschließen sich
aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der
Erfindung.Further
Features and advantages of the invention will be apparent or apparent
from the following description of preferred embodiments of
Invention.
Kurzbeschreibung der mehreren Figuren
der ZeichnungBrief description of the several figures
the drawing
1 ist
ein funktionelles Blockdiagramm eines der Erfindung entsprechenden
exemplarischen Systems zum Mitverfolgen von Mitarbeitern und Ausrüstung in
einer gefährlichen
Umgebung. 1 Figure 11 is a functional block diagram of an exemplary system for tracking employees and equipment in a hazardous environment according to the invention.
2 bis 5 sind
schematische Diagramme von Ausgestaltungen von Beispielssystemen
in einem typischen Bergwerksszenario. 2 to 5 FIG. 12 are schematic diagrams of embodiments of example systems in a typical mine scenario. FIG.
6 ist
eine perspektivische Ansicht einer exemplarischen eigensicheren
Mitarbeitermarkierung, die an einem exemplarischen Schutzhelm angebracht
ist. 6 FIG. 12 is a perspective view of an exemplary intrinsically safe employee tag attached to an exemplary hard hat. FIG.
7 ist
ein funktionelles Blockdiagramm eines exemplarischen Hubkabeltreibers
des exemplarischen Systems von 1. 7 FIG. 12 is a functional block diagram of an exemplary hub cable driver of the exemplary system of FIG 1 ,
8 ist
ein funktionelles Blockdiagramm einer exemplarischen eigensicheren
Antenne des exemplarischen Systems von 1. 8th FIG. 4 is a functional block diagram of an exemplary intrinsically safe antenna of the exemplary system of FIG 1 ,
9 ist
ein funktionelles Blockdiagramm von ersten und zweiten Spannungszonen
der exemplarischen eigensicheren Antenne von 8. 9 FIG. 12 is a functional block diagram of first and second voltage zones of the exemplary intrinsically safe antenna of FIG 8th ,
10 ist
ein Schaltungsdiagramm eines exemplarischen vergossenen Schaltreglers
der exemplarischen eigensicheren Antenne von 8. 10 FIG. 12 is a circuit diagram of an exemplary potted switching regulator of the exemplary intrinsically safe antenna of FIG 8th ,
11 ist
ein Schaltdiagramm eines exemplarischen Leitungsschalteingabeabschnittes
der exemplarischen eigensicheren Antenne von 8. 11 FIG. 12 is a circuit diagram of an exemplary line switching input section of the exemplary intrinsically safe antenna of FIG 8th ,
12 ist
eine Frontplanansicht eines exemplarischen Servers des exemplarischen
Systems von 1. 12 Figure 12 is a front plan view of an exemplary server of the example system from 1 ,
13 ist
eine typische Momentaufnahme einer Kartenanzeige, die für eine Anzeige
auf einer Anzeigeworkstation des exemplarischen Systems von 1 erzeugt
worden ist. 13 FIG. 12 is a typical snapshot of a map display suitable for display on a display workstation of the exemplary system of FIG 1 has been generated.
14 ist
eine typische Momentaufnahme einer Datenanzeige, die für eine Anzeige
auf einer Anzeigeworkstation des exemplarischen Systems von 1 erzeugt
worden ist. 14 FIG. 13 is a typical snapshot of a data display suitable for display on a display workstation of the exemplary system of FIG 1 has been generated.
15 ist
eine typische Momentaufnahme einer Vorbereitungsüberwacheranzeige, die für eine Anzeige
auf einer Anzeigeworkstation des exemplarischen Systems von 1 erzeugt
worden ist. 15 FIG. 13 is a typical snapshot of a preparatory supervisor display suitable for display on a display workstation of the exemplary system of FIG 1 has been generated.
16 ist
ein Übersichtsdiagramm
der Architektur eines exemplarischen Softwaresystems des exemplarischen
Systems von 1. 16 FIG. 3 is an overview diagram of the architecture of an exemplary software system of the exemplary system of FIG 1 ,
17 ist
ein Prozessdiagramm eines exemplarischen Servermoduls des exemplarischen Softwaresystems
von 16. 17 FIG. 3 is a process diagram of an exemplary server module of the exemplary software system of FIG 16 ,
18 ist
ein Prozessdiagramm eines exemplarischen Verwaltermoduls des exemplarischen Softwaresystems
von 16. 18 FIG. 3 is a process diagram of an exemplary administrator module of the exemplary software system of FIG 16 ,
19 ist
ein Prozessdiagramm eines exemplarischen Überwachermoduls des exemplarischen
Softwaresystems von 16. 19 FIG. 14 is a process diagram of an exemplary supervisor module of the exemplary software system of FIG 16 ,
20 ist
ein Prozessdiagramm eines exemplarischen Ansichtsmoduls des exemplarischen Softwaresystems
von 16. 20 FIG. 3 is a process diagram of an exemplary view module of the exemplary software system of FIG 16 ,
21 ist
ein Prozessdiagramm eines exemplarischen Schlüsselmoduls des exemplarischen Softwaresystems
von 16. 21 FIG. 3 is a process diagram of an exemplary key module of the exemplary software system of FIG 16 ,
22 ist
ein Prozessdiagramm eines exemplarischen OPC-Moduls des exemplarischen
Softwaresystems von 16. 22 FIG. 3 is a process diagram of an exemplary OPC module of the exemplary software system of FIG 16 ,
Detailbeschreibung von exemplarischen
Ausführungsbeispielen
der ErfindungDetailed description of exemplary
embodiments
the invention
In
der vorliegenden Druckschrift wird der Begriff „eigensicher” („intrinsically
safe”)
im Sinne der Definition des U.S. Department of Labor, Mine Safety and
Health Administration (MSHA) verwendet.In
In the present document, the term "intrinsically."
safe")
as defined by U.S. Pat. Department of Labor, Mine Safety and
Health Administration (MSHA) used.
Darüber hinaus
werden in der vorliegenden Druckschrift „gefährliche Umgebungen” im Zusammenhang
mit Bergwerken beschrieben. Es sollte einsichtig sein, dass das
beschriebene System und Verfahren in einer beliebigen gefährlichen
Umgebung Verwendung finden kann, darunter Untertagebergwerke, aber
auch Gießereien,
Mühlen,
große
Schiffe, Raffinerien, Schwerindustrieanlagen und dergleichen mehr.Furthermore
are related in the present document "Dangerous environments"
described with mines. It should be clear that that
described system and method in any dangerous
Environment can be used, including underground mines, but
also foundries,
mills,
size
Ships, refineries, heavy industries and the like more.
A. SystemA. System
1 zeigt
ein exemplarisches System 10 zum Mitverfolgen von Mitarbeitern
und Ausrüstung
in einer gefährlichen
Umgebung in Situationen vor oder nach Unfällen, beinhaltend: eine eigensichere
Mitarbeitermarkierung 20 (obwohl lediglich eine Markierung
gezeigt ist, können
in der Praxis mehrere derartige Markierungen vorhanden sein), eine
eigensichere Ausrüstungsmarkierung 22 (obwohl
auch hier lediglich eine Markierung gezeigt ist, können in
der Praxis mehrere derartige Markierungen vorhanden sein), eine
erste Gruppe von eigensicheren Antennen 26a bis 26i,
eine zweite Gruppe von eigensicheren Antennen 28a bis 28i,
einen Hubkabeltreiber 30, einen Datenschalter 34,
einen Server 36, einen Datenspeicher 38 und eine
Workstation 40. Der Hub 30, die erste Gruppe von
Antennen 26a bis 26i und die zweite Gruppe von
Antennen 28a bis 28i sind durch Segmente eines
Kommunikationskabels, vorzugsweise eines Koaxialkabels, verbunden.
Das exemplarische System 10 ist ein elektronisches Sicherheitssystem,
das speziell für
gefährliche
Umgebungen 48 ausgelegt ist, um den Standort von Mitarbeitern
und Ausrüstung
zu bestimmen und über
diesen zu berichten. Vorteilhafterweise beruht das exemplarische System 10 auf
der kommerziell standardisierten RFID-Technologie (Radio Frequency
Identification RFID, Identifizierung per Funkfrequenz), die in vielen handelsüblichen
Anwendungen zum Einsatz kommt, so beispielsweise bei Mautstellen,
bei Marathon- oder Laufveranstaltungen sowie bei Türsicherungssystemen.
Es sind jedoch auch andere Funktechnologien innerhalb des Wesens
und Umfanges der beanspruchten Erfindung. 1 shows an exemplary system 10 to track employees and equipment in a hazardous environment in pre-accident or post-accident situations, including: intrinsically safe employee tagging 20 (although only one marker is shown, in practice, multiple such markers may be present), an intrinsically safe designation marker 22 (although in this case only one marker is shown, in practice several such markers may be present), a first group of intrinsically safe antennas 26a to 26i , a second group of intrinsically safe antennas 28a to 28i , a hubcable driver 30 , a data switch 34 , a server 36 , a data store 38 and a workstation 40 , The hub 30 , the first group of antennas 26a to 26i and the second group of antennas 28a to 28i are connected by segments of a communication cable, preferably a coaxial cable. The exemplary system 10 is an electronic security system designed specifically for hazardous environments 48 is designed to determine and report on the location of employees and equipment. Advantageously, the exemplary system is based 10 commercially standardized RFID (Radio Frequency Identification RFID) technology used in many commercial applications such as toll booths, marathon or running events and door security systems. However, other radio technologies are within the spirit and scope of the claimed invention.
Das
exemplarische System 10 zielt auf eine Verbesserung der
Sicherheit durch fortwährendes Mitverfolgen
von Mitarbeitern und Gegenständen
ab. Dies erfolgt in zwei Teilen. Der erste Teil besteht aus einer
eigensicheren Mitarbeitermarkierung beziehungsweise eigensicheren
Mitarbeitermarkierungen 20 und einer eigensicheren Ausrüstungsmarkierung beziehungsweise
eigensicheren Ausrüstungsmarkierungen 22 mit Überträgern bzw.
Sendern, die periodisch Identifikationsdaten an ein System von eingesetzten
Antennen senden. Der zweite Teil besteht aus einem dichten Netz
der Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i,
redundanten Kommunikationswegen und einem Netzwerk, das gesammelte
Daten zur Analyse und Speicherung verknüpft.The exemplary system 10 aims to improve safety by continually tracking employees and assets. This is done in two parts. The first part consists of an intrinsically safe employee marking or intrinsically safe employee markings 20 and intrinsically safe equipment markings or intrinsically safe equipment markings 22 with transmitters that periodically transmit identification data to a system of deployed antennas. The second part consists of a dense network of antennas 26a to 26i . 28a to 28i , redundant communication channels, and a network that combines collected data for analysis and storage.
Ein
eigensicheres Lesersystem besteht aus mehreren regelmäßig beabstandeten
Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i,
die mittels eines Kommunikationskabels, so beispielsweise mittels
eines Koaxialkabels, redundant verbunden sind, und dem Hubkabeltreiber 30,
der Energie in das Kommunikationskabel einspeist und bidirektionale
Daten in dieses eingekoppelt. Jede Antenne 26a bis 26i, 28a bis 28i ist eigensicher
und kann in gashalti gen Gebieten eingesetzt werden. In dem exemplarischen
System 10 weist jede Antenne 26, 28 vier
Anschlüsse
auf, die gleichzeitig benutzt werden können, wobei der Hubkabeltreiber 30 die
beiden Antennennetzwerke 26, 28 gleichzeitig speisen
kann. Der Hubkabeltreiber 30 ist nicht zulässig und
ist daher im Freien beziehungsweise an der frischen Luft mit einer
Standardethernetanbindung und einer lokalen Gleichstromenergieversorgung
installiert.An intrinsically safe reader system consists of several regularly spaced antennas 26a to 26i . 28a to 28i which are redundantly connected by a communication cable such as a coaxial cable, and the Hubka beltreiber 30 that feeds power into the communications cable and bi-directional data into it. Every antenna 26a to 26i . 28a to 28i is intrinsically safe and can be used in gas-sensitive areas. In the exemplary system 10 assigns each antenna 26 . 28 There are four ports that can be used simultaneously, with the hub cable driver 30 the two antenna networks 26 . 28 can feed at the same time. The hubcable driver 30 is not permitted and is therefore installed outdoors or in the fresh air with a standard Ethernet connection and a local DC power supply.
Der
Zweck der eigensicheren Mitarbeitermarkierung 20 und der
eigensicheren Ausrüstungsmarkierung 22 besteht
darin, periodisch ein Digitalfunksignal zu senden, das einen Kenncode
enthält, der
von den in der gefährlichen
Umgebung 48 aufgebauten vernetzten Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i empfangen
werden kann. Die Mitarbeitermarkierung 20 soll durchweg
von einer einzigen Person getragen werden, während diese in der gefährlichen
Umgebung 48 ist, und zwar einschließlich von Bereichen, in denen
die Markierung 20 zulässig
sein muss. Die Ausrüstungsmarkierung 22 soll
an einem mitzuverfolgenden Ausrüstungsteil
platziert werden. Die eigensichere Mitarbeitermarkierung 20 und
die eigensichere Ausrüstungsmarkierung 22 sind
jeweils in einem haltbaren Kunststoffgehäuse aufgenommen, das aus Umweltgründen versiegelt
ist. Die Schaltung innerhalb des Gehäuses ist eigensicher.The purpose of intrinsically safe employee marking 20 and the intrinsically safe equipment mark 22 is to periodically send a digital radio signal containing a pass code from those in the hazardous environment 48 built-up networked antennas 26a to 26i . 28a to 28i can be received. The employee tag 20 should always be worn by one person while in the dangerous environment 48 is, including areas where the marker 20 must be permitted. The equipment mark 22 should be placed on a piece of equipment to be followed. The intrinsically safe employee mark 20 and the intrinsically safe equipment mark 22 are each housed in a durable plastic housing that is sealed for environmental reasons. The circuit inside the housing is intrinsically safe.
Wie
nachstehend noch detailliert beschrieben wird, ist das exemplarische
System 10 in der Lage, aufgrund der Eigensicherheit der
eigensicheren Mitarbeitermarkierung 20, der eigensicheren
Ausrüstungsmarkierung 22 und
der Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i in
einer gefährlichen
Umgebung 48 in einer Situation nach einem Unfall kontinuierlich
weiterzuarbeiten. Daher kann aufgrund dessen, dass sämtliche
Elemente des Systems 10, die sich in der gefährlichen
Umgebung 48 befinden, eigensicher sind, das System 10 auch
in einer gashaltigen Umgebung kontinuierlich arbeiten und eine Mitarbeiter-
und Ausrüstungsüberwachung
nach einem Unfall oder einer Unterbrechung der Belüftung in
einer gefährlichen Umgebung 48 ermöglichen.As will be described in detail below, the exemplary system is 10 able due to intrinsic safety of intrinsically safe employee marking 20 , the intrinsically safe equipment mark 22 and the antennas 26a to 26i . 28a to 28i in a dangerous environment 48 to continue to work in a situation after an accident. Therefore, due to the fact that all elements of the system 10 who are in the dangerous environment 48 are intrinsically safe, the system 10 work continuously in a gaseous environment, and staff and equipment monitoring after an accident or interruption of ventilation in a hazardous environment 48 enable.
Wie
nachstehend ebenfalls noch beschrieben wird, ist das System 10 fehlertolerant
und selbstdiagnostizierend. Die Komponenten des Systems 10 überwachen
sich selbst, wobei sich das System 10 selbst rekonfiguriert,
um alternative Energie- und Kommunikationswege bereitzustellen.
Für den
Fall eines Ausfalles, so beispielsweise bei einer Kommunikationsunterbrechung
an einem Standort entlang einer Antenne (beispielsweise 26a oder 28a)
ermöglicht
die redundante Verknüpfungsinfrastruktur,
dass nichtbetroffene Antennen (beispielsweise 26b oder 28b)
weiterarbeiten. Darüber
hinaus werden bei Er fassung eines Problems die Komponenten in nichtgefährlicher
Umgebung (das heißt
der Hubkabeltreiber 30, der Schalter 34, der Server 36,
der Speicher 38 und die Workstation 40) von dem
Problem informiert, und es wird ein Betreiber von dem Problem benachrichtigt.As will also be described below, the system is 10 fault tolerant and self-diagnostic. The components of the system 10 Monitor yourself, taking care of the system 10 reconfigured itself to provide alternative energy and communication channels. In the event of a failure, such as a communication break at a location along an antenna (e.g. 26a or 28a ) enables the redundant link infrastructure that unaffected antennas (e.g. 26b or 28b ) continue working. In addition, when a problem is detected, the components in a non-hazardous environment (that is, the hubcable driver 30 , the desk 34 , the server 36 , the memory 38 and the workstation 40 ) is informed of the problem and an operator is notified of the problem.
Man
beachte, dass bei einem praxistauglichen Szenario zahlreiche Mitarbeiter
und Ausrüstungsteile
in der gefährlichen
Umgebung 48 arbeiten, wobei jeder eine jeweilige eindeutige
Mitarbeitermarkierung 20 oder eindeutige Ausrüstungsmarkierung 22 trägt. Daher
werden eine einzige Mitarbeitermarkierung 20 und eine einzige
Ausrüstungsmarkierung 22 zur
Vereinfachung dahingehend benutzt, dass ein Betriebszenario eine
Mehrzahl derartiger Vorrichtungen, die gleichzeitig verwendet werden,
in der gefährlichen
Umgebung aufweist, wobei die nachfolgenden Beschreibungen bei einem
derartigen Betriebszenario Anwendung finden.Note that in a practical scenario, there are many employees and equipment in the hazardous environment 48 work, each with a unique employee tag 20 or unique equipment mark 22 wearing. Therefore, a single employee tag 20 and a single equipment tag 22 for simplicity, an operating scenario has a plurality of such devices used concurrently in the hazardous environment, the following descriptions applying to such an operating scenario.
Darüber hinaus
sind in einem praxistauglichen Szenario auch zahlreiche Antennen
(beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i) überall in
der gefährlichen
Umgebung befindlich, um das gewünschte
Niveau der Engmaschigkeit zu erreichen. Vorteilhafterweise ermöglicht die
Ausgestaltung des Systems 10, dass jede Antenne in einem
Netzwerk mit einer beliebigen anderen Antenne über ein Segment des Kommunikationskabels
verbunden ist. Jede Antenne kann mit einer oder mehreren anderen
Antennen über
die Segmente des Kommunikationskabels verbunden sein.In addition, in a practical scenario, numerous antennas (for example 26a to 26i . 28a to 28i ) throughout the hazardous environment to achieve the desired level of tightness. Advantageously, the design of the system allows 10 in that each antenna in a network is connected to any other antenna via a segment of the communication cable. Each antenna may be connected to one or more other antennas via the segments of the communication cable.
2 bis 5 zeigen
Ausgestaltungen von Beispielssystemen in typischen Bergwerken, so
beispielsweise in einer potenziell gefährlichen Umgebung, in der eine
Mitarbeiter- und Ausrüstungsüberwachung
erwünscht
ist. 2 to 5 show embodiments of example systems in typical mines, such as in a potentially hazardous environment where employee and equipment monitoring is desired.
2 zeigt
einen horizontalen Schnitt durch ein Bergwerk mit einem System 50,
das eine Ausgestaltung aufweist, in der Antennen 26a bis 26c, 28a bis 28c in
einem Abstand von 1.000 Fuß befindlich sind.
Eine Mitarbeitermarkierung 20, die zwischen Antennen (beispielsweise 26a, 26b)
befindlich ist, wird aller Wahrscheinlichkeit nach von zwei Antennen
(beispielsweise 26a, 26b) erfasst, was eine Engmaschigkeit
von etwa 500 Fuß und
eine Vollzeitüberwachung
des Standortes der Mitarbeitermarkierung 20 ermöglicht. 2 shows a horizontal section through a mine with a system 50 having a configuration in which antennas 26a to 26c . 28a to 28c are located at a distance of 1,000 feet. An employee tag 20 between antennas (for example 26a . 26b ) is in all likelihood of two antennas (for example 26a . 26b ), which has a tightness of about 500 feet and a full-time monitoring of the location of the employee's mark 20 allows.
3 zeigt
einen horizontalen Schnitt durch ein Bergwerk mit einem System 52,
das eine Ausgestaltung aufweist, bei der die Antennen 26a bis 26c, 28a bis 28c in
einem Abstand von 2000 Fuß voneinander
befindlich sind. 3 shows a horizontal section through a mine with a system 52 , which has a configuration in which the antennas 26a to 26c . 28a to 28c at a distance of 2000 feet from each other.
Die
räumlichen
Gegebenheiten begrenzen die Anzahl der verwendbaren Antennen 26a bis 26c, 28a bis 28c,
da längere
Kabel einen höheren
Widerstand aufweisen, was zu einer kleineren Anzahl von Lesern führt, die
an dem Antennennetzwerk 26, 28 vorhanden sein
können.
Bei einer Beabstandung von 1.000 Fuß kann das System 50 beispielsweise
insgesamt 28 Antennen 26a bis 26x, 28a bis 28x aufweisen
(berechnet als 14.000 Fuß hinein
und 14.000 Fuß hinaus,
mit einer Antenne 26a bis 26x, 28a bis 28x alle
1.000 Fuß).
Bei einer Beabstandung von 2.000 Fuß kann das System 52 insgesamt
24 Antennen 26a bis 26x, 28a bis 26x verwenden
(berechnet als 24.000 Fuß hinein
und 24.000 Fuß heraus,
mit einer Antenne 26a bis 26x, 28a bis 28x alle
2.000 Fuß).Limit the spatial conditions the number of usable antennas 26a to 26c . 28a to 28c because longer cables have a higher resistance, resulting in a smaller number of readers connected to the antenna network 26 . 28 can be present. At a spacing of 1,000 feet, the system can 50 for example, a total of 28 antennas 26a to 26x . 28a to 28x (calculated as 14,000 feet in and 14,000 feet out, with an antenna 26a to 26x . 28a to 28x every 1,000 feet). At a spacing of 2,000 feet, the system can 52 a total of 24 antennas 26a to 26x . 28a to 26x use (calculated as 24,000 feet in and 24,000 feet out, with an antenna 26a to 26x . 28a to 28x every 2,000 feet).
Verbindungsleitungen
zwischen den Antennen 26a bis 26x, 28a bis 28x stellen
eine Redundanz zwischen den Antennennetzwerken 26, 28 her.Connecting cables between the antennas 26a to 26x . 28a to 28x provide redundancy between the antenna networks 26 . 28 ago.
4 zeigt
einen horizontalen Schnitt durch ein Bergwerk mit einem System 54,
das eine Ausgestaltung aufweist, bei der vier Durchgänge oder
Zugänge
durch das Platzieren der Antennen 26a bis 26x, 28a bis 28x in
mehreren Durchgängen
abgedeckt sind. Die Antennen 26a bis 26x, 28a bis 38x in einem
Durchgang sind absichtlich nicht auf direktem Weg durch Unterbrechung
seitens der Antennen 26a bis 26x, 28a bis 28x in
einem anderen Durchgang platziert, um zu vermeiden, dass die Markierungen 20, 22 von
Antennen 26a bis 26x, 28a bis 28x in
anderen Durchgängen
erfasst werden. 4 shows a horizontal section through a mine with a system 54 having an embodiment in which four passes or accesses by placing the antennas 26a to 26x . 28a to 28x are covered in several passes. The antennas 26a to 26x . 28a to 38x in one go are intentionally not direct way by interruption by the antennas 26a to 26x . 28a to 28x placed in another passage, to avoid the marks 20 . 22 of antennas 26a to 26x . 28a to 28x be detected in other passes.
5 zeigt
eine horizontale Schnittansicht durch ein Bergwerk mit einem System 56,
das eine Ausgestaltung aufweist, bei der vier Durchgänge oder
Zugänge
durch vier Hubkabeltreiber 30a bis 30d abgedeckt
sind. Die Antennen 26a bis 26x, 28a bis 28x sind
nicht auf redundante Weise ausgestaltet. 5 shows a horizontal sectional view through a mine with a system 56 having an embodiment in which four passes or accesses by four Hubkabeltreiber 30a to 30d are covered. The antennas 26a to 26x . 28a to 28x are not designed in a redundant way.
B. Eigensichere Mitarbeitermarkierung
und AusrüstungsmarkierungB. Intrinsically Safe Employee Mark
and equipment marking
6 zeigt
eine typische eigensichere Mitarbeitermarkierung 20, die
an einem typischen Schutzhelm 66 angebracht ist, der von
einem Bergmann bei seiner Arbeit in einem Bergwerk getragen wird.
Die Mitarbeitermarkierung 20 sendet periodisch ein Digitalfunksignal,
das einen eindeutigen Identifikationscode zum identifizieren der
Mitarbeitermarkierung 20 enthält. Die exemplarische Markierung 20 ist
eine „aktive” Vorrichtung,
die eine Batterie zur Vergrößerung des Übertragungsbereiches
verwendet, mit einem Intervall von 1 bis 2 Sekunden sendet, einen
Bereich von 200 bis 800 Fuß abdeckt,
eine Fre quenz von 433,92 MHz verwendet und an dem Schutzhelm 66 mit
einem technisch hochwertigen Kleber angebracht ist. 6 shows a typical intrinsically safe employee tag 20 wearing a typical hard hat 66 mounted by a miner at work in a mine. The employee tag 20 periodically sends a digital radio signal containing a unique identification code identifying the employee's mark 20 contains. The exemplary mark 20 is an "active" device which uses a battery to increase the transmission range, transmits at an interval of 1 to 2 seconds, covers a range of 200 to 800 feet, uses a frequency of 433.92 MHz, and the hard hat 66 is attached with a technically high-quality adhesive.
Auf ähnliche
Weise kann die eigensichere Ausrüstungsmarkierung 22 an
einem in dem Bergwerk befindlichen Ausrüstungsteil angebracht sein. Die
exemplarische Ausrüstungsmarkierung 22 verfügt über eine
analoge Eingabe und eine digitale Eingabe zum Empfangen von Ausrüstungsstatusinformation,
so beispielsweise von Fahrzeugenergie und Temperatur. Die Ausrüstungsmarkierung 22 sendet periodisch
ein Digitalfunksignal, das einen eindeutigen Identifikationscode
zum Identifizieren der Ausrüstungsmarkierung 22 und
Ausrüstungsstatusinformation
enthält.Similarly, the intrinsically safe equipment mark 22 attached to a piece of equipment located in the mine. The exemplary equipment mark 22 has analog input and digital input for receiving equipment status information such as vehicle energy and temperature. The equipment mark 22 periodically sends a digital radio signal containing a unique identification code identifying the equipment tag 22 and contains equipment status information.
Vorteilhafterweise
verwenden, wie in der US-Patentanmeldung mit der Nummer 12/017,888, die
hiermit durch Verweisung mitaufgenommen ist, beschrieben ist, die
eigensichere Mitarbeitermarkierung 20 und die eigensichere
Ausrüstungsmarkierung 22 einen
Senderempfänger
(transceiver), der sowohl senden wie auch empfangen kann.Advantageously, as described in U.S. Patent Application Serial No. 12 / 017,888, which is hereby incorporated by reference, the intrinsically safe employee mark 20 and the intrinsically safe equipment mark 22 a transceiver that can both transmit and receive.
C. Eigensicherer HubkabeltreiberC. Intrinsically Safe Hub Cable Driver
7 ist
ein Blockdiagramm des exemplarischen Hubkabeltreibers 30,
der ein Mainboard und entweder ein erstes Ethernettochterboard 70a oder ein
zweites Ethernettochterboard 70b aufweist. Wie in 7 gezeigt
ist, wird eine Gleichspannung von 10 bis 30 V in den Hubkabeltreiber 30 durch
eine externe Energieversorgung 72 eingespeist. Eine Gleichspannung
von +3,3 V und eine Gleichspannung von +36 V werden aus der externen
Energieversorgung 72 bezogen. Die Gleichspannung von +3,3
V wird zur Energieversorgung von lokalen Systemen verwendet, die
in 7 gezeigt sind und nachstehend noch beschrieben
werden, während
die Gleichspannung von +36 V an den IS-Schutzblock 74 weitergeleitet wird,
bevor sie in die Antennennetzwerke 26, 28 (1)
eingespeist wird. 7 Figure 4 is a block diagram of the exemplary hub cable driver 30 who has a motherboard and either a first ethernet daughter board 70a or a second ethernet daughter board 70b having. As in 7 is shown, a DC voltage of 10 to 30 V in the Hubkabeltreiber 30 through an external energy supply 72 fed. A DC voltage of +3.3 V and a DC voltage of +36 V become from the external power supply 72 based. The DC voltage of +3.3 V is used to power local systems in 7 as will be described below while the DC voltage of +36 V is applied to the IS protection block 74 is forwarded before entering the antenna networks 26 . 28 ( 1 ) is fed.
Entweder
das erste Ethernettochterboard 70a oder das zweite Ethernettochterboard 70b regeln
die Ethernetanschließbarkeit
an den Hubkabeltreiber 30. Das erste Ethernettochterboard 70a trägt einen
Ethernetschalter und mehrere RJ45- und Faseranschlüsse. Das
zweite Ethernettochterboard 70b trägt einen einzelnen RJ45-Anschluss.
Sowohl das erste Ethernettochterboard 70a wie auch das
zweite Ethernettochterboard 70b werden von der lokalen Versorgung
von +3,3 V mit Energie versorgt.Either the first Ethernetochterboard 70a or the second ethernet daughter board 70b Fix the Ethernet connectivity to the hub cable driver 30 , The first Ethernetochterboard 70a carries an Ethernet switch and multiple RJ45 and fiber ports. The second Ethernetochterboard 70b carries a single RJ45 connector. Both the first Ethernetochterboard 70a as well as the second Ethernettochterboard 70b are powered by the local supply of +3.3V.
Datenpakete
werden von einem von dem ersten Ethernettochterboard 70a oder
dem zweiten Ethernettochterboard 70b durch einen Hubmikrokontroller 76 zur
Interpretation vor der Weiterleitung an einen RF-Modulationschipsatz 78 geroutet.
Die modulierten Daten werden von dem IS-Schutzblock 74 vor
der Einkopplung in Kabelstecker 80a, 80b, vorzugsweise
RG11-Koaxialkabelstecker, mit Blick auf die Energie begrenzt.Data packets are from one of the first Ethernet daughterboard 70a or the second ethernet daughter board 70b by a Hub microcontroller 76 for interpretation prior to routing to an RF modulation chip set 78 routed. The modulated data is from the IS protection block 74 before coupling into cable connector 80a . 80b , preferably RG11 coaxial cable connector, with limited energy.
Auf ähnliche
Weise folgen empfangene Daten aus den Antennennetzwerken 26, 28 (1)
dem umgekehrten Weg und fließen
aus einem von dem ersten Ethernettochterboard 70a oder
dem zweiten Ethernettochterboard 70b über das Ethernetnetzwerk. Ein
DB9-Serienanschluss 81 und eine Speicherkarte 82,
vorzugsweise eine SD-Speicherkarte, sind
vorgesehen, um eine direkte Kommunikation mit dem Hubmikrokontroller 76 zu
ermöglichen.
Der Hubmikrokontroller 76 empfängt Spannungs- und Strompegel
von dem IS-Schutzblock 74 und öffnet einen Schalter (nicht
gezeigt) (beispielsweise ein kleines Ausgaberelais (2 A, 30 V Gleichspannung),
um einen Systemfehler zu signalisieren. Erfasst darüber hinaus
der Hubmikrokontroller 76 einen Fehler, so trennt der Hubmikrokontroller 76 die
Energieversorgung von jedwedem von den beiden Kabelsteckern 80a, 80b,
um Eigensicherheit für
die Antennennetzwerke 26, 28 (1)
zu ermöglichen.Similarly, received Da follow from the antenna networks 26 . 28 ( 1 ) the opposite way and flow from one of the first Ethernettochterboard 70a or the second ethernet daughter board 70b over the Ethernet network. A DB9 serial connection 81 and a memory card 82 , preferably an SD memory card, are provided for direct communication with the Hub Microcontroller 76 to enable. The Hub Microcontroller 76 receives voltage and current levels from the IS protection block 74 and opens a switch (not shown) (for example, a small output relay (2 A, 30 VDC) to signal a system fault.) Also, detect the Hub Microcontroller 76 an error, so separates the Hubmikrokontroller 76 the power supply of any of the two cable connectors 80a . 80b to intrinsic safety for the antenna networks 26 . 28 ( 1 ).
Wie
in 1 gezeigt ist, befindet sich der Hubkabeltreiber 30 außerhalb
der gefährlichen
Umgebung 48. Ein Anschluss 31a des Hubkabeltreibers 30 ist
durch ein erstes Kabel mit der ersten Gruppe von verbundenen Antennen 26a bis 26i verbunden. Der
Anschluss 31b des Hubkabeltreibers 30 ist durch ein
zweites Kabel mit der zweiten Gruppe von verbundenen Antennen 28a bis 28i verbunden.
Ausgestaltet ist der Hubkabeltreiber 30 zum Bereitstellen von
Energie für
die Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i über die
Kabel; Empfangen der Signale von den Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i über die
Kabel und Übertragen
der Signale an den Server 36 über den Datenschalter 34.
Der Hubkabeltreiber 30 ist kommunikationstechnisch mit
dem Datenschalter 34, so beispielsweise durch eine Ethernetprotokollkommunikation,
gekoppelt.As in 1 is shown, is the Hubkabeltreiber 30 outside the dangerous environment 48 , A connection 31a of the Hubkabeltreibers 30 is through a first cable to the first group of connected antennas 26a to 26i connected. The connection 31b of the Hubkabeltreibers 30 is through a second cable to the second group of connected antennas 28a to 28i connected. The hub cable driver is designed 30 for providing power to the antennas 26a to 26i . 28a to 28i over the cables; Receive the signals from the antennas 26a to 26i . 28a to 28i over the cables and transmit the signals to the server 36 via the data switch 34 , The hubcable driver 30 is communication technology with the data switch 34 , such as by Ethernet protocol communication.
Vorteilhafterweise
stellt die maschenartige Verbindungsausgestaltung zwischen dem Hubkabeltreiber 30 und
den Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i des
exemplarischen Systems 10 mehrere Redundanzniveaus bereit,
da jede Antenne 26a bis 26i, 28a bis 28i bis
zu vier unabhängige
Wege zum Empfangen von Energie und zum Übertragen von Daten an den
Server 36 aufweist. Tritt beispielsweise an einem Standort
zwischen den Antennen 26a, 26b eine Kommunikationsunterbrechung
auf, die durch irgendeinen Vorfall in der gefährlichen Umgebung (beispielsweise
einem Bergwerk) verursacht ist, so sind sämtliche Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i immer
noch mit dem Hubkabeltreiber 30 funktionell verbunden.Advantageously, the mesh-type connection design provides between the lift cable driver 30 and the antennas 26a to 26i . 28a to 28i of the exemplary system 10 several redundancy levels ready, since every antenna 26a to 26i . 28a to 28i up to four independent ways to receive power and transfer data to the server 36 having. Occurs, for example, at a location between the antennas 26a . 26b A communication interruption caused by any incident in the dangerous environment (for example, a mine) is like all the antennas 26a to 26i . 28a to 28i still with the Hubkabeltreiber 30 functionally connected.
D. Eigensichere AntennenD. Intrinsically safe antennas
Wie
in 1 gezeigt ist, sind der erste Satz von eigensicheren
Antennen 26a bis 26i und der zweite Satz von eigensicheren
Antennen 26a bis 26i an bekannten Standorten in
der gefährlichen
Umgebung 48 positioniert und miteinander oder mit dem ersten
Anschluss 31a oder dem zweiten Anschluss 31b jeweils
durch das Kommunikationskabel verbunden. Ausgelegt sind die Antennen 26a bis 26i und 28a bis 28i zum
Empfangen der Digitalfunksignale von der Mitarbeitermarkierung 20 und
der Ausrüstungsmarkierung 22,
wenn die Markierungen 20, 22 im Bereich der Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i befindlich
sind. Ausgelegt ist jede Antenne 26a bis 26i, 28a bis 28i des
Weiteren zum Übertragen
eines Signals über
das Kommunikationskabel, das einen eindeutigen Identifikationscode
zum Identifizieren der jeweiligen Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i enthält, sowie
zum mit dem Hubkabeltreiber 30 erfolgenden Verknüpfen der
jeweils empfangenen eindeutigen Identifikationscodes für die Mitarbeitermarkierung 20 und
die Ausrüstungsmarkierung 22 zusammen
mit beliebiger jeweiliger Ausrüstungsstatusinformation. Jede
Antenne 26a bis 26i, 28a bis 28i verfügt darüber hinaus über eine
Mehrzahl von Anschlüssen
für eine Verbindung
mit dem Hubkabeltreiber 30 oder weiteren Antennen.As in 1 shown are the first set of intrinsically safe antennas 26a to 26i and the second set of intrinsically safe antennas 26a to 26i in known locations in the dangerous environment 48 positioned and with each other or with the first connector 31a or the second port 31b each connected by the communication cable. The antennas are laid out 26a to 26i and 28a to 28i for receiving the digital radio signals from the employee tag 20 and the equipment mark 22 if the marks 20 . 22 in the area of the antennas 26a to 26i . 28a to 28i are located. Designed each antenna 26a to 26i . 28a to 28i further for transmitting a signal over the communication cable having a unique identification code for identifying the respective antennas 26a to 26i . 28a to 28i contains, as well as with the Hubkabeltreiber 30 successively linking the respectively received unique identification codes for the employee marking 20 and the equipment mark 22 together with any respective equipment status information. Every antenna 26a to 26i . 28a to 28i also has a plurality of ports for connection to the hub cable driver 30 or other antennas.
8 zeigt
ein funktionelles Blockdiagramm einer exemplarischen Antenne 26a,
die eine on-board-Antenne 84, einen Antennenmikrokontroller 85,
eine Mehrzahl von RF-Modulatoren 26a bis 26d und
Anschlüsse 88a bis 88d aufweist. 8th shows a functional block diagram of an exemplary antenna 26a that has an on-board antenna 84 , an antenna microcontroller 85 , a plurality of RF modulators 26a to 26d and connections 88a to 88d having.
Die
Anschlüsse 88a bis 88d bleiben
getrennt, bis ein Befehl zum Starten der Energieversorgung ausgegeben
wird. Auf diese Weise kann die Energieversorgung für diskrete
Kabelsegmente gestartet und können
diese auf richtiges Funktionieren geprüft werden, wodurch beschädigte oder
kurzgeschlossene Segmente automatisch gemieden werden. Wenn also
ein Kommunikationskabel oder eine Komponente ausfällt, so
rekonfiguriert sich das System 10 selbst, um alternative
Energie- und Kommunikationswege bereitzustellen.The connections 88a to 88d remain disconnected until a command to start the power supply is issued. In this way, the power supply for discrete cable segments can be started and checked for proper functioning, thereby automatically avoiding damaged or shorted segments. So if a communication cable or component fails, the system reconfigures 10 even to provide alternative energy and communication channels.
Wie
in 1 gezeigt ist, sind mehrere Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i in
regelmäßigen Abständen überall in
der gefährlichen
Umgebung 48 aufgebaut und redundant mit einander verbunden.
Dieses „Maschennetzwerk” bezieht
seine Energie von einem einzigen Hubkabeltreiber 30, der
im Freien bzw. an frischer Luft eingesetzt ist. Der Hubkabeltreiber 30 ist zudem
für den
Austausch von Daten mit dem Ethernetnetzwerk verantwortlich. Jede
Antenne 26a bis 26i, 28a bis 28i ist
eigensicher, und die Installation kann erweitert werden, bis die
Grenze der von dem Hubkabeltreiber 30 beziehbaren Energie
erreicht ist. Jede Antenne 26a bis 26i, 28a bis 28i kann
mit einer Mehrzahl von anderen Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i über unabhängige Kommunikationskabel
verbunden sein.As in 1 shown are several antennas 26a to 26i . 28a to 28i at regular intervals throughout the dangerous environment 48 constructed and connected redundantly with each other. This "mesh network" draws its energy from a single hub cable driver 30 which is used outdoors or in fresh air. The hubcable driver 30 is also responsible for exchanging data with the Ethernet network. Every antenna 26a to 26i . 28a to 28i is intrinsically safe, and the installation can be extended to the limit of that of the hubcable driver 30 obtainable energy is reached. Every antenna 26a to 26i . 28a to 28i can work with a plurality of other antennas 26a to 26i . 28a to 28i be connected via independent communication cable.
Nachdem
die Antennennetzwerke 26, 28 vollständig initialisiert
sind, beginnt der Empfang von Information von den eigensicheren
Mitarbeitermarkierungen 20 und den eigensicheren Ausrüstungsmarkierungen.
Bei dem exemplarischen System 10 werden Datenpakete von
der on-board-Antenne 84 empfangen und separat mit jedem
Anschluss 88a bis 88d verknüpft. Jeder Anschluss verfügt über einen
eigenen RF-Modulator 86a bis 86d. Beliebige nichtverwendete
Anschlüsse 88a bis 88d können entfernt werden,
um Energie zu sparen. Für
den Fall, dass Signale von einer oder mehreren Markierungen 20, 22 durch
mehr als eine Antenne 26a bis 26i, 28a bis 28i empfangen
werden, bestimmen die Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i die
Stärke
des von jeder der Markierungen 20, 22 empfangenen
Signals, um die nächstliegende
von den Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i zu
jeder Markierung 20, 22 zu bestimmen.After the antenna networks 26 . 28 are fully initialized, the receipt of information from intrinsically safe employee tags begins 20 and the intrinsically safe equipment markings. In the exemplary system 10 be data packets from the on-board antenna 84 received and separately with each connection 88a to 88d connected. Each connection has its own RF modulator 86a to 86d , Any unused connections 88a to 88d can be removed to save energy. In the event that signals from one or more markers 20 . 22 through more than one antenna 26a to 26i . 28a to 28i are received, determine the antennas 26a to 26i . 28a to 28i the strength of each of the markers 20 . 22 received signal to the nearest of the antennas 26a to 26i . 28a to 28i to every mark 20 . 22 to determine.
9 zeigt,
dass die exemplarische Antenne 26a eine erste Spannungszone 90 und
eine zweite Spannungszone 92 aufweist, um die Eigensicherheit
der Anordnung zu maximieren. 9 shows that the exemplary antenna 26a a first stress zone 90 and a second stress zone 92 to maximize intrinsic safety of the device.
Die
erste Zone 90 ist diejenige des IS-betriebenen Netzwerkes.
41 V bei 500 mA können
von jedem der Anschlüsse 88a bis 88d (8)
angenommen werden.The first zone 90 is the one of the IS-operated network. 41V at 500mA can be used from any of the connectors 88a to 88d ( 8th ).
Wie
wiederum in 8 gezeigt ist, liegen Leitungsschaltkomponenten 93a bis 93d und RF-Koppelkondensatoren 94a bis 94d (8)
ebenfalls für
diese Spannung frei. Ein vergossener Schaltregler 95 nimmt
diese Spannung auf und begrenzt sie, sodass eine zweite Spannungszone 92 (9) entsteht.As again in 8th is shown are line switching components 93a to 93d and RF coupling capacitors 94a to 94d ( 8th ) also free for this tension. A potted switching regulator 95 absorbs this tension and limits it, leaving a second tension zone 92 ( 9 ) arises.
Die
zweite Spannungszone 92 (9) umfasst
eine örtliche
Gleichspannung von 3,3 V, die jeden RF-Modulator 86a bis 86d und
den Antennenmikrokontroller 85 mit Energie versorgt. Die
Eingabe des vergossenen Schaltreglers 95 ist sicherungstechnisch
auf 62 mA begrenzt, während
die Ausgabe durch redundante 1,51-V-Zehner-Bauteile (nicht gezeigt)
auf 5,36 V spannungsbegrenzt wird. Darüber hinaus weist jeder von
den RF-Modulatoren 86a bis 86d und
der Antennenmikroprozessor 85 eigene 10-V-ausfallsichere 62-mA-Sicherungen 96 auf.The second stress zone 92 ( 9 ) includes a local DC voltage of 3.3V, each RF modulator 86a to 86d and the antenna microcontroller 85 energized. The input of the potted switching regulator 95 is fuse limited to 62 mA while the output is voltage limited to 5.36V by redundant 1.51V tens (not shown). In addition, each assigns from the RF modulators 86a to 86d and the antenna microprocessor 85 own 10 V fail-safe 62 mA fuses 96 on.
Um
die Energieeffizienz wie auch die Maschenstabilität aufrechtzuerhalten,
nimmt der vergossene Schaltregler 95 die IS-41-V-Gleichspannung auf
und regelte sie stufenweise auf eine Gleichspannung von +3,3 V für alle lokalen
Kommunikations- und Steuervorgänge
herunter. Der vergossene Schaltregler 95 ist vergossen,
um die Atmosphäre auszuschließen, sowie
an dem Board angelötet,
damit er nicht anwenderseitig ausgetauscht werden kann. Die Schutzelemente
der Anordnung dienen dem Isolieren der Kapazität und Induktivität on-board,
die der Regler für
seinen Betrieb braucht. Alle Schutzelemente sind on-board mit dem
vergossenen Schaltregler 95 vergossen und zudem 60-V-ausfallsicher.In order to maintain energy efficiency as well as mesh stability, the potted switching regulator decreases 95 The IS-41-V DC voltage and down gradually down to a DC voltage of +3.3 V for all local communication and control operations down. The potted switching regulator 95 is potted to exclude the atmosphere as well as soldered to the board so it can not be exchanged by the user. The protective elements of the device serve to isolate the on-board capacitance and inductance needed by the regulator for its operation. All protection elements are on-board with the potted switching regulator 95 potted and also 60 V fail-safe.
Zum
Vermeiden eines allgemeinen Versagens, sind die RF-Abschnitte einzeln
mittels einer Sicherung unmittelbar benachbart zu der Ausgabe des Reglers 95 gesichert.
Die Sicherungen 96 sind 10-V-ausfallsicher mit einem 62-mA-Maximum
und nicht anwenderseitig austauschbar.To avoid a general failure, the RF sections are individually by means of a fuse immediately adjacent to the output of the regulator 95 secured. The fuses 96 are 10V fail-safe with a 62mA maximum and are not user replaceable.
10 zeigt
den vergossenen Schaltregler 95. Zu einem Zeitpunkt begrenzt
die anwenderseitig nicht austauschbare Sicherung F7 den maximalen Eingabestrom
auf 62 mA (von der IS-Gleichspannung von 41 V bei einer Hubquelle
von 500 mA). Dieser läuft
durch redundante Dioden (D36, D33 und D34), um die Reglereingabekapazität (C142,
C143 und C144) von einer Rückkopplung
in die Eingabe abzuhalten. U9 ist ein Standardabwärtswandler
mit einem internen Schaltfuß (internal
switching feet) und einem einzelnen Ausgabeinduktor 117.
Die Ausgabekondensatoren sind C136, C137 und C140. Die normale Ausgabe
von 3,3 V wird mittels Rückkopplung aus
R83 und R84 eingestellt. Eine beliebiger Überspannungsfehler wird durch
redundante 5,1-V-Zehner-Bauteile
D28, D29, D30 begrenzt, die ein effektives Maximum von 5,36 V einstellen. 10 shows the potted switching regulator 95 , At one point in time, the user-replaceable fuse F7 limits the maximum input current to 62 mA (from the 41 V DC dc voltage for a 500 mA stroke source). This passes through redundant diodes (D36, D33 and D34) to prevent the regulator input capacitance (C142, C143 and C144) from feeding back into the input. U9 is a standard down converter with an internal switching feet and a single output inductor 117 , The output capacitors are C136, C137 and C140. The normal output of 3.3V is set by feedback from R83 and R84. Any overvoltage fault is limited by redundant 5.1V D28, D29, D30, which set an effective maximum of 5.36V.
Wie
in 11 gezeigt ist, sind innerhalb der ersten Spannungszone 90 (das
heißt
der Spannungszone von 41 V) sämtliche
Isolationskomponenten doppelt fehlerredundant oder 60-V-ausfallsicher. Die
vier Anschlüsse 88a bis 88d sind
in ihrer Funktion identisch, während
eine Energie einer IS-Gleichspannung von 41 V und 500 mA von jeder
von ihnen aufgenommen werden kann. Energie aus jedem Anschluss 88a bis 88d wird
zu nächst
RF-gefiltert (L7, L1, L2, L10), bevor sie auf einen eigenen Leitungsschalt-MOSFET (Q1, Q3, Q4,
Q2) trifft. Gleichzeitig wird eine beliebige RF-Kommunikation durch
redundante Gleichspannungssperrkondensatoren (C67/C68/C69, C19/C20/C21,
C36/C35/C34, C81/C80/C79) überbrückt (shunt).
Die Spannungserfassungsleitung weist einen hochohmigem Serienwiderstand
R7 zur Begrenzung des Stromes auf. Analog weisen die MOSFET-Steuerleitungen
einen hohen Serienwiderstand (R5/R10, R6/R12, R8/R13, R9/R11) zur
Strombegrenzung auf. Die MOSFET-intrinsische Körperdiode stellt Energie für den lokalen Regler
mit 3,3 V bereit, während
Energie von den nichtinitialisierten Anschlüssen gesperrt wird.As in 11 are shown are within the first stress zone 90 (ie the voltage zone of 41 V) all insulation components double fault redundant or 60 V-fail-safe. The four connections 88a to 88d are identical in function, while a power of an IS DC voltage of 41 V and 500 mA can be taken from each of them. Energy from every connection 88a to 88d is next RF-filtered (L7, L1, L2, L10) before it encounters its own line switching MOSFET (Q1, Q3, Q4, Q2). At the same time, any RF communication is shunted by redundant DC blocking capacitors (C67 / C68 / C69, C19 / C20 / C21, C36 / C35 / C34, C81 / C80 / C79). The voltage detection line has a high-resistance series resistor R7 for limiting the current. Analogously, the MOSFET control cables have a high series resistance (R5 / R10, R6 / R12, R8 / R13, R9 / R11) for limiting the current. The MOSFET intrinsic body diode provides power to the local regulator at 3.3V, while blocking energy from uninitialized terminals.
Wie
in 8 gezeigt ist, sind sämtliche anderen Komponenten
in der zweiten Spannungszone 92. Die RF-Modulatoren 86a bis 86b (vorzugsweise CC1101-RFID-Chips)
werden dafür
verwendet, mit jedem Anschluss 88a bis 88d einzeln
zu kommunizieren. Der Antennenmikrokontroller 85 ist vorzugsweise
ein SAM-7S-Mikrokontroller. Der Antennenmikrokontroller 85 ist
für den
Empfang von Initialisierungsbefehlen von dem Hubkabeltreiber 30 und
für das
Schalten an jedem Anschluss 88a bis 88d mit einem
Satz von Niederstromdiodenpumpen (nicht gezeigt) verantwortlich.
Der Antennenmikrokontroller 85 überwacht die zugeführte Spannung
auf Drooping, was ein schlechtes Segment signalisiert. Temperaturdaten
werden von einem (nicht gezeigten) Temperatursensor gesammelt. Eine
Anwenderschnittstelle 97 umfasst Tasten, LEDs und eine LCD-Anzeige. Ein Datensenderempfänger 98 sammelt
Daten von den Markierungen 20, 22 und leitet die
Daten an den Antennenmikrokontroller 85 für eine Rückleitung
an den Hubkabeltreiber weiter.As in 8th 2, all other components are in the second stress zone 92 , The RF modulators 86a to 86b (preferably CC1101 RFID chips) are used with each connector 88a to 88d to communicate individually. The antenna microcontroller 85 is preferably a SAM-7S microcontroller. The antenna microcontroller 85 is for receiving initialization commands from the hub cable driver 30 and for switching at each port 88a to 88d with a set of low current diode pumps (not ge shows) responsible. The antenna microcontroller 85 monitors the applied voltage for drooping, signaling a bad segment. Temperature data is collected by a temperature sensor (not shown). A user interface 97 includes buttons, LEDs and an LCD display. A data transceiver 98 collects data from the markers 20 . 22 and passes the data to the antenna microcontroller 85 for a return to the Hubkabeltreiber on.
E. Physische BeschreibungenE. Physical Descriptions
Wie
in 1 gezeigt ist, sind die Schaltkreise des exemplarischen
Hubkabeltreibers 30 vorzugsweise in einem Metallgehäuse eingebaut.
Das Gehäuse
muss nicht explosions- und
staubsicher sein. Sämtliche
Boards sind vorzugsweise konform beschichtet. Die Schaltkreise der
exemplarischen Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i sind
vorzugsweise in einem haltbaren Kunststoffgehäuse eingebaut, das aus Umweltgründen versiegelt
ist. Gleichwohl wird die Staubsicherheit mit Blick auf dieses Gehäuse nicht
beansprucht. Das Gehäuse
muss nicht explosions- oder staubsicher sein. Die Schaltkreise der
exemplarischen Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i sind intrinsisch
sicher. Sämtliche
Boards sind vorzugsweise konform beschichtet.As in 1 2, the circuits of the exemplary hub cable driver are shown 30 preferably installed in a metal housing. The housing does not have to be explosion and dustproof. All boards are preferably conformally coated. The circuits of the exemplary antennas 26a to 26i . 28a to 28i are preferably installed in a durable plastic housing which is sealed for environmental reasons. Nevertheless, dust protection is not claimed with regard to this housing. The housing does not have to be explosion proof or dustproof. The circuits of the exemplary antennas 26a to 26i . 28a to 28i are intrinsically safe. All boards are preferably conformally coated.
F. MaschennetzwerksicherheitF. Mesh Network Security
Zur
Aufrechterhaltung der Eigensicherheit und zur Erleichterung einer
schnellen Prüfung
sollten die nachfolgenden Einschränkungen bei Verwendung des
exemplarischen Systems 10 beachtet werden.
- 1. Nur ein Hubkabeltreiber 30 sollte pro Kombination
von Antennennetzwerken 26, 28 verwendet werden.
- 2. Jedes Kommunikationskabelsegment entweder zwischen einem
Hubkabeltreiber 30 und einer Antenne (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i) oder
zwischen Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
sollte weniger als eine vorbestimmte Länge aufweisen, die durch die
Kommunikationskabeleigenschaften bestimmt wird (beispielsweise 4000
Fuß Länge für ein RG11-Koaxialkabel).
- 3. Eine vorbestimmte Anzahl von Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
kann pro Kombination von Antennennetzwerken 26, 28 verwendet
werden, was durch die Kommunikationskabeleigenschaften bestimmt
wird. Ein Grenzwert von beispielsweise 50 Antennen begrenzt die
maximale Anzahl von eingesetzten Kabelsegmenten. Werden vier Kabelsegmente
für den
ersten Knoten hinzugefügt
und werden drei Segmente für
jeden zusätzlichen
Knoten hinzugefügt,
so muss die maximale Segmentbevölkerung
unter Berücksichtigung
der bevorzugten Eigenschaften eines RG11-Koaxialkabels gleich 1·4 + 49·3 = 151 sein,
wobei 151·4
K Fuß ein
Worst-Case-Netzwerk von 604 K darstellen. Die Berücksichtigung einer
Kabelspezifikation von 16 pF/ft bedingt einen Worst-Case-Wert von 9,6 μF, der im
ganzen Netzwerk verteilt ist. Sind Systeme mit einer Gleichspannung
von 40 V Maximum gegeben und werden Segmentwiderstandszahlen von
75 Ohm bei Wechselspannung und 18,4 Ohm bei Gleichspannung verwendet,
so weist das maximale Netzwerk allem Anschein nach keine Entzündungsgefahr
auf.
To maintain intrinsic safety and facilitate a quick check, the following limitations should apply when using the example system 10 get noticed. - 1. Only one hub cable driver 30 should be per combination of antenna networks 26 . 28 be used.
- 2. Each communication cable segment either between a hub cable driver 30 and an antenna (e.g. 26a to 26i . 28a to 28i ) or between antennas (for example 26a to 26i . 28a to 28i ) should be less than a predetermined length determined by communications cable characteristics (for example, 4000 feet in length for an RG11 coaxial cable).
- 3. A predetermined number of antennas (for example 26a to 26i . 28a to 28i ) can be used per combination of antenna networks 26 . 28 which is determined by the communication cable characteristics. A limit of, for example, 50 antennas limits the maximum number of cable segments used. If four cable segments are added for the first node and three segments are added for each additional node, the maximum segment population, taking into account the preferred characteristics of an RG11 coaxial cable, must be 1 * 4 + 49 * 3 = 151, with 151 * 4K feet represent a worst case network of 604K. Considering a cable specification of 16 pF / ft requires a worst-case value of 9.6 μF, which is distributed throughout the network. If systems with a DC voltage of 40 V are given maximum and segment resistance numbers of 75 ohms at AC voltage and 18.4 ohms at DC voltage are used, the maximum network does not appear to have a risk of ignition.
Es
sollte einsichtig sein, dass diese Vorgaben nur dazu gedacht sind,
Sicherheitsprüfungen
zu erleichtern, jedoch jenseits der Nutzbarkeit des exemplarischen
Systems 10 liegen. Die Antennenbelastung, die Signalstärke und
der Kabelwiderstand begrenzen automatisch die nutzbare Netzwerkgröße auf unterhalb
dieser Werte. Daher ist eine einfache Prüfung der dauerhaften Sicherheit
eine Systemfunktionalität.
Werden die Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i mit
Energie versorgt und kommunizieren sie, so ist das Netzwerk in Ordnung.It should be understood that these guidelines are intended only to facilitate safety testing, but beyond the usefulness of the exemplary system 10 lie. The antenna load, signal strength and cable resistance automatically limit the usable network size to below these values. Therefore, a simple test of persistent security is a system functionality. Be the antennas 26a to 26i . 28a to 28i energized and they communicate, so the network is fine.
G. Optionale atmosphärische SensorenG. Optional atmospheric sensors
Optional
kann das System 10 eigensichere atmosphärische Sensoren beinhalten,
die entweder drahtgebunden oder drahtlos sind. Eigensichere drahtlose
atmosphärische
Sensoren sind an bekannten Standorten in dem Untertagebergwerk positioniert
und übertragen
periodisch ein Digitalfunksignal unter Verwendung derselben Funktechnologie,
die vorstehend anhand der Mitarbeitermarkierung 20 und
der Ausrüstungsmarkierung 22 beschrieben
worden ist. Das Digitalfunksignal enthält einen eindeutigen Identifikationscode
zum Identifizieren des atmosphärischen
Sensors und einen Gasgehaltablesewert, der von dem drahtlosen atmosphärischen
Sensor erfasst worden ist.Optionally, the system can 10 intrinsically safe atmospheric sensors that are either wired or wireless. Intrinsically safe wireless atmospheric sensors are positioned at known locations in the underground mine and periodically transmit a digital radio signal using the same radio technology as described above on the employee's label 20 and the equipment mark 22 has been described. The digital radio signal includes a unique identification code for identifying the atmospheric sensor and a gas content reading detected by the wireless atmospheric sensor.
Vorteilhafterweise
vereinfachen die drahtlosen atmosphärischen Sensoren den Kalibrierprozess,
indem sie zulassen, dass ein drahtloser atmosphärischer Sensor, der einer Kalibrierung
bedarf, gegen einen kalibrierten drahtlosen atmosphärischen Sensor
ausgetauscht wird. Der drahtlose atmosphärische Sensor, der einer Kalibrierung
bedarf, kann anschließend
an irgendeinem zentralen Punkt zusammen mit anderen drahtlosen atmosphärischen
Sensoren in einer besser kontrollierten (und bequemeren) Umgebung
als in dem Bergwerk kalibriert werden. Darüber hinaus enthält der drahtlose
atmosphärische
Sensor eine wiederaufladbare Batterie, die den drahtlosen atmosphärischen
Sensor zwischen Kalibrierungen mit Energie versorgen kann. Daher kann
die wiederaufladbare Batterie nach der Kalibrierung wiederaufgeladen
werden, und es wird der drahtlose atmosphärische Sensor kalibriert und
aufgeladen und ist damit fertig für einen Austausch gegen einen
anderen drahtlosen atmosphärischen
Sensor, der einer Kalibrierung und Wiederaufladung bedarf.Advantageously, the wireless atmospheric sensors simplify the calibration process by allowing a wireless atmospheric sensor requiring calibration to be replaced with a calibrated wireless atmospheric sensor. The wireless atmospheric sensor, which requires calibration, can then be calibrated at some central point along with other wireless atmospheric sensors in a more controlled (and convenient) environment than in the mine. In addition, the wireless atmospheric sensor includes a rechargeable battery that can power the wireless atmospheric sensor between calibrations. Therefore, the rechargeable battery can be recharged after calibration, and the wireless atmospheric sensor is calibrated and opened ready for replacement with another wireless atmospheric sensor requiring calibration and recharging.
Eigensichere
drahtgebundene atmosphärische
Sensoren sind zudem an bekannten Standorten in dem Untertagebergwerk
angeordnet. Die drahtgebundenen atmosphärischen Sensoren sind vorzugsweise
in Reihe durch ein Kommunikationskabel mit den Maschenantennennetzwerken 26, 28 verbunden.
Ausgelegt ist jeder der drahtgebundenen atmosphärischen Sensoren zum Empfangen
von Energie von dem Hubkabeltreiber 30 über das Kommunikationskabel;
sensorischen Erfassen eines Gasgehaltes in einer Atmosphäre an dem
jeweiligen drahtgebundenen atmosphärischen Sensor; und periodischen Übertragen
eines Signals an den Hubkabeltreiber 30 über das
Kommunikationskabel. Das übertragene
Signal enthält
einen eindeutigen Identifikationscode zum Identifizieren des jeweiligen
atmosphärischen Sensors
und einen Gasgehaltablesewert zum Angeben des sensorisch erfassen
Gasgehaltes. Der jeweilige Hubkabeltreiber 30 überträgt die empfangenen
Signale an den Server 36 über den Datenschalter 34.
Der Server 36 speichert die Daten in dem Datenspeicher 38,
und die Workstation 40 verwendet die Daten in dem Datenspeicher 38 zum
Mitverfolgen des Gasgehaltes bei jedem der drahtgebundenen atmosphärischen
Sensoren.Intrinsically safe wired atmospheric sensors are also located at known locations in the underground mine. The wired atmospheric sensors are preferably in series through a communication cable with the mesh antenna networks 26 . 28 connected. Each of the wired atmospheric sensors is designed to receive power from the hub cable driver 30 via the communication cable; sensory sensing of a gas content in an atmosphere at the respective wired atmospheric sensor; and periodically transmitting a signal to the hub cable driver 30 over the communication cable. The transmitted signal includes a unique identification code for identifying the respective atmospheric sensor and a gas content reading for indicating the sensory gas content. The respective Hubkabeltreiber 30 transmits the received signals to the server 36 via the data switch 34 , The server 36 stores the data in the data store 38 , and the workstation 40 uses the data in the data store 38 to track the gas content of each of the wired atmospheric sensors.
H. DatenschalterH. Data switch
Der
Datenschalter 34 ist ein Standarddatenschalter, das aus
dem Stand der Technik bekannt ist, und dient der Verbindung des
Hubs 30 mit dem Server 36 unter Verwendung eines
vorbestimmten Kommunikationsprotokolls, so beispielsweise Ethernet.The data switch 34 is a standard data switch known in the art and serves to connect the hub 30 with the server 36 using a predetermined communication protocol, such as Ethernet.
I. Server/DatenspeicherungI. Server / Data Storage
Der
Server 36 empfängt
die Signale von dem Hub 30 und speichert in den empfangenen
Signalen enthaltene Daten in dem Datenspeicher 38.The server 36 receives the signals from the hub 30 and stores data contained in the received signals in the data memory 38 ,
J. WorkstationJ. Workstation
Ausgelegt
ist die Workstation 40 ist zum Wiederherstellen der gespeicherten
Daten aus dem Datenspeicher 38 und Verwenden der gespeicherten Daten
zum Mitverfolgen der Person und des Bergwerksausrüstungsteiles
unter Verwendung einer nachstehend noch beschriebenen Software.The workstation is laid out 40 is to restore the stored data from the data store 38 and using the stored data to keep track of the person and mine equipment using a software to be described below.
K. SoftwareK. Software
12 zeigt
einen typischen Server 36. Vorzugsweise verfügt der Server 36 über redundante Energieversorgungen,
Platten, Ventilatoren und Ethernetanschlüsse. Der Server 36 verfügt vorzugsweise über eine
Fernverwaltungskarte (remote administration card) zum Ermöglichen
einer Fernverwaltung des Servers 36. Der Server 36 führt einige
Programmmodule, die nachstehend beschrieben werden, aus, und zwar
zum Implementieren der Schritte eines exemplarischen Verfahrens
zum Mitverfolgen von Bergleuten und Ausrüstung in Bergwerken unter Verwendung
der Markierungen 20, 22 und der Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i,
die vorstehend bereits beschrieben worden sind. 12 shows a typical server 36 , Preferably, the server has 36 via redundant power supplies, plates, fans and Ethernet connections. The server 36 preferably has a remote administration card to enable remote management of the server 36 , The server 36 executes some program modules, described below, to implement the steps of an exemplary method of tracking miners and equipment in mines using the markers 20 . 22 and the antennas 26a to 26i . 28a to 28i which have already been described above.
13 bis 15 zeigen
typische Momentaufnahmen, die Programmmodule für eine Anzeige auf einer Anzeigeworkstation 40 (1)
erzeugen können.
Die Anzeigeworkstation 40 ist vorzugsweise in Kommunikation
mit dem Server 36 über
eine Ethernetverbindung. 13 to 15 show typical snapshots, the program modules for display on a display workstation 40 ( 1 ). The display workstation 40 is preferably in communication with the server 36 via an ethernet connection.
13 ist
eine exemplarische Kartenanzeige 270 zum Identifizieren
von Bergleuten, Einheiten, Ausrüstung
oder Ausrüstungsgruppen.
Ein Knoten 272 auf der Kartenanzeige 270 stellt
beispielsweise eine Antenne 26a bis 26i, 28a bis 28i (1)
dar. Durch Auswählen
des Knotens 272 erscheint ein Fenster 274 auf
der Kartenanzeige 270 zum Identifizieren der ausgewählten Antenne 26a bis 26i, 28a bis 28i und
Auflisten der Bergleute oder Ausrüstung (das heißt der Markierungen 20, 22 (1)),
die zu der Zeit an jenem Standort befindlich sind. Die Kartenanzeige 270 kann
Zoom- bzw. Vergrößerungsfähigkeiten
aufweisen. 13 is an exemplary map display 270 to identify miners, units, equipment or equipment groups. A knot 272 on the map display 270 For example, make an antenna 26a to 26i . 28a to 28i ( 1 ) by selecting the node 272 a window appears 274 on the map display 270 for identifying the selected antenna 26a to 26i . 28a to 28i and listing the miners or equipment (that is the markings 20 . 22 ( 1 )) that are currently located at that location. The map display 270 may have zooming or magnifying capabilities.
14 ist
eine exemplarische Kartenanzeige 280, die Details von Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i (1)
und Markierungen 20, 22 (1) anzeigt, und
kann bezüglich
der Markierungen 20, 22 oder Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i sortiert
werden. Die Datenanzeige 280 beinhaltet einen Antennenidentifikations-/Statusbereich 282,
einen Auswahlmarkierungsdetailbereich 284 sowie eine Liste 286 sämtlicher
Markierungen, die in dem Bereich bei einer ausgewählten Antenne 26a bis 26i, 28a bis 28i befindlich sind.
Der Auswahlmarkierungsdetailbereich 284 kann darüber hinaus
ein Lichtbild 288 des Bergmanns oder eines Ausrüstungsteiles
enthalten, der/das einer Markierung 20, 22 zugeordnet
ist. 14 is an exemplary map display 280 , the details of antennas 26a to 26i . 28a to 28i ( 1 ) and markings 20 . 22 ( 1 ), and can with respect to the marks 20 . 22 or antennas 26a to 26i . 28a to 28i be sorted. The data display 280 includes an antenna identification / status area 282 , a selection mark detail area 284 as well as a list 286 all markers in the area at a selected antenna 26a to 26i . 28a to 28i are located. The selection mark detail area 284 can also be a photo 288 of the miner or a piece of equipment belonging to a marking 20 . 22 assigned.
15 ist
eine exemplarische Vorbereitungsüberwacheranzeige 290,
die zur Anzeige von Bergleuten in Vorbereitungsbereichen und zum Nachweisen
der Funktionsfähigkeit
der Markierung verwendet werden. Die Vorbereitungsüberwacheranzeige 290 beinhaltet
einen ersten Bereich 292 zum Identifizieren von Mitarbeitermarkierungen 20 der Bergleute,
die nicht angemeldet sind; einen zweiten Bereich 294 zum
Identifizieren von Markierungen 20 von Bergleuten, die
angemeldet sind; einen dritten Bereich 296 zum Identifizieren
von Mitarbeitermarkierungen 20 für Bergleute, die sich bei einer
Vorbereitungsbereichsantenne befinden. 15 is an exemplary preparation supervisor ad 290 used to display miners in preparation areas and to prove the functionality of the mark. The preparation supervisor display 290 includes a first area 292 for identifying employee tags 20 the miners who are not logged in; a second area 294 for identifying tags 20 miners who are logged in; a third area 296 for identifying employee tags 20 for miners who are at a preparation area antenna.
16 bis 22 zeigen
ein exemplarisches Softwaresystem 100 zum Mitverfolgen
von Bergleuten und Ausrüstung
in Bergwerken unter Verwendung von exemplarischen Markierungen (beispielsweise 20, 22)
und Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i),
wie vorstehend beschrieben worden ist. Als solches soll eine Bezugnahme
auf die Markierungen 20, 22 und Antennen 26a bis 26i, 28a bis 28i in
der nachfolgenden Beschreibung als Bezugnahme auf die exemplarischen
Markierungen (beispielsweise 20, 22) und Antennen
(beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i),
wie vorstehend beschrieben worden ist, verstanden werden. 16 to 22 show an exemplary software system 100 for tracking miners and equipment in mines using exemplary markers (e.g. 20 . 22 ) and antennas (for example 26a to 26i . 28a to 28i ), as described above. As such, a reference to the marks 20 . 22 and antennas 26a to 26i . 28a to 28i in the following description with reference to the exemplary markings (e.g. 20 . 22 ) and antennas (for example 26a to 26i . 28a to 28i ) as described above.
16 ist
ein Übersichtsdiagramm
der Architektur des exemplarischen Softwaresystems 100 mit
Softwareprogrammmodulen mit einem Servermodul 101, einem
Verwaltermodul 102, einem Ansichtsmodul 103, einem Überwachermodul 104,
einem Schlüsselmodul 105,
einem OPC-Modul 106, einem gemeinsam genutzten Sensordatenspeicher 107,
einem gemeinsam genutzten Markierungsdatenspeicher 108,
einem gemeinsam genutzten Leserkommunikationsspeicher 110,
einer Serverdatenbank 112 und einem gemeinsam genutzten
RS-Befehlsspeicher 114. 16 is an overview diagram of the architecture of the exemplary software system 100 with software program modules with a server module 101 , an administrator module 102 , a view module 103 , a supervisor module 104 , a key module 105 , an OPC module 106 , a shared sensor datastore 107 , a shared tag data store 108 , a shared reader communication memory 110 , a server database 112 and a shared RS instruction memory 114 ,
Das
Servermodul 101 beinhaltet mehrere Serverobjekte 101a bis 101c,
die gleichzeitig laufen. Jedes laufende Serverobjekt 101a bis 101e verwaltet einen
Hubkabeltreiber 30 und Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i).
Der Zweck des Servermoduls 101 besteht darin, Information
von dem Hubkabeltreiber 30 und den Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
zu empfangen und diese Information an das Verwaltermodul 102 weiterzuleiten.
Die Kommunikation erfolgt durch den gemeinsam genutzten Markierungsdatenspeicher 108 innerhalb
einer Speicherkomponente des Servers 36.The server module 101 includes several server objects 101 to 101c running at the same time. Each running server object 101 to 101e manages a hubcable driver 30 and antennas (e.g. 26a to 26i . 28a to 28i ). The purpose of the server module 101 This is information from the hubcable driver 30 and the antennas (e.g. 26a to 26i . 28a to 28i ) and this information to the administrator module 102 forward. Communication is through the shared tag data store 108 within a storage component of the server 36 ,
Darüber hinaus
kommunizieren die Serverobjekte 101a bis 101e miteinander
durch den gemeinsam genutzten Leserkommunikationsspeicher 110,
wo digitale Funknachrichten gespeichert werden. Das Servermodul 101 filtert
digitale Funknachrichten, die von mehr als einer Antenne (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
gleichzeitig empfangen worden sind, und speichert nur diejenige
Digitalfunknachricht mit dem stärksten
Signal sowie den Standort der Antenne, die dieses Signal empfangen hat,
in dem gemeinsam genutzten Markierungsdatenspeicher 108.
Auf diese Weise bestimmt das Modul 101 den Standort der
Markierung 20, 22 durch Bestimmen des Standortes
der nächstliegenden
Antenne (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
(beispielsweise diejenige Antenne, die das stärkste Signal empfängt).In addition, the server objects communicate 101 to 101e to each other through the shared reader communication memory 110 where digital radio messages are stored. The server module 101 Filters digital radio messages from more than one antenna (for example 26a to 26i . 28a to 28i ) are received simultaneously, and stores only the digital broadcast message having the strongest signal and the location of the antenna which has received this signal in the shared tag data memory 108 , In this way, the module determines 101 the location of the mark 20 . 22 by determining the location of the nearest antenna (e.g. 26a to 26i . 28a to 28i ) (for example, the antenna that receives the strongest signal).
Sensordaten
werden in dem gemeinsam genutzten Sensordatenspeicher 107 gespeichert.Sensor data is stored in the shared sensor data memory 107 saved.
Das
Verwaltermodul 102 nimmt verschiedene Funktionen wahr.
Die primäre
Funktion des Verwaltermoduls 102 besteht darin, den gemeinsam
genutzten Speicher des gemeinsam genutzten Markierungsdatenspeichers 108 und
des gemeinsam genutzten Sensordatenspeichers 107 auszulesen
und die Information in Serveraufzeichnungen in der Serverdatenbank 112 zu übersetzen.
Darüber
hinaus sendet das Verwaltermodul 102 Befehle an das Servermodul 101 durch
den gemeinsam genutzten RS-Befehlsspeicher 114.
Darüber
hinaus verwahrt das Verwaltermodul 112 die Definitionen
des Hubkabeltreibers 30 und sämtlicher Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i),
die in dem System 10 verwendet werden. Diese Definitionen
beinhalten Objekte, so beispielsweise Ethernetadresse und Anschlussinformation,
die für
die Leserhardware spezifisch ist.The administrator module 102 takes on different functions. The primary function of the administrator module 102 is the shared memory of the shared tag data memory 108 and the shared sensor data memory 107 read out and the information in server records in the server database 112 to translate. In addition, the administrator module sends 102 Commands to the server module 101 through the shared RS instruction memory 114 , In addition, the administrator module keeps 112 the definitions of the hub cable driver 30 and all antennas (e.g. 26a to 26i . 28a to 28i ) in the system 10 be used. These definitions include objects such as Ethernet address and port information specific to the reader hardware.
Innerhalb
der Serverdatenbank 112 unterhält das Verwaltermodul 102 eine
laufend aktualisierte Markierungsdatentabelle 113 und eine
altvorgangsbasierte Tabelle 115. Die laufend aktualisierte
Markierungsdatentabelle 113 enthält die aktuellen Daten, die
von dem Hubkabeltreiber 30 und jeder der Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
gelesen werden, die an dem System 10 angebracht sind. Das Verwaltermodul 102 speichert ältere Mitverfolgungsmarkierungsdaten
in der altvorgangsbasierten Datentabelle 115 zur Unterhaltung
einer Standortgeschichte für
jede Mitverfolgungsmarkierung 20, 22.Within the server database 112 maintains the administrator module 102 a continuously updated tag data table 113 and a legacy table 115 , The continuously updated tag data table 113 Contains the current data from the hubcable driver 30 and each of the antennas (e.g. 26a to 26i . 28a to 28i ) are read on the system 10 are attached. The administrator module 102 stores older tracking tag data in the legacy data table 115 to maintain a site history for each follow-up marker 20 . 22 ,
Das
Ansichtsmodul 103 nimmt zwei primäre Funktionen in Bezug auf
die Serverdatenbank 112 wahr. Eine Funktion stellt einen
optischen Überblick über das
Bergwerk bereit, der mehrere Ebenen von Karten und Anzeigen der
Standorte der Mitverfolgungsmarkierungen 20, 22 auf
den Karten beinhaltet. Die andere Funktion stellt eine Ansicht der
Mitverfolgungsdaten im Tabellenformat bereit, und zwar sowohl für die laufend
aktualisierte Markierungsdatentabelle 113 wie auch für die altvorgangsbasierte
Datentabelle 115. Darüber
hinaus ist das Anzeigemodul 103 zudem in der Lage, Ad-hoc-
und vordefinierte Berichte aus Daten in der laufend aktualisierten
Markierungsdatentabelle 113 und der altvorgangsbasierten
Datentabelle 115 zu erzeugen.The view module 103 takes two primary functions with respect to the server database 112 true. A feature provides an optical overview of the mine, showing multiple levels of maps and displaying the locations of the tracking marks 20 . 22 included on the cards. The other function provides a view of the tracking data in tabular format, for both the continuously updated tag data table 113 as well as for the legacy data table 115 , In addition, the display module 103 It also has the ability to run ad-hoc and predefined reports from data in the continuously updated tag data table 113 and the legacy data table 115 to create.
Das
Ansichtsmodul 103 nimmt zudem eine Mehrzahl von weiteren
Funktionen wahr. Eine Funktion besteht darin, Anwendern zu ermöglichen,
in Bezug auf die Karten Positionsinformation für die Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
zu editieren, wenn diese hinzugefügt, modifiziert oder aus dem
System 10 entfernt werden. Eine weitere Funktion betrifft
das selektive Auswählen
dahingehend, ob Daten für
die Markierungen 20, 22, so beispielsweise für die aktuelle
Schicht oder aktive Markierungen, wenn diese in die laufend aktualisierte
Markierungsdatentabelle 113 eingelesen werden, gefiltert
werden. Das Anzeigemodul 103 verfügt darüber hinaus über die Fähigkeit des Ausfindigmachens
der Mitverfolgungsmarkierungen 20, 22 sowohl bezüglich des aktuellen
Standortes wie auch bezüglich
des letzten Ortes, an dem die Mitverfolgungsmarkierung 20, 22 ausgelesen
worden ist, sowie des anschließenden optischen
Anzeigens dieser Standorte auf einer Karte und in einer Tabelle.
Eine weitere Funktion, die das Anzeigemodul 103 wahrnimmt,
betrifft die Fähigkeit, Details
im Zusammenhang mit einer bestimmten Markierung zu editieren. Diese
Details beinhalten Objekte, so beispielsweise die Nummer eines Angestellten,
Warenkennungen und ein Lichtbild der Einzelperson oder des Gegenstandes
in der Datenbank.The view module 103 also performs a number of other functions. One function is to allow users to position information for the antennas (e.g. 26a to 26i . 28a to 28i ) when added, modified or removed from the system 10 be removed. Another function is to selectively select whether data for the tags 20 . 22 For example, for the current layer or active tags when included in the currently updated tag data table 113 be read, filtered who the. The display module 103 also has the ability to locate the tracking markers 20 . 22 both in terms of the current location as well as the last place where the tracking mark 20 . 22 as well as the subsequent visual displaying of these locations on a map and in a table. Another feature that the display module 103 the ability to edit details related to a particular marker. These details include objects such as the number of an employee, ID numbers, and a photograph of the individual or subject in the database.
Das Überwachermodul 104 stellt
eine E-Mail-Unterstützung
für Datenbankberichte
und Statusbenachrichtigungen bereit. Das Überwachermodul 104 stellt
darüber
hinaus ein Verfahren zum Löschen
von Datenbanktabellen, Bereinigen von Datenbankroutinen und Überwachen
des Betriebes des Verwaltermoduls 102 bereit.The supervisor module 104 provides e-mail support for database reports and status notifications. The supervisor module 104 also provides a method for deleting database tables, cleaning up database routines, and monitoring the operation of the administrator module 102 ready.
Das
Schlüsselmodul 105 bietet
eine Möglichkeit
zum Kontrollieren einer Lizenzierung auf Grundlage der Anzahl der
Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
und Markierungen 20, 22 mit Zulassung und erzeugt
Schlüssel
für entfernt
angeordnete Systeme auf Grundlage von Systemparametern in dem entfernt
angeordneten System (es ermöglicht Lizenzänderungen
mittels Telefonunterstützung).The key module 105 provides a way to control licensing based on the number of antennas (e.g. 26a to 26i . 28a to 28i ) and markings 20 . 22 with approval and generates keys for remote systems based on system parameters in the remote system (it allows license changes via telephone support).
Das
OPC-Modul 106 ermöglicht
einen OPC-Zugriff durch externe Clients, so beispielsweise die Verbindung
mit einem weiteren Server, der atmosphärische Überwachungsdienste bereitstellt.The OPC module 106 allows OPC access by external clients, such as connecting to another server that provides atmospheric monitoring services.
17 ist
ein Prozessdiagramm des Servermoduls 101, das als Schnittstelle
mit den Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
dient. Ein Leserinitialisierungsprozess 116 initialisiert
zunächst den
Hubkabeltreiber 30 und sämtliche Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i),
was ein Lesen des Status des Hubkabeltreibers 30 und der
Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
und ein Lesen von älteren
Daten aus dem Hubkabeltreiber 30 und den Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
beinhaltet. Dies ermöglicht
eine Funktion des Lesens von Information aus dem Hubkabeltreiber 30 und
den Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i),
wenn der Server 16 ausgeschaltet war. Im Anschluss an den
Leserinitialisierungsprozess 116 können sechs Prozesse auftreten,
die innerhalb des Servermoduls 101 ablaufen. 17 is a process diagram of the server module 101 which is used as an interface with the antennas (for example 26a to 26i . 28a to 28i ) serves. A reader initialization process 116 initially initializes the hubcable driver 30 and all antennas (e.g. 26a to 26i . 28a to 28i ), which is a read of the status of the Hubkabeltreibers 30 and the antennas (e.g. 26a to 26i . 28a to 28i ) and reading older data from the hubcable driver 30 and the antennas (e.g. 26a to 26i . 28a to 28i ) includes. This enables a function of reading information from the hub cable driver 30 and the antennas (e.g. 26a to 26i . 28a to 28i ) if the server 16 was off. Following the reader initialization process 116 Six processes can occur within the server module 101 expire.
Der
erste Prozess ist ein Streamverarbeitungsprozess 118. Sobald
der Leserinitialisierungsprozess 116 beendet ist, treten
der Hubkabeltreiber 30 und die Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
in ein „Datenstreaming” ein. In
dem Modus des „Datenstreaming” streamen
der Hubkabeltreiber 30 und die Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
Daten aus jeder gelesenen Markierung 20, 22 in
den Server 36, einschließlich eines Zeitstempels, der
Kennung der Markierung, der Kennung der das Signal empfangenden
Antenne und eines RSSI-Wertes (Received Signal Strength Indicator
RSSI, Indikator für
die empfangene Signalstärke).
Wie vorstehend erläutert
worden ist, verwaltet jedes laufende Serverobjekt 101a bis 101e einen
Hubkabeltreiber 30 und Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i),
prüft die
Markierungsdaten in Schritt 120 und speichert die Markierungsdaten
in Schritt 122 in dem gemeinsam genutzten Leserkommunikationsspeicher 110.The first process is a stream processing process 118 , Once the reader initialization process 116 is finished, the Hubkabeltreiber occur 30 and the antennas (for example 26a to 26i . 28a to 28i ) into a "data streaming". In the data streaming mode, the hubcable drivers are streaming 30 and the antennas (for example 26a to 26i . 28a to 28i ) Data from each tag read 20 . 22 in the server 36 including a time stamp, the tag of the tag, the tag of the signal receiving antenna, and a Received Signal Strength Indicator (RSSI) value. As discussed above, each running server object manages 101 to 101e a hubcable driver 30 and antennas (e.g. 26a to 26i . 28a to 28i ), checks the marking data in step 120 and stores the tag data in step 122 in the shared reader communication memory 110 ,
Der
zweite Prozess ist ein Markierungsdatenverarbeitungsprozess 124 zum
Verarbeiten von Daten aus dem gemeinsam genutzten Leserkommunikationsspeicher 110.
Der gemeinsam genutzte Leserkommunikationsspeicher 110 dient
als Puffer für Daten,
und der Markierungsdatenverarbeitungsprozess 124 liest
die gepufferten Daten und speichert nur die Markierungsdaten für die Digitalfunknachricht mit
dem höchsten
RSSI-Wert für
eine bestimmte Markierung 20, 22 zu einem bestimmten
Zeitpunkt. Der Markierungsdatenverarbeitungsprozess 124 speichert
die gepufferten oder gefilterten Daten in dem gemeinsam genutzten
Markierungsdatenspeicher 108, wodurch die Antenne, die
zu jenem bestimmten Zeitpunkt am nächstliegenden zu der Markierung 20, 22 ist,
identifiziert ist. Dieser Pufferungsprozess stellt sicher, dass
nur gültige,
neue und die stärksten
Markierungsdaten an das Verwaltermodul 102 zur Speicherung
in der Serverdatenbank 123 weitergereicht werden.The second process is a marking data processing process 124 for processing data from the shared reader communication memory 110 , The shared reader communications memory 110 serves as a buffer for data, and the tag data processing process 124 reads the buffered data and stores only the tag data for the digital radio message with the highest RSSI value for a particular tag 20 . 22 at a certain time. The marking data processing process 124 stores the buffered or filtered data in the shared tag data store 108 , causing the antenna closest to the mark at that particular time 20 . 22 is, is identified. This buffering process ensures that only valid, new, and the strongest tag data are sent to the administrator module 102 for storage in the server database 123 be passed on.
Der
dritte Prozess ist ein Sensordatenverarbeitungsprozess 126 zum
Verarbeiten von Sensordaten für
den gemeinsam genutzten Sensordatenspeicher 107.The third process is a sensor data processing process 126 to process sensor data for the shared sensor data memory 107 ,
Der
vierte Prozess ist ein Anzeigeverarbeitungsprozess 128.
Die Anzeigeverarbeitung 128 zeigt einen Status des Hubkabeltreibers 30 und
der Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i) und
an und überwacht
die Kommunikationsvorgänge.The fourth process is a display processing process 128 , The display processing 128 shows a status of the hub cable driver 30 and the antennas (e.g. 26a to 26i . 28a to 28i ) and monitors and monitors the communications.
Der
fünfte
Prozess ist ein Fehlerbeseitigungsverarbeitungsprozess 130 (debug),
der einen Ingenieur oder Techniker in die Lage versetzt, eine Fehlerprüfung an
der Verarbei tung vorzunehmen, die gerade in dem Programm abläuft, um
zu bestimmen, ob die Markierungsdaten richtig gespeichert worden sind.
Dies erfolgt durch Sammeln von Daten und anschließendes Anzeigen
der Daten in einem Nachverfolgungskasten (trace box), der innerhalb
des Servermoduls 101 zur Verfügung steht.The fifth process is a debugging process 130 (debug), which enables an engineer or technician to perform an error check on the processing currently running in the program to determine if the tag data has been stored correctly. This is done by collecting data and then displaying the data in a trace box located within the server module 101 is available.
Der
sechste Prozess ist ein Steuerverarbeitungsprozess 132 zum
Verarbeiten von Befehlen aus dem Verwaltermodul 102. Das
Verwaltermodul 102 sendet Befehle an den gemeinsam genutzten RS-Befehlsspeicher 114,
und der Steuer- bzw. Regelverarbeitungsprozess 132 verarbeitet
die Befehle und stellt anschließend
geeignete Behandlungsschritte innerhalb des Servermoduls 101 bereit.The sixth process is a tax processing process 132 to process commands from the administrator module 102 , The administrator module 102 sends commands to the RS shared memory 114 , and the control processing process 132 processes the commands and then makes appropriate handling steps within the server module 101 ready.
18 ist
ein Prozessdiagramm des Verwaltermoduls 112, das die Verwaltung
des Hubkabeltreibers 30 und der zugehörigen Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
bereitstellt. 18 is a process diagram of the administrator module 112 that is the management of the hub cable driver 30 and the associated antennas (for example 26a to 26i . 28a to 28i ).
Ein
erster Prozess ist ein Leserserveranzeigeverarbeitungsprozess 140.
Der Leserserveranzeigeverarbeitungsprozess 140 liest Datenbankinformationen
aus und zeigt die Serverbeschreibung und den Serverstatus (Kasten 142)
in Tabellenform auf einem Hauptbildschirm an, der von dem Verwaltermodul 102 erzeugt
wird.A first process is a reader server display processing process 140 , The reader server display processing process 140 reads database information and displays server description and server status (box 142 ) in tabular form on a main screen provided by the administrator module 102 is produced.
Ein
zweiter Prozess ist ein Leserserverdefinitionsverarbeitungsprozess 144.
Der Leserserverdefinitionsverarbeitungsprozess 144 initialisiert
das System 10, wenn ein Hubkabeltreiber 30 und
die zugehörigen
Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
zur Zeit nicht aktiv sind. Er registriert neue Server, nimmt eine
Neuregistrierung oder Editierung von alten Servern sowie eine Entregistrierung
oder Löschung
von Servern aus dem System 10 (Kasten 146) vor.A second process is a reader server definition processing process 144 , The reader server definition processing process 144 initializes the system 10 if a hubcable driver 30 and the associated antennas (for example 26a to 26i . 28a to 28i ) are currently not active. It registers new servers, takes a re-registration or editing of old servers as well as a de-registration or deletion of servers from the system 10 (Box 146 ) in front.
Ein
dritter Prozess ist ein Steuer- bzw. Regelanforderungsprozess 148.
Der Steuer- bzw. Regelanforderungsprozess 148 läuft in Verbindung
mit dem Steuer- bzw. Regelverarbeitungsprozess 132 (17)
des Servermoduls 101. Der Steuer- bzw. Regelanforderungsprozess 148 versorgt
einen Bediener mit einem Verfahren zum Senden von globalen Befehlen
und einzelleserspezifischen Befehlen (Kasten 150) an das
Servermodul 101 und die Serverobjekte (beispielsweise 102a bis 102e).
Beispiele für
diese Funktionen sind: Einstellen von Optionen innerhalb der Serverobjekte,
so beispielsweise Einschalten von Funktionen wie Zeitsynchronisierung auf
Tagesbasis oder Löschen
der Lesergeschichte, sobald das Servermodul 101 initialisiert
worden ist. Der Steuer- bzw.A third process is a control request process 148 , The control request process 148 runs in conjunction with the control processing process 132 ( 17 ) of the server module 101 , The control request process 148 provides an operator with a method for sending global commands and single-user-specific commands (box 150 ) to the server module 101 and the server objects (for example 102 to 102e ). Examples of these functions include: setting options within the server objects, such as turning on features such as time-based time synchronization or deleting the reader history as soon as the server module 101 has been initialized. The tax or
Regelanforderungsprozess 148 stellt
darüber
hinaus Befehle bereit, so beispielsweise hinsichtlich des sofortigen
Löschens
der Geschichte oder des Erzwingens einer Zeitsynchronisierung. Diese Daten
werden an das Servermodul 101 und die Serverobjekte (beispielsweise 101a bis 101e)
durch den gemeinsam genutzten RS-Befehlsspeicherbereich 114 gesendet.Rule request process 148 also provides commands, such as for immediate deletion of the history or forcing time synchronization. This data is sent to the server module 101 and the server objects (for example 101 to 101e ) through the shared RS instruction storage area 114 Posted.
Ein
vierter Prozess ist ein Markierungsdatenspeicherverarbeitungsprozess 152.
Der Datenspeicherverarbeitungsprozess 152 stellt die primäre Funktion
des Verwaltermoduls 104 bereit, die das Datenspeichern
in der Serverdatenbank 112 ist. Der erste Schritt 154 besteht
im Lesen der Markierungsdaten aus dem gemeinsam genutzten Markierungsdatenspeicher 108.
Anschließend
werden in Schritt 156 die Markierungsdaten in der laufend
aktualisierten Markierungsdatentabelle 113 der Serverdatenbank 112 gespeichert.
Darüber
hinaus bestimmt eine zusätzliche
Verarbeitung, ob die altvorgangsbasierte Datentabelle 115 ebenfalls
aktualisiert werden muss. Die altvorgangsbasierte Datentabelle 115 wird höchstens
alle 10 Sekunden aktualisiert, und es werden neue Einträge in der
altvorgangsbasierten Datentabelle 115 erstellt, wenn das
Verwaltermodul 104 bestimmt, dass sich die Markierungen 20, 22 von
einer näher
befindlichen Antenne 24 zu einer anderen Antenne bewegt
haben.A fourth process is a tag data store processing process 152 , The data storage processing process 152 represents the primary function of the administrator module 104 ready to do the data storage in the server database 112 is. The first step 154 consists in reading the tag data from the shared tag data memory 108 , Subsequently, in step 156 the tag data in the currently updated tag data table 113 the server database 112 saved. In addition, additional processing determines whether the legacy data table 115 also needs updating. The legacy data table 115 is updated at most every 10 seconds, and new entries are made in the legacy data table 115 created when the administrator module 104 that determines the marks 20 . 22 from a closer antenna 24 moved to another antenna.
Ein
letzter Prozess ist ein Sensordatenspeicherverarbeitungsprozess 157,
der den Markierungsdatenspeicherverarbeitungsprozess 152 für Sensordaten
spiegelt.A final process is a sensor data store processing process 157 containing the tag data store processing process 152 for sensor data reflects.
19 ist
ein Prozessdiagramm des Überwachermodulprozesses 104.
Die Leserstatusverarbeitung erfasst Statusänderungen des Hubkabeltreibers 30 und
der zugehörigen
Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
und erzeugt Benachrichtigungen einer Statusänderung über E-Mail. Die Tagesberichtsverarbeitung
erzeugt Tagesberichte, einen Tageseintrag und einen Markierungsprüfbericht.
Die Prüfmarkierungsüberwachung überwacht Prüfmarkierungen
und sendet eine Benachrichtigung, wenn die Prüfmarkierungen nicht aktiv sind. Die
Batteriealarmüberwachung überwacht
Markierungen hinsichtlich Batteriealarmvorgängen und sendet eine Benachrichtigung,
wenn ein Batteriealarm erfasst wird. Die Fernbefehlsverarbeitung
liest Befehle von einem E-Mail-Server und verarbeitet in E-Mails enthaltene
Befehle. Die Tagesbereinigung bereinigt altvorgangsbasierte Daten
und fehlerhafte Markierungsdaten. 19 is a process diagram of the supervisor module process 104 , The reader status processing detects status changes of the hub cable driver 30 and the associated antennas (for example 26a to 26i . 28a to 28i ) and generates notifications of a status change via e-mail. Daily report processing generates daily reports, a daily entry, and a markup report. The checkmark monitor monitors checkmarks and sends a notification if the checkmarks are not active. The battery alarm monitor monitors for battery alarms and sends a notification when a battery alarm is detected. Remote Command Processing reads commands from an e-mail server and processes commands contained in emails. Daily Cleansing cleans up historical activity-based data and bad marker data.
20 ist
ein Prozessdiagramm des Ansichtsmoduls 103, das die Hauptanwenderschnittstelle
für das
System 10 bereitstellt. Das Anzeigemodul 103 wird
von Bedienern und Technikern in dem Bergwerk nutzt, damit diese
in der Lage sind, Information, die in der Serverdatenbank 112 gespeichert ist,
optisch aufzubereiten. Es sind drei primäre Funktionen/Vorgänge des
Anzeigemoduls 103 vorhanden. 20 is a process diagram of the view module 103 , which is the main user interface for the system 10 provides. The display module 103 is used by operators and technicians in the mine so they are able to get information stored in the server database 112 stored, optically reprocessed. There are three primary functions / operations of the display module 103 available.
Der
erste Prozess ist ein visueller Anzeigeprozess 158, der
einen anwenderseitig definierten hierarchischen Baum des Bergwerkes
anzeigt, woraufhin der Anwender durch Auswählen von Elementen innerhalb
dieses Baumes verschiedene Abschnitte des Bergwerkes betrachten
kann. Der Anwender verfügt über die
Möglichkeit,
die verschiedenen Bereiche innerhalb eines Bergwerkes und sogar
verschiedener Bergwerke in demjenigen Fall zu definieren, in dem
das System zur Ansicht von Daten aus verschiedenen Bergwerken verwendet
wird. Der Status der Antennen (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
wird in einer optischen Karte des Bergwerkes angezeigt, wobei dieser
Status durch die Farbe wie auch eine Liste von Markierungen 20, 22 angezeigt wird,
die bei jeder auf der Karte angezeigten Antenne (beispielsweise 26a bis 26i, 28a bis 28i)
sichtbar sind. Die Liste ist auf Grundlage des Aktivitätsniveaus
der Markierung auf Grundlage der aktuellen Zeit und des aktuellen
Datums sowie auf Grundlage einer Gruppenzugehörigkeit der Markierungen 20, 22 selektiv.The first process is a visual display process 158 indicating a user-defined hierarchical tree of the mine, whereupon the user can view different sections of the mine by selecting elements within that tree. The user has the ability to define the different areas within a mine and even different mines in the case where the system is used to view data from different mines. The status of the antennas (for example 26a to 26i . 28a to 28i ) is displayed in an optical map of the mine, this status being indicated by the color as well as a list of markings 20 . 22 displayed at each antenna shown on the map (for example 26a to 26i . 28a to 28i ) are visible. The list is based on the level of activity of the tag based on the current time and date and on the group membership of the tags 20 . 22 selectively.
Der
zweite Prozess ist ein Tabellenanzeigeprozess 160, der
Daten in Form einer Tabelle anzeigt. Der Tabellenanzeigeprozess 160 stellt
Optionen des Anzeigens von laufend aktualisierten Markierungsdaten
und altvorgangsbasierten Markierungsdaten bereit. Darüber hinaus
zeigt, wenn eine bestimmte Markierung 20, 22 innerhalb
der Tabelle ausgewählt
ist, der Tabellenanzeigeprozess 160 detaillierte Information
für diese
Markierung 20, 22 an, darunter Information wie
Name, Nummer des Angestellten, Gruppenzugehörigkeit und ein Lichtbild der
Einzelperson oder der Ausrüstung,
die dieser Markierung 20, 22 zugeordnet ist.The second process is a table display process 160 , which displays data in the form of a table. The table display process 160 Provides options for displaying continuously updated tag data and legacy tag data. It also shows when a particular marker 20 . 22 within the table is selected, the table display process 160 detailed information for this mark 20 . 22 including information such as name, employee's number, group affiliation, and a photograph of the individual or equipment of that mark 20 . 22 assigned.
Der
letzte Prozess des Anzeigemoduls 103 ist ein Steuer- bzw.
Regelfunktionsprozess 162. Der Steuer- bzw. Regelfunktionsprozess 162 legt
Funktionen fest, wobei: Kartenbilder ausgewählt und in der Serverdatenbank 112 gespeichert
werden können; Details
einer Markierung 20, 22 festgelegt werden können, so
beispielsweise Nummern von Angestellten und Lichtbilder; der Standort
eines Bergmanns oder eines Gegenstandes durch einen „Finde”-Knopf ausfindig
gemacht werden kann; vorbestimmte Schnellberichte oder ad-hoc-Berichte
mit selektiv ausgewählten
Datenbereichen erzeugt werden können,
Berichte für
einzelne Markierungen 20, 22, die Gruppenzugehörigkeit
oder Gruppen von Markierungen gedruckt werden können; und Antennenstandorte
durch Drag-and- Drop-Funktionen
festgelegt werden können.
Zusätzlich
ermöglicht
der Steuer- bzw. Regelfunktionsprozess 162 zudem das Definieren von
Bereichen des Bergwerkes und von Bilddateien, die den Hintergrund
des jeweiligen Bergwerks und Bereiches festlegen. Schließlich beinhaltet
der Steuer- bzw. Regelfunktionsprozess 162 die Möglichkeit des
manuellen auf Ton erfolgenden Stellens eines Alarms, wenn eine Markierung 20, 22,
von der bekannt ist, dass sie den überwachten Bereich verlässt, nicht
innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne in dem überwachten Bereich wiederauftaucht.The last process of the display module 103 is a control or regulation function process 162 , The control or regulation function process 162 Defines functions where: Map images are selected and stored in the server database 112 can be stored; Details of a mark 20 . 22 can be set, such as employee numbers and photographs; the location of a miner or an object can be located by a "find"button; Predefined quick reports or ad-hoc reports with selectively selected data areas can be generated, reports for individual markings 20 . 22 , the group membership or groups of tags can be printed; and antenna locations can be set by drag-and-drop functions. In addition, the control or regulating function process allows 162 also defining areas of the mine and image files that define the background of each mine and area. Finally, the control function includes 162 the possibility of manual sound setting of an alarm when a mark 20 . 22 which is known to leave the monitored area does not reappear in the monitored area within a predetermined period of time.
21 ist
ein Prozessdiagramm des Schlüsselmoduls 105,
das betrieben werden muss, um eine Initialisierungssteuerung oder
einen ersten Schlüssel („Schlüssel A”) zu erzeugen,
der für
die Erzeugung eines zweiten Schlüssels
(„Schlüssel B”) berichtet werden
muss. Der erste Schlüssel
und der zweite Schlüssel
wirken als Lizenzsteuer- bzw. Regelsystem. 21 is a process diagram of the key module 105 which must be operated to generate an initialization control or a first key ("key A") which must be reported for the generation of a second key ("key B"). The first key and the second key act as a license control system.
22 ist
ein Prozessdiagramm des OPC-Moduls 106, das eine Möglichkeit
bereitstellt, Daten in andere Systeme, die OPC (OLE for process control)
unterstützen,
hinein oder aus diesen heraus zu übertragen. 22 is a process diagram of the OPC module 106 , which provides a way to transfer data into or out of other systems that support OPC (OLE for process control).
L. Zusätzliche
Schritte und AusgestaltungenL. Additional
Steps and configurations
Einem
Durchschnittsfachmann auf dem einschlägigen Gebiet erschließt sich,
dass zusätzliche Schritte
und Ausgestaltungen möglich
sind, ohne von der Lehre der Erfindung abzugehen. Die Detailbeschreibung
und insbesondere die spezifischen Details des offenbarten exemplarischen
Ausführungsbeispieles
sind primär
zur Förderung
des Verständnisses
angegeben und stellen keine unnötigen
Begrenzungen dar, da sich einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet
beim Lesen dieser Offenbarung Abwandlungen erschließen, die
vorgenommen werden können,
ohne vom Wesen und Schutzumfang der beanspruchten Erfindung abzugehen.a
One of ordinary skill in the art will appreciate
that extra steps
and embodiments possible
are without departing from the teachings of the invention. The detailed description
and in particular the specific details of the disclosed exemplary
embodiment
are primary
to promote
of understanding
indicated and do not constitute unnecessary
Limitations, as one skilled in the art
when reading this revelation tap into modifications that
can be made
without departing from the spirit and scope of the claimed invention.
Daher
ist das Wesen der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren gesetzmäßige Äquivalente
und nicht durch die angegebenen Beispiele bestimmt.Therefore
is the essence of the invention by the appended claims and their legal equivalents
and not determined by the examples given.
ZusammenfassungSummary
Ein
System zum Mitverfolgen von Mitarbeitern und Ausrüstung in
gefährlichen
Umgebungen in Situationen vor oder nach einem Unfall beinhaltet eine
eigensichere Mitverfolgungsmarkierung und ein eigensicheres Lesersystem.
Die eigensichere Mitverfolgungsmarkierung überträgt Identifikations- und Statusinformation
an das eigensichere Lesersystem, das eine Mehrzahl von eigensicheren
Antennen und einen Hubkabeltreiber beinhaltet. Bei einem Ausführungsbeispiel
sind Antennen an bekannten Positionen in der gefährlichen Umgebung befindlich
und über
eine redundante Drahtmaschentopologie verbunden. Die Drahtmaschentopologie
erlaubt zudem eine flexiblere Platzierung der Antennen im Vergleich zu
drahtlosen Maschensystemen auf Sichtlinienbasis. Der Hubkabeltreiber
stellt eigensichere. Energie für
und Kommunikation mit den Antennen unter Verwendung von Kommunikationskabeln
bereit, empfängt
Datensignale von den Antennen und überträgt die Datensignale an einen
Server. Der Server speichert die Datensignale in einer Speichervorrichtung und
ist mit einer Workstation verbunden. Die Workstation stellt die
gespeicherten Daten zum Mitverfolgen von Personen oder Ausrüstung wieder
her.A system for tracking personnel and equipment in hazardous environments in pre-crash and post-crash situations includes an intrinsically safe tracking tag and an intrinsically safe reader system. The intrinsically safe tracking tag transmits identification and status information to the intrinsically safe reader system that includes a plurality of intrinsically safe antennas and a hub cable driver. In one embodiment, antennas are located at known locations in the hazardous environment and connected via a redundant wire mesh topology. The wire mesh topology also allows more flexible placement of the antennas compared to line-of-sight wireless mesh systems. The hubcable driver provides intrinsically safe. Powering and communicating with the antennas using communication cables, receiving data signals from the antennas, and transmitting the data signals to a server. The server stores the data signals in a storage device and is connected to a workstation. The workstation will track the stored data of persons or equipment.