CN101996335B - 基于双频rfid的本安型人员识别定位仪 - Google Patents
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Abstract
本发明介绍了一种基于双频RFID的本安型人员识别定位仪，它包括壳体，在壳体内设有无源RFID模块和有源RFID模块，无源RFID模块与第一处理器连接，有源RFID模块通过第二处理器与第一处理器连接；在第一处理器上连接有显示屏和存储电路，第一处理器上还设有至少一个RS485总线接口，第一处理器和第二处理器均由本安电源供电；所述第一处理器对无源RFID模块和有源RFID模块采集的信号进行分析对比后，输出人员识别信息。本发明的定位仪不仅能对井下人员进行准确识别，还能对区域内的人员跟踪定位，特别是对有源RFID和无源RFID分别使用独立的处理器进行控制，互不干扰，极大的提高了人员识别的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种将无线和有线通信融为一体的双频RFID矿用本安型人员识别系统，属于通信技术领域。
背景技术
煤矿井下人员识别是矿井用人员管理系统中不可缺少的组成部分，而目前国内用于矿井的人员识别系统通常是采用RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）的方式，主要有以下两种：
一种是采用有源RFID的方式，由于通常有源RFID都自带电源，无需通过读写器激活就能主动发射稳定的射频信号，因此有源RFID具有读写距离较远的特性。但是，由于通常煤矿用的人员识别系统都是装在井口位置，不仅在人员下井时可以自动读取其标识卡信息，而且当有其他工作人员从井口附近通过但又未下井时，系统也可能会识别到，并误认为是下井人员，因此存在错误识别的情况；同时由于有源RFID的检测范围较远，下井人员无法及时正确判断自己是否被识别到，不清楚是否已经考勤成功；如果识别卡被损坏，系统也不能及时发现，因此还容易出现检测遗漏现象，这不便于对人员的管理和跟踪。
另一种是采用无源 RFID的方式，无源RFID由于无自带电源，因此需要将标识卡与无源RFID接近后才能识别，这种识别方式由于距离较近，因此能够避免出现错误识别以及检测遗漏等情况，但是，由于井下人员在各区域内移动频繁，无源 RFID的方式无法对井下人员进行定位和跟踪。
可以看出，有源RFID和无源RFID在煤矿井下识别时各有缺陷却又可相互补充，但是，由于目前有源RFID检测系统和无源RFID检测系统均有独自的结构，其工作模式和频率也不同，因此相互间难以兼容，即使在井下同时采用有源RFID和无源RFID系统进行检测，两套系统所识别到的信息也无法综合，进而不能确定各自识别到的是否是同一个人；特别是当井下人员较多时，由于检测范围的差异，有源RFID和无源RFID会各自得到不同的检测数据，这反而会造成信息错乱，无法对人员进行准确识别。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明的主要目的在于解决目前的煤矿井下识别系统无法同时对人员进行识别和定位的问题，并提供一种能够对井下人员进行准确识别以及跟踪定位的定位仪。
本发明的技术方案：基于双频RFID的本安型人员识别定位仪，包括壳体，其特征在于，在所述壳体内设有无源RFID模块和有源RFID模块，所述无源RFID模块与第一处理器连接，所述有源RFID模块通过第二处理器与第一处理器连接；在第一处理器上连接有显示屏和存储电路，所述第一处理器上还设有至少一个RS485总线接口，第一处理器和第二处理器均由本安电源供电；所述无源RFID模块和有源RFID模块分别由第一处理器和第二处理器独立控制，所述有源RFID模块采集的有源射频信号经第二处理器处理后输入第一处理器，第一处理器将所述有源射频信号与无源RFID模块输入的无源射频信号进行分析对比后，输出人员识别信息并通过存储电路存储和显示屏输出显示；
其中，第一处理器在分析对比所述有源射频信号和无源射频信号时按照如下方法进行：
1）根据预设的检测周期，在每一个检测周期内采集一次有源射频信号和无源射频信号；
2）将同一检测周期内的无源射频信号与有源射频信号的数据进行对比：
①若无源射频信号与有源射频信号的数据相同，则确认信息为有效，并输出人员卡号和时间信息；
②若无源射频信号与有源射频信号的数据不同，则判断信息为无效，并输出无效信息提示。
本发明中第一处理器和第二处理器均采用MSP430型号的芯片，这样在进行数据共享时实现了系统兼容，从而解决了对相同检测周期内的有源和无源数据无法进行综合分析的问题，并且系统以第一处理器为主，第二处理器为辅，又很好的实现了分工协作，避免了处理器之间的相互干扰，使得处理和分析速度都明显加快。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、不仅能对井下人员进行准确识别，还能对区域内的人员跟踪定位，由于采用了有源RFID与无源RFID相结合的方式，有效解决了因有源识别距离远而产生的错误识别或遗漏人员的问题，同时还解决了无源RFID不便于井下人员的跟踪和定位问题；特别是对有源RFID和无源RFID分别使用独立的处理器进行控制，分工合作，互不干扰，不但很好的完成了数据的采集和处理，还解决了有源和无源系统不兼容以及检测数据无法共用的问题，使得有源RFID和无源RFID能够在相同模式下工作，从而实现了对每一个下井人员进行双重识别，极大的提高了人员识别的准确性。
2、由于采用了16位MSP430超低功耗单片机作为处理器核心，其功能更强，因此对处理器进行设置后，识别仪可以根据检测数据而实现多种功能，例如，当下井人员同时带有多张标识卡下井时，识别仪能够将其识别并发出报警提示，这样可以防止下井人员代为打考勤；同时当有源RFID或者无源RFID卡被损坏时，识别仪也会发出相应的提示，这样方便及时更换，达到防止漏检的目的。
3、本发明采用了红外遥控的方式来设置各种参数，操作时灵活，给考勤人员带来了极大的方便。
附图说明
图1为本发明人员识别定位仪的电路结构示意图；
图2为本发明定位仪中第一处理器的工作流程图。
图中，1—无源RFID模块，2—有源RFID模块，3—显示屏，4—第一处理器，5—第二处理器，6—存储电路，7—本安电源，8—红外接收器，9—蜂鸣器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，一种基于双频RFID的本安型人员识别定位仪，包括壳体，在壳体上设有采用PC材料的有源RFID接收区和采用电木材料的刷卡区，所述刷卡区用于接收无源RFID信号，所述壳体的其余部分采用轻质的不锈钢材料。在所述壳体内设有无源RFID模块1和有源RFID模块2，所述无源RFID模块1设置于刷卡区的内侧，有源RFID模块2设置于有源RFID接收区的内侧；所述无源RFID模块1与第一处理器4连接，所述有源RFID模块2通过第二处理器5与第一处理器4连接，本发明中第一处理器4和第二处理器5均采用MSP430单片机作为控制核心；在第一处理器4的输入端连接有红外接收器8，在第一处理器4的输出端连接有显示屏3和蜂鸣器9，所述第一处理器4的I/O端还连接有存储电路6，在第一处理器4上还设有至少一个RS485总线接口，第一处理器4通过RS485总线可以直接与中心站通信，通过中心站不仅可以观测到人员下井的定位情况，同时也可以对处理器的检测周期等进行设置。本发明中第一处理器4和第二处理器5均由本安电源7供电，所述本安电源7为煤矿行业中常用供电装置。
参见图1和图2，本发明中，所述无源RFID模块1和有源RFID模块2分别由第一处理器4和第二处理器5独立控制，这种独立的控制结构可以明显减少无源RFID模块1和有源RFID模块2在采集信号时的相互干扰，而且独立的处理器具有更快的处理数据能力，有利于增强本发明定位仪的反应速度，本发明中第二处理器5和第一处理器4连接后实现了数据共享，这样第一处理器4能够将有源射频信号和无源射频信号在相同模式下进行对比分析处理，经过信息核对后避免了错误识别和检测遗漏的情况，同时还能保持对人员的定位跟踪。所述有源RFID模块2采集的有源射频信号经第二处理器5处理后输入第一处理器4，第一处理器4将所述有源射频信号与无源RFID模块1输入的无源射频信号进行分析对比后，输出人员识别信息并通过存储电路6存储和显示屏3输出显示。所述第一处理器4在分析对比所述有源射频信号和无源射频信号时按照如下方法进行：
1）根据预设的检测周期，在每一个检测周期内采集一次有源射频信号和无源射频信号；
2）将同一检测周期内的无源射频信号与有源射频信号的数据进行对比：
①若无源射频信号与有源射频信号的数据相同，则确认信息为有效，并输出人员卡号和时间信息；
②若无源射频信号与有源射频信号的数据不同，则判断信息为无效，并输出无效信息提示。
本发明中，所述RS485总线接口以2~3个为佳，这样方便连接多个终端实现数据共享。在有源RFID接收区的窗口旁还可以设置相应的指示灯，当定位仪的有源RFID识别到人员信息时，指示灯将快速闪烁，表示已经识别到人员信息；当无源RFID检测到人员信息时，将通过蜂鸣器9发出提示音。所述第一处理器4将处理后的信息同时发送至存储电路6和显示屏3，存储电路6用于对人员卡号进行存储，通过存储电路6可以防止当通讯中断时检测数据被丢失，一旦通讯恢复正常后存储电路6再将数据补传给处理器或中心站。本发明中显示屏3可选用6位数码管显示，在数码管的第一位显示序号，后面五位显示被接收的标识卡ID号，且能将接收到的不同标识卡ID号进行滚动显示，这样下井的人员通过数码管就能够清楚的获知识别信息，核对方便，可有效防止识别信息被遗漏。
Claims (3)
1.基于双频RFID的本安型人员识别定位仪，包括壳体，其特征在于，在所述壳体内设有无源RFID模块（1）和有源RFID模块（2），所述无源RFID模块（1）与第一处理器（4）连接，所述有源RFID模块（2）通过第二处理器（5）与第一处理器（4）连接；在第一处理器（4）上连接有显示屏（3）和存储电路（6），所述第一处理器（4）上还设有至少一个RS485总线接口，第一处理器（4）和第二处理器（5）均由本安电源（7）供电；所述无源RFID模块（1）和有源RFID模块（2）分别由第一处理器（4）和第二处理器（5）独立控制，所述有源RFID模块（2）采集的有源射频信号经第二处理器（5）处理后输入第一处理器（4），第一处理器（4）将所述有源射频信号与无源RFID模块（1）输入的无源射频信号进行分析对比后，输出人员识别信息并通过存储电路（6）存储和显示屏（3）输出显示；所述第一处理器（4）和第二处理器（5）均采用MSP430单片机作为控制核心；在所述第一处理器（4）的输入端还连接有红外接收器（8）；
其中，第一处理器（4）在分析对比所述有源射频信号和无源射频信号时按照如下方法进行：
根据预设的检测周期，在每一个检测周期内采集一次有源射频信号和无源射频信号；
将同一检测周期内的无源射频信号与有源射频信号的数据进行对比：
①若无源射频信号与有源射频信号的数据相同，则确认信息为有效，并输出人员卡号和时间信息；
②若无源射频信号与有源射频信号的数据不同，则判断信息为无效，并输出无效信息提示。
2.根据权利要求1所述的基于双频RFID的本安型人员识别定位仪，其特征在于，在所述第一处理器（4）的输出端还连接有蜂鸣器（9）。
3.根据权利要求1或2所述的基于双频RFID的本安型人员识别定位仪，其特征在于，所述RS485总线接口为2~3个。
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