CN102509061A

CN102509061A - 一种基于rfid的矿工定位系统

Info

Publication number: CN102509061A
Application number: CN201110351990XA
Authority: CN
Inventors: 郑恩让; 于新颖; 张玲; 马令坤; 杜红霞; 李明勇; 杨浩; 靳亚丽
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2012-06-20

Abstract

一种基于RFID的矿工定位系统，包括有RFID射频识别系统，RFID射频识别系统通过无线传输线路与地面控制器相连，RFID系统由读卡器、标签以及计算机系统等部分组成。RFID读卡器和RFID标签组成了RFID读写模块，通过无线方式进行数据和能量的交换，其通信所需能量完全由读卡器天线辐射出来的电磁场提供，RFID读卡器接收标签发出的信号，提取有用信息，最后回传到地面控制系统的中心数据库进行相应的处理，从而对人员进行实时定位，具有功耗低节能安全，成本低、鲁棒性好和定位准确的特点。

Description

一种基于RFID的矿工定位系统

技术领域

本发明属于井下定位技术领域，具体涉及一种基于RFID的矿工定位系统。

背景技术

RFID即无线射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，其应用将给零售、物流等产业带来革命性变化。将RFID技术应用于生产环境恶劣、作业条件差的煤矿开采行业，亦具有重大意义。

煤矿开采作为安全事故频发的重工业，对安全监督管理系统的要求很高。利用RFID定位系统，对井下人员进行实时定位监督，将在很大程度上加强井下作业的安全保障。

一方面，煤矿长期以来一直作为我国主体能源，在我国一次性能源生产和消费构成中均占2/3以上，在未来相当长的时期内，以煤矿为主的能源供应格局难以改变。另一方面，也正因为煤矿工业的巨大需求与迅速发展，导致了在运行过程中产生的一系列生产安全问题，由煤矿安全事故造成的人员伤亡和财产损失严重。

目前，在我国一些较大的国有煤矿，是以给每位矿工分发带有GPS功能的手机或在井下巷道铺设通讯电缆实现人员定位目的的，但是这些技术具有相当的局限性：首先，GPS手机耗电量大，手机电池即使在充满电的情况下，也仅能维持正常工作数小时，在发生矿难之后不能保证搜救的长期有效；其次，GPS系统成本高，但精度低，不利于在中小型煤矿中推广，而且手机体积相对较大，不利于在工作中携带。另外，至于铺设电缆，大型煤矿铺设一段长距离电缆的费用高达几十万元，同时在一些复杂地形区铺设电缆十分困难，灵活性也相对较低，而且发生矿难时电缆一旦折断，矿难中心区的通信系统将难以维系。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种基于RFID的矿工定位系统，具有功耗低节能安全，成本低、鲁棒性好和定位准确的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于RFID的矿工定位系统，包括有RFID射频识别系统，RFID射频识别系统通过无线传输线路与地面控制器相连。

所述的RFID射频识别系统包括有设置在矿井下相应区域的RFID读卡器与设在井下人员所带帽子上的RFID标签组成。

所述的RFID射频识别系统通过网络与地面控制器相连。

本发明的有益效果：

第一，RFID电子标签和读卡器功耗都是比较低的，在电池供电情况下可以保证在相当长的时间里通信畅通；

第二，随着电子产品价格的降低和RFID技术的普及，基于RFID的矿工定位系统实现成本显著降低；

第三，在本设计中，RFID电子标签只需固化在矿工帽中即可，丝毫不影响矿工工作；

第四，在高噪声环境中可采用自适应噪声抵消技术对含噪信号进行处理，保证携带矿工信息的有用信号能够被地上控制系统正确接收，从而提高了系统的鲁棒性和准确性；

第五，可以有效地对矿工进行定位跟踪。

所以，若将RFID技术应用在煤矿安全监督领域，将对煤矿安全生产起到巨大的促进作用：通过在矿区，尤其是井下等恶劣工作环境中设置传输线路或网络和RFID读卡器，同时在每个矿工的帽子中固化一个射频卡，那么就可以通过地上的控制系统实时监测矿工位置，及井下各个工作区域的矿工人数，并可通过地上控制系统调出各个区域矿工的个人信息，从而对各个矿工在井下的分布情况有一个动态、全面的把握。这样在发生灾难或是需要紧急寻找某个矿工时，便可调出地上控制系统的相关定位信息，从而在很大程度上加快营救或搜索动作，从而提高了对井下员工的营救效率，进而提高了员工在灾难发生时的存活几率，降低了企业损失。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

图2为本发明RFID射频识别系统1的结构示意图。

图3为本发明矿工定位系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参见图1、2，一种基于RFID的矿工定位系统，包括有RFID射频识别系统1，RFID射频识别系统1通过无线传输线路2与地面控制器3相连。

所述的RFID射频识别系统1包括有设置在矿井下相应区域的RFID读卡器4与设在井下人员所带帽子上的RFID标签5组成。

所述的RFID射频识别系统1通过网络与地面控制器3相连。

本发明的工作原理是：

参见图3， RFID系统由读卡器、标签以及计算机系统等部分组成。RFID读卡器和RFID标签组成了RFID读写模块，它们之间通过无线方式进行数据和能量的交换，其通信所需能量完全由读卡器天线辐射出来的电磁场提供。RFID读卡器接收标签发出的信号，从接收到的信号中提取有用信息，最后回传到地面控制系统的中心数据库进行相应的处理。计算机中的数据库软件会随时记录每条信息，从而对人员进行实时定位。

此基于RFID的矿工定位系统的具体工作流程如图3所示：

当头戴固化有RFID标签的帽子的矿工进入井下工作区间时，如编号为1的矿工进入了1区，那么1区的RFID读卡器便可通过无线方式读出矿工1的标签中所含有的信息，进而通过传输线路或网络，将此信息传输到地面控制系统的数据库中，从而对矿工进行实时定位。这样，就可以清楚地知道矿工去过哪些工作区域及他们是何时进入或是离开某个区域的，从而动态的掌握各个矿区工作区间内的人流量及人员进出情况。并且若某个区域的若干矿工滞留时间过长，超过了预期的工作时间，地面控制系统的监控人员便可派相关人员或是相邻工作区的矿工帮忙查看该区域的这若干矿工是否安全或是需要协助，从而给井下作业人员提供了一个主动的保护伞，可提高矿工人身安全和工厂财产收益的系数。

Claims

1.一种基于RFID的矿工定位系统，其特征在于，包括有RFID射频识别系统（1），RFID射频识别系统（1）通过无线传输线路（2）与地面控制器（3）相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于RFID的矿工定位系统，其特征在于，所述的RFID射频识别系统1包括有设置在矿井下相应区域的RFID读卡器（4）与设在井下人员所带帽子上的RFID标签（5）组成。

3.根据权利要求1所述的一种基于RFID的矿工定位系统，其特征在于，所述的RFID射频识别系统（1）通过网络与地面控制器（3）相连。