CN202677150U

CN202677150U - 矿井车辆调度控制系统

Info

Publication number: CN202677150U
Application number: CN 201220069565
Authority: CN
Inventors: 余意; 李逊; 郭炳元
Original assignee: JIANGYIN ZHONGKE MINING SAFETY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGYIN ZHONGKE MINING SAFETY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2022-02-28

Abstract

本实用新型涉及一种矿井车辆调度控制系统包括井下系统与井上系统两部分，所述井下系统包括射频识别系统、基站、基站控制器、信号灯四个模块，所述基站分为普通基站和路由基站；所述井上系统包括光纤环网、上位机和视频系统，所述射频识别系统包括电子标签和读写器。本实用新型矿井车辆调度控制系统采用先进的RFID技术实现近距离、非接触式定位，通过ZigBee实现高速、近距离通信，利用成熟的CAN总线技术通信，保证通信畅通，在一定程度上提高了矿井交通运输效率，减少了交通事故的发生。

Description

矿井车辆调度控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种矿井车辆调度控制系统。

背景技术

“安全为天”。矿山采掘企业，由于受资源赋予和存储条件的限制，面临着特殊的安全生产需求，而这些需求直接关系到矿山采掘企业的经济效益、职工人身安全以及社会环境的稳定，所以安全问题是矿山采掘企业的头等大事。为保障矿山安全生产，很多矿山采掘企业通过建立综合自动化管理系统对矿山的开采过程与工况环境进行实时监控或监测，而矿井运输是矿山开采过程的一个重要环节，目前矿井车辆的运行存在以下问题：驾驶人员难以掌握自身车辆前后一段路段范围内的其它车辆的运行情况；矿井路段的宽度一般较窄，车辆在矿井无法错车、掉头，容易造成车辆相撞及车辆堵塞等情况。这些难题不仅严重影响了矿井交通运输效率，同时存在着较大的安全隐患。

发明内容

本实用新型在于克服上述不足，提供一种提高矿井交通运输效率，减少交通事故发生的矿井车辆调度控制系统。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型矿井车辆调度控制系统包括井下系统与井上系统两部分，所述井下系统包括射频识别系统、基站、基站控制器、信号灯四个模块，所述基站分为普通基站和路由基站；所述井上系统包括光纤环网、上位机和视频系统，所述射频识别系统包括电子标签和读写器。

本实用新型矿井车辆调度控制系统，所述读写器采用标签读写器。

本实用新型矿井车辆调度控制系统，所述基站将收集到的车辆信息通过CAN总线技术或者ZigBee无线网络技术发送至基站控制器。

本实用新型矿井车辆调度控制系统，所述上位机软件采用模块化设计，包括数据服务层、应用服务层和人机交互层。

本实用新型矿井车辆调度控制系统，所述基站有多个，所述多个基站之间采用总线型拓扑结构相互连接。

本实用新型矿井车辆调度控制系统，所述信号灯采用基站作为控制器，所述信号灯的控制指令由上位机发出。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型矿井车辆调度控制系统，采用先进的RFID技术实现近距离、非接触式定位，通过ZigBee实现高速、近距离通信，利用成熟的CAN总线技术通信，保证通信畅通，在一定程度上提高了矿井交通运输效率，减少了交通事故的发生。

附图说明

图1是本实用新型矿井车辆调度控制系统的整体构成示意图。

图2是射频识别系统构成图。

图3是ZigBee无线网络技术的基站通信示意图。

图4是嵌入式基站控制器示意图。

图5是上位机软件构成图。

图6是本实用新型矿井车辆调度控制系统的实施流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型矿井车辆调度控制系统包括井下系统与井上系统两部分，所述井下系统主要进行车辆信息采集和传输，所述井下系统包括射频识别系统、基站、基站控制器、信号灯四个模块，所述基站有多个，所述多个基站之间采用总线型拓扑结构相互连接，具有良好的扩展性，可靠性好；所述井上系统依据采集到的车辆信息进行数据分析并下达相应的调度指令或信号指令，所述井上系统包括光纤环网、上位机和视频系统，所述光纤环网基于以太网，所述光纤环网上的计算机通过TCP/IP协议通信；所述上位机放置在井上地面调度中心，所述上位机采用高性能服务器运行地理信息管理系统（GIS），实现大数据量存储和计算；所述视频系统用于显示通知、日常信息、当前矿井人员和车辆综合信息、监控画面等内容。

如图2所示，图2是射频识别系统构成图，所述射频识别系统是矿井车辆调度控制系统设计的核心部分，包括电子标签和读写器；所述射频识别系统主要利用读写器收集井下车辆信息，并使用RFID定位技术对井下车辆进行定位，并将位置信息通过ZigBee无线网络实时发送到基站；所述基站同时处理3到5个读写器发送的信息，并进行数据预处理，然后将处理后的信息发送至基站控制器；所述基站控制器和基站、基站之间通过CAN总线技术及ZigBee无线网络技术进行通讯连接，基站控制器收集基站的数据信息，并通过以太网传送至井上系统。

如图3所示，图3是ZigBee无线网络技术的基站通信示意图，ZigBee是一种短距离、低功率、低速率、低复杂度的无线网络技术，它可以工作于无需注册的2.4GHz ISM频段，传输速率最高可达250kbps，传输距离可达200m。相比其它的无线网络技术，ZigBee具有更低的功率消耗，大多时间处于睡眠模式。所述基站分为普通基站和路由基站，所述路由基站除了搜集读写器信息以外，还扮演路由的角色。这种配置方法全部通过软件自主完成，无需更改基站硬件设备。基于ZigBee无线网络技术的基站通信方式弥补了CAN总线双绞线物理连接的不足，它通信可靠，路由灵活，可以满足故障条件下的基站通信。

如图4所示，图4是嵌入式基站控制器示意图，所述基站控制器包括三种接口：与井上系统的以太网接口，与基站ZigBee网络连接的RS232接口，与基站CAN网络连接的CAN接口。嵌入式基站控制器设计灵活，通信可靠，且能耗较低，适合用于井下。基站控制器、上位机都连接在以太网上。基站控制器同时也是一台SOCKET服务器，基站控制器与所连接的上位机用独立的线程通讯，基站控制器收到指令后，将指令填加到输入队列中，即可进入下一次接收循环。另有专门的线程来检查输入队列，判断指令的类型，重新将指令打包，经过协议转换，存入相应的输出队列。

如图5所述，图5是上位机软件构成图，所述上位机软件采用模块化设计，包括数据服务层、应用服务层和人机交互层。所述数据服务层通过SOCKET服务器从以太网上获取井下系统数据，进行协议转换、数据包解析并实现数据共享，然后得到车辆的定位信息；所述应用服务层完成上位机软件的大部分功能，包括GIS地图信息处理、数据分析、信号灯控制和调度决策；所述人机交互层实现人机交互功能，包括视频显示、接收用户输入、报警和打印。

如图6所述，图6是本实用新型矿井车辆调度控制系统的实施流程图，所述矿井车辆调度控制系统为每个车辆配置具有唯一ID的电子标签，电子标签事先在上位机系统中进行登记。在监控路段巷道内安装基站、基站控制器和读写器。一个基站和多个读写器组成一个ZigBee无线网络，每个ZigBee无线网络具有唯一的网络ID，一个ZigBee无线网络覆盖一个监控路段单元，根据井下斜坡道整体结构情况布置多个ZigBee无线网络；车辆的电子标签可以移动进入多个读写器的有效区域，从而完成车辆的检测、识别及接收安全预警信息。每个基站都连接到CAN总线上，通过CAN总线发送本路段车辆的通行信息，同时接收处理上位机发送的车辆运行信息，实现对相应出入口信号灯的自动控制；所述信号灯采用基站作为控制器，这种设计方法既节约了成本，也方便了系统扩展。信号灯的控制指令由上位机发出，经由基站控制器下达至对应基站，基站通过无线信号更新MCU的引脚电平，进而通过继电器控制信号灯的开通与关断，进行交通调度，不仅提高了车辆运行效率，而且保证了车辆运行安全。基站控制器将各基站发送的数据信息打包，并通过以太网将其转发到上位机中进行处理。

井下系统实时采集车辆信息，然后通过以太网发送至井上系统进行处理，处理结果又通过以太网返回到井下系统，进而控制信号灯实现交通调度。

Claims

1.一种矿井车辆调度控制系统，其特征是：所述矿井车辆调度控制系统包括井下系统与井上系统两部分，所述井下系统包括射频识别系统、基站、基站控制器、信号灯四个模块，所述基站分为普通基站和路由基站；所述井上系统包括光纤环网、上位机和视频系统，所述射频识别系统包括电子标签和读写器。

2.根据权利要求1所述的一种矿井车辆调度控制系统，其特征是：所述读写器采用标签读写器。

3.根据权利要求1或2所述的一种矿井车辆调度控制系统，其特征是：所述基站将收集到的车辆信息通过CAN总线技术或者ZigBee无线网络技术发送至基站控制器。

4.根据权利要求1或2所述的一种矿井车辆调度控制系统，其特征是：所述基站有多个，所述多个基站之间采用总线型拓扑结构相互连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种矿井车辆调度控制系统，其特征是：所述信号灯采用基站作为控制器，所述信号灯的控制指令由上位机发出。