DE102011054926A1

DE102011054926A1 - Verfahren und System zur Erhöhung der Betriebssicherheit von mobilen Maschinen in übertägigen oder untertägigen Abbaubetrieben zur Mineraliengewinnung unter Nutzung der RFID-Technik

Info

Publication number: DE102011054926A1
Application number: DE102011054926A
Authority: DE
Inventors: Marco Ahler; Christian Hauck; Sascha Stelter
Original assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-05-02
Also published as: CN103907031A; EP2771708A1; US9626538B2; US20140253292A1; AU2012327464B2; ZA201403052B; CA2852657A1; CN103907031B; RU2014121500A; WO2013060469A1; AU2012327464A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Betriebssicherheit von mobilen Maschinen in übertägigen oder untertägigen Abbaubetrieben zur Mineraliengewinnung unter Nutzung der RFID-Technik, mit wenigstens einer Sendeeinheit an der mobilen Maschine, mit wenigstens einer Empfangseinheit, mit wenigstens einem maschinenfremden RFIR-Transponder, der mittels der Sendeeinheit aktivierbar ist und bei Aktivierung kontaktlos detektiert wird, mit wenigstens einem Referenz-Transponder, und mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung der Sendeeinheit und Auswertung Transpondersignalen in Messzyklen. Um den Energiebedarf des Verfahrens und eines hiezu ausgelegten Systems zu verbessern, ist der Referenztransponder an der mobilen Maschine in definiertem, in der Steuereinheit gespeichertem Abstand von der Sendeeinheit angebracht ist, wobei zur Eliminierung der Umgebungseinflüsse in einem Kalibrierzyklus KCB die Signalfeldstärke L des Sendersignals der Sendeeinheit in Anhängigkeit von dem Antwortsignal des Referenztransponders 7 verändert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Betriebssicherheit von mobilen Maschinen in übertägigen oder untertägigen Abbaubetrieben zur Mineraliengewinnung unter Nutzung der RFID-Technik, mit wenigstens einer Sendeeinheit an der mobilen Maschine, mit wenigstens einer Empfangseinheit an der mobilen Maschine, mit wenigstens einem maschinenfremden RFID-Transponder, der mittels eines Sendersignals der Sendeeinheit aktivierbar ist und bei Aktivierung mittels der Empfangseinheit kontaktlos detektiert wird, mit wenigstens einem Referenz-Transponder, und mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung der Sendeeinheit und Auswertung von mit der Empfangseinheit detektierten Transpondersignalen in Messzyklen. Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Erhöhung der Betriebssicherheit von mobilen Maschinen in übertägigen oder untertägigen Abbaubetrieben zur Mineraliengewinnung unter Nutzung der RFID-Technik, mit wenigstens einer Sendeeinheit an der mobilen Maschine, mit wenigstens einer Empfangseinheit an der mobilen Maschine, mit wenigstens einem maschinenfremden RFID-Transponder, der mittels eines Sendersignals der Sendeeinheit aktivierbar und mittels der Empfangseinheit kontaktlos detektierbar ist, mit wenigstens einem Referenz-Transponder, und mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung der Sendeeinheit und Auswertung von mit der Empfangseinheit detektierten Transpondersignalen in einem Messzyklus.
Aus der WO 2011/121500 A2 ist ein Verfahren zur Ortung von Personen und/oder mobilen Maschinen in Grubenräumen unter Nutzung der RFID-Technik bekannt. Um Personen oder Maschinen bei minimiertem Energieeinsatz der Anlage sicher orten zu können, werden benachbarte Sendeeinheiten derart angesteuert, dass diese ihre Sendersignale nacheinander ausstrahlen, damit aus der Position einer Empfangseinheit, die ein Transpondersignal eines aktivierten Personen- oder Maschinentags zuerst empfängt, eine Information über den momentanen Standort der mit dem Tag versehenen Maschine oder Person gewonnen werden kann. Durch Verändern der Signalfeldstärke des Sendersignals kann dann ein Rückschluss auf den Abstand des Tags von der nächstgelegenen Empfangseinheit getroffen werden. Für ein Strebüberwachungssystem mit Schildausbauten, Förderer und entlang des Förderers bewegter Gewinnungsmaschine kann zusätzlich am Förderer ein Referenztag vorgesehen sein, um über den Empfang des Transpondersignals des Referenztags sicherzustellen, dass das ausgestrahlte Sendersignal den zwischen Referenztransponder und Sendeeinheit befindlichen und zu überwachenden Raum vollständig erfasst, denn nur dieser Raum bildet einen möglichen Aufenthaltsraum für Personen bzw. von diesen getragene Personentags.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Funktionssicherheit der RFID-Technik zu erhöhen und den Energieverbrauch weiter zu optimieren.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass der Referenztransponder an der mobilen Maschine in definiertem, in der Steuereinheit gespeichertem Abstand von der Sendeeinheit angebracht ist, wobei zur Eliminierung der Umgebungseinflüsse in einem Kalibrierzyklus zur Optimierung einer Messsignalfeldstärke für den oder die nachfolgenden Messzyklen die Signalfeldstärke des Sendersignals der Sendeeinheit in Anhängigkeit von dem Antwortsignal des Referenztransponders verändert, insbesondere erhöht oder verringert wird. Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind mithin die Sendeeinheit und wenigstens ein zugeordneter Referenztag als Kalibrierungstag an derselben Maschine wie beispielsweise einem Ausbauschild oder einem Continous Miner bzw. in gleichbleibendem, unveränderlichem Abstand von der Sendeeinheit angeordnet. Die Signalfeldstärke des Sendersignals für den nachfolgenden Messzyklus oder Kalibrierzyklus wird unter Berücksichtigung des Antwortsignals des Referenztransponders und seines definierten Abstandes von der Sendeeinheit verändert. Da sich die effektive Signalwelle des Sendersignals durch Umgebungseinflüsse wie z.B. Abstand einer Schildkappe von der Schildkufe, Position der Gewinnungsmaschine relativ zur Sendeeinheit, Vorhandensein von anderen metallischen Massen wie z.B. Stützeinrichtungen etc. ändert, und ferner auch die Signalfeldstärke des Signalfeldes distanzbezogen abnimmt, kann über das definierte Abstandsverhältnis von Sendeeinheit und zugeordnetem Referenz- bzw. Kalibriertag eine Selbstkalibrierung jeder Sendeeinheit und damit eine Optimierung der Energiebilanz des gesamten Systems erreicht werden. Durch den Kalibrierzyklus kann die Sendeleistung der Sendeeinheit für den nachfolgenden Messzyklus kontinuierlich geregelt werden. Ein Kalibrierzyklus kann ein separater Zyklus sein aber auch einen Teilabschnitt eines Messzyklus bilden und Messzyklus und Kalibrierzyklus können sequentiell ablaufen. Ein Kalibrierzyklus kann zwischen den Messzyklen aber auch parallel zu einem Messzyklus durchgeführt werden. Zugleich ermöglicht das Vorhandensein eines in festem Abstand angeordneten Referenztags durch geeignete Verfahrensführung eine relativ exakte Entfernungsbestimmung zwischen einem detektierten Maschinen- oder Personentag und dem Sender der mobilen Maschine.
Der Verlauf des rein distanzbezogenen Abfalls der Signalfeldstärke hängt im Wesentlichen von der Ausgangsleistung des Sendersignals und der Sendefrequenz ab, wobei die Signalfeldstärke im Nahfeld der Sendeeinheit näherungsweise in der dritten Potenz der Distanz, im Fernfeld im wesentlichen proportional zur Distanz abfällt. Die Umgebungseinflüsse sorgen für eine Verstimmung dieser distanzbezogenen Verhältnisse, was für das erfindungsgemäße Verfahren und System herangezogen wird.
Gemäß einer möglichen Verfahrensvariante wird der Kalibrierzyklus in vorgegeben Intervallen zwischen den Messzyklen oder parallel hierzu durchgeführt. Alternativ kann der Kalibrierzyklus gestartet werden, wenn in einem Messzyklus mit der Empfangseinheit kein maschinenfremdes Transpondersignal detektiert wird.
Ein Kalibrierzyklus kann aus einem oder mehreren Teilzyklen bestehen, wobei gemäß einer möglichen Verfahrensvariante die Signalfeldstärke von Teilzyklus zu Teilzyklus iterativ verändert wird, bis eine Referenz-Grenzsignalfeldstärke feststeht, bei deren Unterschreiten keine Aktivierung des Referenztransponders erfolgt. Eine solche Verfahrensführung bietet sich insbesondere bei Tags an, die nur bei Aktivierung ein fest vorgegebenes Transpondersignal abgeben. Zweckmäßigerweise kann dann in einem dem Kalibrierzyklus vorzugsweise unmittelbar nachfolgenden Messzyklus die Sendeeinheit ein Sendersignal in einer Signalfeldstärke aussenden, die unter Berücksichtigung der Referenz-Grenzsignalfeldstärke eine vorgegebenen Sicherheitsmindestreichweite um die Sendeeinheit abdeckt. Mit der Steuereinheit kann hierzu aus der Referenz-Grenzsignalfeldstärke, da der Abstand des Referenztransponders von der Sendeeinheit bekannt ist, und einer Basis-Referenzfeldstärke ein Proportionalfaktor abgeleitet werden, um den die Referenz-Grenzsignalfeldstärke erhöht werden muss, damit maschinenfremde Transponder wie insbesondere Personentags innerhalb eines Sicherheitsradius um die Sendeeinheit detektiert werden.
Gemäß einer alternativen Verfahrensvariante wird die am Referenztransponder tatsächlich ankommende Signalfeldstärke gemessen und als Signalfeldstärkenmesswert an die Sendeeinheit bzw. Steuereinheit zurückgeliefert. Hierzu ist besonders vorteilhaft, wenn der Referenztransponder mit einer Signalfeldstärken-Messeinrichtung für die ankommende Signalfeldstärke des Sendersignals und mit einer Übermittlungseinrichtung zur Übermittlung des gemessenen Signalfeldstärke-Messwertes an die Steuereinheit der Sendeeinheit versehen ist. Die Messeinrichtung kann beispielsweise auch aus der Antenne des Referenztags sowie einer geeigneten Schaltung bestehen, die die empfangene Antennenleistung detektiert und als Messwert bzw. Maß für die ankommende Signalfeldstärke bereitstellt. Die von der Antenne des Referenztags aufgenommene Energie bildet dann ggf. den Messwert. Durch Messen der am Referenz- bzw. Kalibriertransponder ankommenden Signalfeldstärke kann in Abhängigkeit von dieser gemessenen Signalfeldstärke und unter Berücksichtigung des bekannten Abstandes des Referenztransponder von der Sendeeinheit die Signalfeldstärke der Sendeeinheit derart eingeregelt werden, dass ein gewünschter Sicherheitsbereich um die Sendeeinheit herum überwacht wird. Vorzugsweise wird dazu die Signalfeldstärke für den nachfolgenden Messzyklus in Abhängigkeit von dem Signalfeldstärke-Messwert eingestellt. Die Signalfeldstärke des Sendersignals für den nachfolgenden Messzyklus oder Kalibrierzyklus kann insbesondere derart geregelt werden, dass der am Referenztransponder gemessene Signalfeldstärke-Messwert im wesentlichen einer für den Referenztransponder vorgegebenen Referenz-Signalfeldstärke entspricht, so dass mithin am Referenztransponder näherungsweise immer dieselbe effektive Signalfeldstärke ankommt. Da der zu überwachende Bereich, insbesondere wenn der Referenztag wegen der baulichen Gegebenheiten der Gewinnungsmaschine nah an der Sendeeinheit angeordnet werden muss, wesentlich größer ist als der über den Abstand des Referenztags abgedeckte, näherungsweise kreisförmige Bereich um die Sendeeinheit, kann auch das Empfangsverhalten der Antenne des Referenztags elektrotechnisch verändert werden, um zu hohe gemessene Antennenleistungen bzw. Signalfeldstärken am Referenztag zu vermeiden.
Gemäß der bevorzugten Verfahrensvariante wird die am Referenztransponder tatsächlich ankommende Signalfeldstärke für die Veränderung der Mess-Signalfeldstärke für den nachfolgenden Mess- oder Kalibrierungszyklus herangezogen. Hierzu könnte der Referenztransponder nur bei Vorliegen einer Referenz-Signalfeldstärke als Aktivierungs-Signalfeldstärke aktiviert werden und die Signalfeldstärke des Sendersignals im Kalibrierzyklus für den nachfolgenden Messzyklus oder Kalibrierzyklus wird derart geregelt wird, dass die am Referenztransponder ankommende Signalfeldstärke im Wesentlichen seiner Referenz-Signalfeldstärke, bei der er aktiviert wird, entspricht. Vorteilhafter ist jedoch eine Verfahrensführung, bei der die ankommende Signalfeldstärke mittels des Referenztags gemessen wird.
Bei einem System zur Erhöhung der Betriebssicherheit von mobilen Maschinen in übertägigen oder untertägigen Abbaubetrieben zur Mineraliengewinnung unter Nutzung der RFID-Technik wird die obige Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Referenztransponder an der mobilen Maschine in definiertem, in der Steuereinheit gespeichertem Abstand von der Sendeeinheit angebracht ist, wobei die Signalfeldstärke des Sendersignals veränderbar ist und zur Eliminierung der Umgebungseinflüsse ein Kalibrierzyklus vorgesehen ist, in welchem die Signalfeldstärke des Sendersignals der Sendeeinheit in Anhängigkeit von dem Antwortsignal des Referenztransponders verändert wird.
Gemäß einer Ausgestaltung des Systems kann der Referenztransponder eine Ansprechfeldstärke aufweisen, die mindestens am Referenztransponder ankommen muss, damit der Referenztransponder aktiviert wird. Ein Kalibrierzyklus kann dann aus einem oder mehreren Teilzyklen bestehen, wobei durch iteratives Verändern der Signalfeldstärke eine Referenz-Grenzsignalfeldstärke bestimmbar ist, bei deren Unterschreiten keine Aktivierung des Referenztransponders erfolgt, weil die im Abstand des Referenztransponders von der Sendeeinheit ankommende Signalfeldstärke niedriger ist als die Ansprechfeldstärke. Die Signalfeldstärke des Sendersignals für den nächsten Messzyklus kann dann proportional unter Berücksichtigung des Abstandes zwischen Sendeeinheit und Referenztransponder sowie des zu erzielenden abzudeckenden Sicherheitsbereichs eingeregelt werden, um mit energetisch optimal eingeregelter Signalfeldstärke den nächsten Messzyklus durchzuführen. Die Referenz-Grenzsignalfeldstärke wird durch unterschiedliche Umgebungseinflüsse verändert und durch Vergleich der aktuell erforderlichen Referenz-Grenzsignalfeldstärke mit einer maschinencharakteristischen Referenz-Grenzsignalfeldstärke kann der Änderungsfaktor für die Sendeleistung bestimmt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Referenztransponder mit einer Signalfeldstärken-Messeinrichtung für die ankommende Signalfeldstärke des Sendersignals und mit einer Übermittlungseinrichtung zur Übermittlung des Signalfeldstärke-Messwertes an die Steuereinheit der Sendeeinheit versehen. Die Messeinrichtung kann beispielsweise auch aus der Antenne des Referenztags sowie einer geeigneten Schaltung bestehen, die die empfangene Antennenleistung detektiert und als Messwert bzw. Maß für die ankommende Signalfeldstärke bereitstellt. Die Signalfeldstärke des Sendersignals für den nachfolgenden Messzyklus oder Kalibrierzyklus kann dann insbesondere derart geregelt werden, dass der am Referenztransponder gemessene Signalfeldstärke-Messwert im Wesentlichen einer für den Referenztransponder vorgegebenen Referenz-Signalfeldstärke entspricht. Alternativ oder zusätzlich kann der Referenztransponder auf eine Referenz-Signalfeldstärke als Aktivierungs-Signalfeldstärke ausgelegt sein.
Ein erstes bevorzugtes Anwendungsgebiet für das Verfahren und das System ist ein Streb, wobei die mobile Maschine von einem Ausbauschild eines Schildausbaus gebildet ist und der maschinenfremde Transponder ein Personentag und/oder ein an einer entlang einer Fördereinrichtung bewegbaren Gewinnungsmaschine befestigter Maschinentag ist. Sendeeinheit und Referenztransponder befinden sich dann beide am Schildausbau.
Ein zweites bevorzugtes Anwendungsgebiet für das Verfahren und das System betrifft mobile Gewinnungsmaschinen mit einem Fahrwerk, insbesondere einem Raupenfahrwerk, wobei am Maschinenrahmen der verfahrbaren Gewinnungsmaschine wenigstens zwei Sendeeinheiten und zwei Referenztransponder, vorzugsweise vier Sendeeinheiten und vier Referenztransponder befestigt sind.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen des Verfahrens und des Systems ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch stark vereinfacht gezeigten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:
1 schematisch stark vereinfacht anhand eines Ausbauschilds mit Basisstation und Referenztransponder in einer ersten Ausfahrhöhe die sich in unterschiedlichen Distanzen um die Sendeeinheit einstellenden Verläufe von Signalfeldstärken;
2 schematisch stark vereinfacht anhand desselben Ausbauschilds in einer zweiten Ausfahrhöhe die sich einstellenden Verläufe der Signalfeldstärken beim selben Sendesignal;
3 schematisch stark vereinfacht anhand desselben Ausbauschilds in einer dritten Ausfahrhöhe die sich einstellenden Signalsstärkenverläufe des Sendesignals;
4 anhand eines Schaubildes die Gegebenheiten bei einem Maschinenrahmen an dem Basiseinheit und Referenz-Transponder montiert sind;
5 anhand eines Flussdiagramms den Ablauf von Mess- und Kalibrierungszyklus bei einer ersten Verfahrensvariante;
6 anhand eines Flussdiagramms den Ablauf von Mess- und Kalibrierungszyklus bei einer zweiten Verfahrensvariante;
7 schematisch stark vereinfacht anhand einer verfahrbaren Gewinnungsmaschine mit vier Basisstationen und Referenztranspondern die sich einstellenden Signalfelder bei unterschiedlichen Signalfeldstärken des Sendesignals;
8 bei der Gewinnungsmaschine nach 7 die Aktiveierung von Tags mittels einer der Basisstationen bei einem Messzyklus zu einem ersten Zeitpunkt t = 0;
9 bei der Gewinnungsmaschine nach 7 die Ortung eines Personentags bei einem Messzyklus zu einem zweiten Zeitpunkt t = 1; und
10 schematisch anhand eines Schaubilds den Aufbau und die berührungslose Kommunikation zwischen einer Basisstation und einem Transponder.
In den 1 bis 3 ist schematisch erheblich vereinfacht ein Ausbauschild 10 für den Strebbau dargestellt, welches in bekannter Weise eine Schildkappe 1, mehrere Liegendkufen 2, zwischen diesen wirkende und widergelagerte Hydraulikstempel 3 sowie ein Lemniskaten-Lenkergetriebe 4 mit Bruchschild 5 umfasst, über welches Lenkergetriebe zusammen mit den Hydraulikstempeln 3 die Schildkappe 1 parallel zur Liegendkufe 2 in unterschiedliche Höhen verfahren und gegen das Deckgebirge eines untertägigen Gewinnungsstrebs, in welchem Mineralien wie z.B. Kohle im Langfrontbetrieb abgebaut werden, verspannt werden kann. Im Streb sind normalerweise über 50 gleichartige Ausbauschilde 10 Seite an Seite nebeneinander aufgestellt und unterhalb der Schildkappe ist eine Fördereinrichtung parallel zur Abbaufront verlegt, an der sich die Gewinnungsmaschine zum Abbauen der Mineralien führt. Die Fördereinrichtung und eine Gewinnungsmaschine sind hier nicht dargestellt, da der grundsätzliche Aufbau dem Fachmann im Bergbau bekannt ist.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind an der Schildkappe 1 des Schildausbaus 10 einerseits eine Basisstation 20 und andererseits ein Referenz-Transponder 7 angeordnet, wobei der Abstand a zwischen der Basisstation 20 und dem Referenz-Transponder 7 fest und unveränderlich vorgegeben ist und in einer nicht separat dargestellten Steuereinheit, die beispielsweise einen Bestandteil der Basisstation 20 bilden könnte, gespeichert ist. Die Basisstation 20 und der Referenz-Transponder 7 sind für die Nutzung der RFID-Technik ausgelegt und können integral zum Einen eine Sendeeinheit und zum Anderen eine Empfangseinheit umfassen, um Antwortsignale des Referenz-Transponders 7 und/oder ein Antwortsignal eines in 1 nur schematisch angedeutete maschinenfremden RFID-Personentags 8 empfangen zu können.
Das Zusammenspiel zwischen einer Basisstation 20 und einem RFID-Transponder wird nun beispielhaft anhand 10 mit Bezug auf einen Referenz-Transponder 7 gemäß einem insbesondere bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert. Die Basisstation 20 für die erfindungsgemäße Nutzung der RFID-Technik umfasst als Sendeeinheit einen Sender 21 in Gestalt z.B. eines Niederfrequenz-Transmitters, mit welchem ein Sendesignal innerhalb eines mit Bezugszeichen 21' angedeuteten Signalfeldes erzeugt wird, sofern der Sender 21 in der Basisstation 20 aktiviert ist. Der Sender 21 bildet einen sogenannten Exciter innerhalb der RFID-Technik. Die Basisstation 20 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel ferner auch als Empfangseinheit einen Empfänger 22, der hier aus einem Hochfrequenz-Receiver besteht. Der Empfänger könnte aber auch getrennt von der Basisstation ausgeführt sein. Der Empfänger 22 innerhalb einer solchen Basisstation 20 wird in der RFID-Technik manchmal auch als Access-Point bezeichnet. Zur Aktivierung und Energiespeisung von Sender 21 und Empfänger 22 weist die Basisstation 20 ferner eine Schnittstelle 23 auf, die neben einer Energieversorgung auch mit einer geeigneten Elektronik für die Ansteuerung bzw. Aktivierung des Senders 21 und für das Auslesen des Empfängers 22 versehen sein kann und zugleich über geeignete Schnittstellen, beispielsweise eine Ethernet-Schnittstelle, eine Datenkommunikation mit anderen Basisstationen und/oder mit einer übergeordneten Zentralsteuerung oder Zentraleinheit, die z.B. auch übertägig oder in der Strecke angeordnet sein könnte, übernehmen kann. Der Referenz-Transponder 7 wird hier von einem aktiven Tag oder semiaktiven Tag gebildet und er umfasst zumindest einen Speicherchip 13 mit Identifizierungsdaten, einen Niederfrequenz-Receiverteil 14 zum Empfang der Niederfrequenzwellen des Senders 21 und einen Hochfrequenz-Transceiver 15 zum Aussenden eines hochfrequenten Antwortsignals. Der Referenz-Transponder 7 umfasst ferner eine nicht dargestellte Antenne, um die niederfrequenten Sendewellen empfangen und/oder hochfrequente Antwortwellen absenden zu können. Der Referenz-Transponder 7 wird dadurch aktiviert, dass der Niederfrequenz-Receiver 14 die Sendewelle des Senders 21 der Basisstation 20 in ausreichender, die Ansprechfeldstärke für den Transponder erreichender oder übersteigender Signalfeldstärke empfängt. Bei Empfang einer Sendewelle des Senders 21 mit mindestens der Ansprechfeldstärke wird der Transceiverteil 15 aktiviert und sendet in einem hochfrequenten Antwortsignal z.B. die auf dem Speicherchip 13 gespeicherten Identifizierungsdaten zusammen mit einem Kennsignal an den Empfänger 22 der Basisstation 20. Das Kennsignal ermöglicht eine eindeutige Identifizierung, welcher Sender 21 bzw. welche Basisstation 20 den Transponder 7 aktiviert hat. Der Empfänger 22 der Basisstation 20 empfängt dann über das hochfrequente Antwortsignal sowohl Informationen über die Identifizierungsdaten auf dem Chip 13, als auch Informationen darüber, welche von mehreren Basisstationen 20 den Referenz-Transponder 7 aktiviert hat. Das hochfrequente Antwortsignal des Transceivers 15 kann beispielsweise im 2.4 GHz-Band erfolgen, während die Sender 21 ein niederfrequentes Signal bevorzugt im Frequenzband zwischen 90 kHz und 135 kHz senden. Der Referenz-Transponder 7 weist bei der insbesondere bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems und Verfahrens zusätzlich noch eine Messeinrichtung 16 zum Messen einer bei der Aktivierung anliegenden Signalfeldstärke des Signalfeldes 21' auf, wie noch erläutert wird, und er wird nur aktiviert, oder sendet nur seinen Identifizierungscode und ggf. die ankommende und gemessene Signalfeldstärke, wenn die am Referenztransponder ankommende Signalfeldstärke die Ansprechfeldstärke zumindest erreicht.
Der maschinenfremde Personentag 8 oder ein Maschinentag, der nicht mit dem Schildausbau 10 verbunden ist, kann im Prinzip denselben Aufbau wie der in 10 gezeigte Referenz-Transponder aufweisen, wobei jedoch in der Regel bei anderen als dem Referenz-Transponder eine Messeinrichtung zum Messen der ankommenden Signalfeldstärke entfällt bzw. inaktiv ist und der maschinenfremde Transponder bzw. Tag grundsätzlich aktiviert wird, wenn er in das Signalfeld des Sendersignals mit ausreichender Signalfeldstärke gerät.
Die 1 zeigt das Ausbauschild 10 in einer ersten Ausfahrhöhe H₁ zwischen Liegendkufe 2 und Schildkappe 1. Wenn nun bei dieser Ausfahrhöhe h₁ die Basisstation 20 ein Sendesignal 21 mit einer Signalfeldstärke L abstrahlt, kann mit dem Referenztag 7 im Abstand a von der die Sendeeinheit 21 umfassenden Basisstation 20 eine Signalfeldstärke L_ref gemessen werden, die beispielsweise 100 µV beträgt. Da die Signalfelder kubisch abgestrahlt werden, kann der Feldverlauf der Feldlinie mit dieser Signalfeldstärke z.B. der durchgezogenen Linie für die Signalfeldstärke L_ref entsprechen. Die klein gestrichelte Linie in 1 deutet den Verlauf der Signalfeldstärke an, bei welchem das von dem Sender 21 der Basisstation 20 abgestrahlte Feld nur noch eine Signalfeldstärke L₁ von beispielsweise 80 µV hat, während die lang gestrichelte Linie einem Signalfeldstärkenverlauf mit einer Signalfeldstärke L₂ von beispielsweise 120 µV entspricht. Die angegebenen Zahlenwerte sind rein beispielhaft.
Wird nun die Ausfahrhöhe des Schildes 10 auf die Auffahrhöhe h₂ verkleinert, kann dies z.B. aufgrund der Stahlmassen der Liegendkufe 2 zu einer Veränderung der am Referenz-Transponder 7 ankommenden Signalfeldstärke führen, obwohl der Abstand mit a konstant ist und mithin keine distanzbezogenen Abschwächung der Signalfeldstärke vorliegt. Am Referenz-Transponder 7 kann, wie in 2 beispielhaft angedeutet, eine Signalfeldstärke von L₁ anliegen, wobei diese Signalfeldstärke hier niedriger ist als der Wert der Signalfeldstärke L_ref. Bei einer größeren Ausfahrlänge bzw. Hubhöhe des Ausbauschildes 10, wie beispielsweise in 3 mit der Ausfahrlänge h₃ gezeigt, kann sich die Veränderung der am Referenz-Transponder 7 ankommenden Signalfeldstärke umkehren und am Referenz-Transponder 7 herrscht beispielsweise eine Signalfeldstärke L₂, die höher ist als die Referenzfeldstärke L_ref, während der Verlauf der Feldlinie der Referenzfeldstärke L_ref im größeren Abstand von der Basisstation 20 erfolgt als der Abstand a zwischen Basisstation 20 und Referenz-Transponder 7. Ursache für die Änderungen der Signalfeldstärke im Abstand a am Referenz-Transponder 7 sind die Umgebungseinflüsse, wie insbesondere die Einflüsse aufgrund der Abstandsänderungen der Stahlmassen des Ausbauschildes selber, eines benachbarten Ausbauschildes, einer vorbeifahrenden Gewinnungsmaschine, eines unterschiedlichen Abstandes der Fördereinrichtung und dgl.
Um trotz dieser Einflüsse einen maschinenfremden Tag wie z.B. den in 1 angedeuteten Personentag 8 sicher innerhalb eines Sicherheitsabstandes zu erkennen, ohne permanent ein Sendesignal mit maximaler Sendeleistung abstrahlen zu müssen, und um zugleich näherungsweise eine Information über den Abstand des detektierten maschinenfremden Personentags 8 von der Sendeeinheit bzw. Basisstation 20 zu erhalten, findet während eines Messzyklus oder im Anschluss an einen Messzyklus ein Kalibrierungszyklus statt, in welchem in Abhängigkeit von dem Antwortsignal des Referenz-Transponders 7 die von der Sendeeinheit 21 innerhalb der Basisstation 20 abgestrahlte Sendeleistung bzw. Feldstärke L verändert wird. Hierzu können je nach Funktionsweise des Referenztags 7 verschiedene Verfahren eingesetzt werden, wie nun erläutert wird.
Falls es sich bei dem Referenztag um einen Transponder ohne Messeinrichtung handelt, dann kann regelmäßig ein Kalibrierungszyklus eingeleitet werden, bei welchem die Signalfeldstärke des von der Sendeeinheit abgestrahlten Sendersignals von Zyklus zu Zyklus iterativ derart geändert wird, bis eine Referenz-Grenzsignalfeldstärke für das abgesandte Sendesignal ermittelt wird, bei deren Unterschreiten keine Aktivierung des Referenz-Transponders erfolgt. Da der Abstand a zwischen dem Referenz-Transponder 7 und der Basisstation 20 fest vorgegeben ist und der Steuereinheit bekannt ist, kann, insbesondere wenn in der Steuereinheit die Ausfuhrlänge bzw. der Setzzustand des Ausbauschildes bekannt ist und für diese Ausfuhrlänge eine Basis-Referenzfeldstärke, bei welcher ohne Umgebungseinflüsse der Referenz-Transponder normalerweise nicht hätte aktiviert werden dürfen, abgespeichert ist, aus dem Verhältnis der aktuell im Kalibrierzyklus ermittelten Referenz-Grenzsignalfeldstärke und der Basis-Referenz-Signalfeldstärke ein Proportionalitätsfaktor gebildet werden, um welchen die Signalfeldstärke des Sendersignals gegenüber einer Grund-Signalfeldstärke erhöht werden muss, um eine vorgegebene Sicherheitsmindestreichweite mit der Sendeeinheit innerhalb der Basisstation 20 abdecken zu können, damit im Sicherheitsbereich andere Tags als der Referenztag 7, wie beispielsweise ein Personentag 8, sicher erkannt werden, sobald sie sich innerhalb dieses Bereiches befinden.
Die bevorzugte Ausgestaltung besteht allerdings in der Verwendung von Referenztags 7 mit einer Messeinrichtung 16 für die aktuell auf Höhe des Referenztags 7 ankommende Signalfeldstärke. Die 4 verdeutlicht anhand eines schematisch angedeuteten Maschinenrahmens 10' die mögliche Verfahrensführung. Der Referenztag 7 ist in einem vorgegebenen Abstand a von der Sendeeinheit 20' angeordnet. Ein maschinenfremder Tag 8' soll innerhalb des Detektionsradius a' erkannt werden. Dafür muss die Sendeleistung der Sendeeinheit 20 genau so groß sein, das bei der Entfernung a' die Signalfeldstärke genau L_DET entspricht. Da sich die Umgebungsbedingungen ändern können, kann sich der Radius des Feldes bei gleicher Sendeleistung ändern. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Sendeleistung der Sendeeinheit 20' kontinuierlich zu regeln.
Für die Regelung der Signalfeldstärke wird die am Referenztag 7' ankommende Signalfeldstärke gemessen und so angepasst, dass auf dem Detektionsradius a' die gewünschte Signalfeldstärke L_DET vorliegt. Zur Regelung der Signalfeldstärke ist immer ein Referenztag 7' vorhanden, der mit einem bestimmten Abstand a von der Basiseinheit 20 entfernt ist. Aufgrund der annähernd kugelförmigen Ausbreitung des elektromagnetischen Signalfelds verringert sich mit wachsendem Radius die aktuell ankommende Signalfeldstärke kubisch. Somit ergibt sich ein Proportionalitätsfaktor für die Signalfeldstärke in Abhängigkeit der Entfernung von dem Sender mit
Soll die Signalfeldstärke L_Det am Abstand a' im Detektionsbereich eingestellt werden, ist L_Ref deutlich größer als L_Det. Es ist daher wichtig zu wissen, wie groß L_Ref sein muss, damit die Sendeleistung P korrekt eingestellt werden kann. L_Ref ist abhängig von k, der Sendeleistung P der Sendeeinheit 20 sowie der Umgebung U: L_ref = f(P, k, Umgebung)
Außerdem gelten im Nahfeld für die distanzabhängige Signalfeldstärkenabnahme näherungsweise die Zusammenhänge
Ist L_Ref bekannt, kann dieser Wert für die Regelung verwendet werden. L_Mess ist der Wert, der vom Referenztag 7' an die Steuereinheit für den Sender der Sendeeinheit 20 gesendet wird. Wenn auf L_Ref geregelt wird, muss gelten: L_Mess = L_ref = L_Det/k
Für die Regelung der Sendeleistung können verschiedene Gegebenheiten vorliegen. Der Referenztag 7' könnte auf dem äußeren Rand des gewünschten Sicherheitsbereichs bzw. Detektionsbereiches angeordnet sein, so dass dann wegen a = a' der Faktor k = 1 beträgt. Die Sendeleistung wird dann so geregelt, dass am Referenztag 7' die Signalfeldstärke L_Det ankommt und gemessen wird. Da sich in der Regel jedoch der Detektionsradius außerhalb der mobilen Maschine befindet, da der Detektionsbereich im Normalfall größer ist als die an der Maschine zur Anbringung des Referenztags zur Verfügung stehende Entfernung, ist dies ein seltener Sonderfall.
Im Normalfall ist der Abstand a des Referenztags 7' kleiner als der Durchmesser a' des Detektionsbereiches. Um die Sendeleistung anzupassen kann die Antenne elektrotechnisch so verändert werden, dass obwohl der Referenztag 7' näher an der Antenne ist und deshalb eine höhere Signalfeldstärke misst als L_Det an der Grenze des überwachten Sicherheitsbereichs, diese als L_Ref erkannt wird. Die Regelung kann dann wie beim Sonderfall k = 1 erfolgen, allerdings muss die Empfangsleistung der Antenne des Referenztags 7' um ein definiertes Maß unempfindlicher werden.
Vorteilhafter als die vorgenannte mechanisch- elektrotechnischen Lösung kann die Sendeleistung der Sendeeinheit auch über den am Referenztag gemessenen Signalfeldstärken-Messwert L_Mess geregelt werden, wozu dieser an die Sendeeinheit zurückgeliefert wird.
Die 5 zeigt hierzu einen ersten möglichen Verfahrensablauf für den sequentiellen Ablauf eines Messzyklus MCA nebst Kalibrierzyklus KCA. Die Sendeinheit der Basisstation sendet ein Sendesignal mit einer zuletzt ermittelten passenden Signalfeldstärke bzw. Signalfeldstärke L. Wird nun mit der Empfangseinheit, wie im Schritt S10 im Flussdiagramm nach 5 dargestellt, ein Personentag 8 erkannt, wird wie mit Schritt S11 angedeutet, eine entsprechende Meldung an die Maschinensteuerung herausgegeben, wodurch die in der Maschinensteuerung hinterlegten Sicherheitsfunktionen aktiviert werden, damit wegen der Ortung z.B. eines Personentags ein Unfall vermieden wird. Ferner startet ein Kalibrierzyklus KCA, wobei in einem ersten Schritt S12 überprüft wird, ob ein Referenztag 7 erkannt wird. Falls nein, wird, wie in Schritt S13 angedeutet, die Signalfeldstärke erhöht, der Kalibrierzyklus KCA beendet und ein neuer Messzyklus mit höherer Signalfeldstärke L gestartet. Falls der Referenztag 7 hingegen in Schritt S12 erkannt wird, wird in einem nächsten Schritt mittels der Messeinrichtung 16 innerhalb des Referenztags 7, wie in Schritt S14 angedeutet, die aktuell vorliegende Signalfeldstärke gemessen und der in Schritt S14 ermittelte Signalfeldstärken-Messwert L_Mess wird mit der Referenz-Signalfeldstärke L_Ref für den Referenz-Transponder 7 in Schritt S16 verglichen. Hierbei gilt die weiter oben erläuterte Beziehung zwischen L_Ref, L_Det und k. Ist die gemessene Signalfeldstärke L_Mess größer als die Referenz-Signalfeldstärke L_Ref, wird die Signalfeldstärke L für den nächsten Messzyklus verkleinert, wie in Schritt S18 angedeutet, oder sie wird für den nächsten Messzyklus vergrößert wie in Schritt S17 angedeutet, bzw. bleibt ggf. unverändert, falls der gemessene Signalfeldstärke-Messwert L_Mess der vorgegebenen Referenz-Signalfeldstärke L_ref entspricht. Anschließend startet unmittelbar ein neuer Messzyklus MCA mit gegebenenfalls sich anschließendem Kalibrierzyklus KCA. Innerhalb einer Sekunde können beispielsweise bis zu 3 Messzyklen MCA ablaufen.
Bei einer alternativen Verfahrensführung laufen der Messzyklus MCB und der Kalibrierzyklus KCB unabhängig voneinander im Wesentlichen parallel zueinander ab. Dies ist in 6 dargestellt. Mit Start des alternativen Messzyklus MCB erfolgt zum Einen eine Überprüfung der Empfangseinheit, wie in Schritt S21 angedeutet, ob ein Personentag 7 erkannt wurde, und bei Erkennen erfolgt wiederum eine Meldung an die Maschinensteuerung, wie mit Schritt S22 dargestellt. Parallel hierzu findet der Kalibrierzyklus KCB statt, in welchem in Schritt S23 überprüft wird, ob der Referenztag 7 erkannt wurde, und in Abhängigkeit von dieser Information des Referenztags wird entweder die Signalfeldstärke L vergrößert (Schritt S24) und ein neuer Messzyklus MCB mit parallelem Kalibrierzyklus KCB gestartet, oder aber, wie in Schritt S25 angedeutet, es wird die Signalfeldstärke L_Mess gemessen und mit einer Referenz-Feldstärke L_Ref, wie in Schritt S26 angedeutet, verglichen. Falls die gemessene Signalfeldstärke L_Mess die Referenz-Signalfeldstärke L_Ref übersteigt, wird Schritt S28 eingeleitet und die Signalfeldstärke L für den nächsten Zyklus MCB/KCB verkleinert. Falls beide etwa gleich sind, wird der nächste Zyklus mit derselben Signalfeldstärke L gestartet. Falls die gemessene Signalfeldstärke L_Mess kleiner ist als die Referenz-Signalfeldstärke L_Ref, wird Schritt S27 eingeleitet und die Signalfeldstärke L für den nächsten Zyklus MCB/KCB vergrößert. Aus einem Vergleich des gemessenen Signalfeldes L_Mess mit der Referenz-Signalfeldstärke lässt sich unter Berücksichtigung des Abstandes a abschätzen, wie weit der von der Signalwelle überwachte Sicherheitsbereich bzw. Detektionsbereich reicht, und insofern auch abschätzen, in welcher Entfernung zum Sender der Basisstation sich ein erstmals detektierter maschinenfremder Tag 8 befindet.
Die 7 zeigt die Nutzung der erfindungsgemäßen RFID-Technik beispielhaft an einer verfahrbaren Gewinnungsmaschine 50 mit einem Maschinenrahmen 51, der mittels eines nicht gezeigten Fahrwerks wie beispielsweise eines Raupenfahrwerkes, oder mittels Rädern, in beliebiger Richtung bewegt werden kann. Am Maschinenrahmen 51 sind nahe jeder der vier Ecken des hier im Wesentlichen rechteckförmigen Maschinenrahmens 51 jeweils eine Basisstation 60, 61, 62, 63 mit Sendeeinheit angeordnet und für jede Basisstation 60–63 ist ein separater Referenz-Transponder 70–73 am Maschinenrahmen 51 in vorgegebenem Abstand zum Sender bzw. zur Basisstation befestigt. Die Sendeeinheiten sämtlicher Basisstationen 60, 61, 62, 63 strahlen ein Sendesignal mit einer Signalfeldstärke von beispielsweise L ab, was aufgrund des distanzabhängigen Abfalls der Signalfeldstärke zu Feldlinien um die Basisstation mit verschiedenen Signalfeldstärken führt, wie mit der Linie L₁ um die einzelnen Basisstationen 60 und 61 im Abstand der Referenztags 70 und 71 angedeutet. Die beiden Basisstationen 62 und 63 hingegen stehen unter dem Umgebungseinfluss beispielsweise einer mit Metallstreben verstärkten Streckenwand oder dgl. und die vom Sender der Basisstationen 62, 63 abgestrahlte Signalfeldstärke führt nur zu einem erheblich kleinerem Signalfeld mit der Signalfeldstärke L₁ während im Abstand der Referenztags das Signalfeld eine Signalfeldstärke L₂ hat, die erheblich kleiner ist als L₁. Die 8 und 9 zeigen für diese Situation die Aktivierung und Detektion bzw. Nichterkennung von maschinenfremden Tags 80 sowie 81 mit der Basisstation 60. Während die Basisstation 60 den Transponder 80 aktiviert (Zeitpunkt t = 0), der sich im Sicherheitsbereich des Signalfeldes L befindet, ist der Tag 81 außerhalb der Senderwelle, bzw. die am Tag 81 ankommende Signalfeldstärke ist niedriger als die Ansprechfeldstärke des Tags 81 und er wird nicht aktiviert. Zum Zeitpunkt t = 1 senden die beiden aktivierten Tags 70, 80, wie mit den Pfeilen in 9 angedeutet, ihr Antwortsignal an die Basiseinheit 60, nicht jedoch der weiterhin deaktivierte Tag 81. Mit dem Referenztag 70 wird zugleich nach dem weiter oben beschriebenen Verfahren überprüft, ob die Signalfeldstärke des Sendersignals ausreicht, den Sicherheitsbereich abzudecken, was im Falle der Basisstationen 60 und 61 in 7 gewährleistet wäre, wenn L₁ = L_ref beträgt, und für die Basisstationen 62 und 63 nicht gewährleistet wäre, denn die Signalfeldstärke der von diesen abgestrahlten Sendersignale müsste wegen des Einflusses der Streckenwand erhöht werden, damit ein ausreichend großer Sicherheitsbereich mit der Signalwelle abgedeckt wird.
Für den Fachmann ergeben sich aus der vorhergehenden Beschreibung zahlreiche Modifikationen, die in den Schutzbereich der anhängenden Ansprüche fallen sollen. Die Einregelung der Sendeleistung kann derart erfolgen, dass am Referenztag immer eine vorgegebene Referenz-Feldstärke vorliegt, die zugleich durch Vergleich mit einer Basis-Feldstärke und in Kenntnis des Abstandes zwischen Referenztag und Basisstation eine Aussage darüber zulässt, ob sich ein erkannter maschinenfremder Personentag oder Maschinentag im Gefahrenbereich oder noch außerhalb des gefährdeten Bereiches befindet. Die Umgebungseinflüsse können auch dazu führen, dass sich die Reichweite des Signalfeldes von einem zum anderen Messzyklus vergrößert, obwohl die Signalfeldstärke nicht geändert wurde. Die Referenztransponder könnten auch mit anderen Messeinrichtungen oder Sensoren versehen sein. Die angegebenen Zahlenwerte für die Signalfeldstärken dienen nur der verdeutlichen des Erfindungsgedankens.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2011/121500 A2 [0002]

Claims

Verfahren zur Erhöhung der Betriebssicherheit von mobilen Maschinen in übertägigen oder untertägigen Abbaubetrieben zur Mineraliengewinnung unter Nutzung der RFID-Technik, mit wenigstens einer Sendeeinheit an der mobilen Maschine, mit wenigstens einer Empfangseinheit an der mobilen Maschine, mit wenigstens einem maschinenfremden RFID-Transponder, der mittels eines Sendersignals der Sendeeinheit aktivierbar ist und bei Aktivierung mittels der Empfangseinheit kontaktlos detektiert wird, mit wenigstens einem Referenz-Transponder, und mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung der Sendeeinheit und Auswertung von mit der Empfangseinheit detektierten Transpondersignalen in Messzyklen, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenztransponder (7; 70) an der mobilen Maschine in definiertem, in der Steuereinheit gespeichertem Abstand von der Sendeeinheit angebracht ist, wobei zur Eliminierung der Umgebungseinflüsse in einem Kalibrierzyklus (KCA; KCB) die Signalfeldstärke (L) des Sendersignals der Sendeeinheit in Anhängigkeit von dem Antwortsignal des Referenztransponders (7; 70) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalibrierzyklus in vorgegeben Intervallen zwischen den Messzyklen durchgeführt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalibrierzyklus (KCA) gestartet wird, wenn in einem Messzyklus (MCA) mit der Empfangseinheit kein maschinenfremdes Transpondersignal detektiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kalibrierzyklus aus einem oder mehreren Teilzyklen besteht, wobei die Signalfeldstärke von Teilzyklus zu Teilzyklus iterativ verändert wird, bis eine Referenz-Grenzsignalfeldstärke feststeht, bei deren Unterschreiten keine Aktivierung des Referenztransponders erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dem Kalibrierzyklus vorzugsweise unmittelbar nachfolgenden Messzyklus die Sendeeinheit ein Sendersignal in einer Signalfeldstärke aussendet, die unter Berücksichtigung der Referenz-Grenzsignalfeldstärke eine vorgegebene Sicherheitsmindestreichweite um die Sendeeinheit abdeckt.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuereinheit aus der Referenz-Grenzsignalfeldstärke und einer Basis-Referenzsignalfeldstärke ein Proportionalfaktor abgeleitet wird, um den die Referenz-Grenzsignalfeldstärke des Sendesignals verändert werden muss, damit maschinenfremde Transponder innerhalb eines Sicherheitsradius um die Sendeeinheit detektiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die am Referenztransponder (7) tatsächlich ankommende Signalfeldstärke gemessen und/oder für die Veränderung der Signalfeldstärke für den nachfolgenden Mess- oder Kalibrierungszyklus herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalfeldstärke als Signalfeldstärke-Messwert an die Sendeeinheit bzw. Steuereinheit zurückgeliefert wird, wobei die Signalfeldstärke für den nachfolgenden Messzyklus und/oder Kalibrierzyklus in Abhängigkeit von dem am Referenztransponder gemessenen Signalfeldstärke-Messwert eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalfeldstärke des Sendersignals für den nachfolgenden Messzyklus oder Kalibrierzyklus derart geregelt wird, dass der am Referenztransponder gemessene Signalfeldstärke-Messwert im Wesentlichen einer Referenz-Signalfeldstärke entspricht.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenztransponder nur bei Vorliegen einer Referenz-Signalfeldstärke aktiviert wird und die Signalfeldstärke des Sendersignals im Kalibrierzyklus (KCA, KCB) für den nachfolgenden Messzyklus oder Kalibrierzyklus derart geregelt wird, dass die am Referenztransponder (7) ankommende Signalfeldstärke im Wesentlichen seiner Referenz-Signalfeldstärke (L_ref) entspricht.
System zur Erhöhung der Betriebssicherheit von mobilen Maschinen in übertägigen oder untertägigen Abbaubetrieben zur Mineraliengewinnung unter Nutzung der RFID-Technik, mit wenigstens einer Sendeeinheit an der mobilen Maschine, mit wenigstens einer Empfangseinheit an der mobilen Maschine, mit wenigstens einem maschinenfremden RFID-Transponder, der mittels eines Sendersignals der Sendeeinheit aktivierbar und mittels der Empfangseinheit kontaktlos detektierbar ist, mit wenigstens einem Referenz-Transponder, und mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung der Sendeeinheit und Auswertung von mit der Empfangseinheit detektierten Transpondersignalen in einem Messzyklus, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenztransponder (7) an der mobilen Maschine in definiertem, in der Steuereinheit gespeichertem Abstand von der Sendeeinheit angebracht ist, wobei die Signalfeldstärke (L) des Sendersignals veränderbar ist und zur Eliminierung der Umgebungseinflüsse ein Kalibrierzyklus (KCA; KCB) vorgesehen ist, in welchem die Signalfeldstärke (L) des Sendersignals der Sendeeinheit in Anhängigkeit von dem Antwortsignal des Referenztransponders verändert wird.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenztransponder eine Ansprechfeldstärke aufweist und ein Kalibrierzyklus aus einem oder mehreren Teilzyklen besteht, wobei durch iteratives Verändern der Signalfeldstärke des Sendersignals eine Referenz-Grenzsignalfeldstärke bestimmbar ist, bei deren Unterschreiten keine Aktivierung des Referenztransponders erfolgt.
System nach Anspruch 11 oder Verfahren nach einem der 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenztransponder mit einer Signalfeldstärken-Messeinrichtung (16) für die ankommende Signalfeldstärke des Sendersignals und mit einer Übermittlungseinrichtung zur Übermittlung des Signalfeldstärke-Messwertes an die Steuereinheit der Sendeeinheit versehen ist.
System nach Anspruch 11 oder Verfahren nach einem der 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenztransponder (7) auf eine Referenz-Signalfeldstärke als Aktivierungs-Signalfeldstärke ausgelegt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder System nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Maschine von einem Ausbauschild eines Schildausbaus gebildet ist und der maschinenfremde Transponder ein Personentag und/oder ein an einer entlang einer Fördereinrichtung bewegbaren Gewinnungsmaschine befestigter Maschinentag ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder System nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Maschine eine mit einem Fahrwerk, insbesondere einem Raupenfahrwerk versehene Gewinnungsmaschine ist, an deren Maschinenrahmen wenigstens zwei Sendeeinheiten und zwei Referenztransponder, vorzugsweise vier Sendeeinheiten und vier Referenztransponder, befestigt sind.