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"Kontrollsystem, insbesondere zur
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Personenregistration im Bergbau"
Die Erfindung betrifft
ein Kontrollsystem, insbe ondere zur Personenregistration im Bergbau.
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Die Personenregistration geschieht auf herkömmliche Art mittels einer
mit einer Identifikationsnummer versehenen Marke. Die Bergmänner hängen diese Marke
beim Einfahren an eine Kontrolltafel und nehmen sie beim Ausfahren wieder zu sich.
Nach den an der Kontrolltatel verbleibenden Marken kann festgestellt werden, wie
viele Personen in der Grube geblieben sind, die auf der Marke angeführte Identifikationsnummer
ermöglicht die Identifikation der in der Grube verbliebenen Personen.
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Das Wesen der diese herkömmliche Lösung weiterentwickelnden Variante
besteht darin, dass jeder Bergmann eine it einem Personencode (Nummer) versehene
Karte besitzt, welche beim Einfahren und Ausfahren (gegebenenfalls beim Übergang
von einer Arbeitsstelle zur anderen in der Grube) in einen entsprechenden Kontrollschlitz
einer orv-gebundenen Erfassungseinheit gesteckt erden muss zur Registrierung des
Überschreitens. Zu der/den Einheit(en) sind Signalverarbeitungs- und Datenspeichereinheiten
gekoppelt, die nicht nur zur Überprüfung des jeweiligen Personalstandes in der Grube
dienen, sondern auch zur Registrierung der in der Grube verbrachten Arbeitszeit,
er Überstunden usw., sowie gegebenenfalls auch zur Berechnung des Arbeitslohnes
benutzt werden können.
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nachteil dieses Systems ist, dass es eine aktive Mitwirkung der betroffenen
Personen beansprucht, und omt subjektive Fehler, Unterlassungen und eventuelle absichtliche
Manipulationen nicht ausgeschlossen sind.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass sich beim Überschreiten
des Kontrollpunktes Stauungen bilden können, da das Hervornehmen der Codekarte (eventuell
deren Suchen)
und danach das Einstecken in den Kontrollschlitz Zeit
beanspruchen. Ein weiteres Problem ergibt sich aus dem Verlust, der Beschädigung
und des Tausches der Karten.
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Als nachteilig ist ausserdem zu erwähnen, dass die Richtung des Überschreitens
des Kontrollpunktes nicht festgestellt werden kann, demzufolge muss die Eingabe
einer diesbezüglichen Information gesondert gelöst werden.
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Das Ziel der Erfindung besteht darin, die obigen Nachteile zu beseitigen.
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Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Kontrollsystems,
insbesondere zur Personenregistration i Bergbau, bei dem die Kontrolle der zu registrierenden
Personen an den Kontrollpunkten automatisch und ohne aktive Mitwirkung der betroffenen
Personen vor ech eht, der Personencodegeber ohne Beschädigung, unentfernbar an die
obligatorische Ausrüstung (z. B. ar die Grubenlampe) der zu registrierenden Person
befestigt werden J-:ann, somit sind aus subjektiven Gründen vorkommende Fehler vermeidbar
und gleichzeitig wird die Ausbildung einem die Richtung des Überschreitens der Kontrollpunkte
automatisch wahrnehmenden Ausführung ermöglicht.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wurde ein Kontrollsystem ausgebildet,
dass mit einer tragbaren Codegebereinheit, einer Erfassungseinheit zur Erfassung
der Signale der Codegebereinheit, einer an die Erfassungseinheit angeschlossenen
Signalverarbeitungseinheit scwie mit einer mit der Signalverarbeitungseinheit verbundenen
Datenspeichereinheit versehen ist und gemäss der Erfindung die Codegebeneinheit
ein Radiosender ist, der einen mit einem ersten und einem zweiten Eingang versehenen
Oszillator für Radiofrequenz, einen an dessen ersten Eingang angeschlossenen Codegenerator
und eine an dessen
zweiten Eingang angeschlossene Schaltung zur
Wahrnehmung von Hochfrequenz-Magnetfeldern aufweist, die Erfassungseinheit mit einer
an einen ein Hochfrequenz-Magnetfeld induzierenden mit Steuereingang und Ausgang
versehenen Erreger angeschlossenen Spule und einer Codeempfängereinheit versehen
ist, die Codeempfängereinheit über einen Eingang und einen ersten und zweiten Ausgang
verfügt, der Eingang an einen Sensor zum Empfang der Signale des Radiosenders, der
erste Ausgang an den Steuereingang des Erregers und der zweite Ausgang an die SiDnalverarbeitungseinheit
- zweckmässig einen Mikroprozessc- - angeschlossen sind.
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Bei einer zweckmässigen Ausführungsform ist zwischen dem Codegenerator
und dem Oszillator ein modulator geschalten.
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Bei einer anderen Ausführungsforin ist zwischen der Codeempfängereinheit
und der Signalverarbeitungseinheit - -weckmässig einem Mikroprozessor - eine Dekoder
und Interfaceeinheit.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Signalverarbeitungseinheit
- zweckmässig ein Mikroprozessor -mit einem Programmspeicher und/oder einem Übergangsspeicher
und/oder einem zentralen Datensammler verbunden.
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Ausser den bereits erwähnten Vorteilen ist ein weiterer Vorteil des
erfindungsgemässen Kontrollsystems, dass der als Personencodegeber verwendete Miniatürradiosender
auch für sonstige sicherheitstechnlsche Kontrollen verwendbar ist.
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Bei Näherung eines für gewisse Personen gesperrten Gebietes kann
ein Warnsignal abgegeben werden, das Aufsuchen der bei Unfällen von der Aussenwelt
abgeschnittenen Personen kann durch die ausgestrahlten Signale
usw.
erleichtert werden.
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Die Erfindung soll nachstehend mit Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert werden.
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Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der als
Radiosender ausgebildeten Codegebereinheit und Fig. 2 ein Blockschaltbild der Signalvemarbeitungseinheit
und der Datenspeichereineit einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Kontrollsystems.
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Die als Miniatür-Radiosendereinheit ausgebildete Codegebereinheit
gemäss Fig. 1 ist mit einem Codegenerator 10 von sechzehn Bit versehen, dessen Ausgang
11 mit eine Eingang 21 eines Modulators 20 verbunden ist.
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Der Modulator 20 arbeitet im FSK (frequency shift keJring) Betrieb.
Ein Ausgang 22 des Modulators 20 ist tnit einem ersten Eingang 31 eines Oszillators
30 verbunden0 An einen zweiten Eingang 32 des Oszillators 30 ist ein Ausgang 41
eines Hochfrequenz-Magnetfelddetektors 40 geführt. Ein Ausgang 33 des Oszillators
70 bildet die Antenne des Radiosenders. Die Godegebereinheit ist personengebunden.
Es ist zweckmässig, diese in die zur obligatorischen Ausrüstung des Bergmanns gehörende
Lampe einzubauen, möglichst so, dass diese von nur dazu berechtigten Personen ausmontiert
werden kann. Der Codegenerator 10 der Codegebereinheit erzeugt die einer Person
zugeordnete binäre Information. Von den zur Verfügung stehenden sechzehn Bit sind
fünfzehn Informationsbit und ein Paritätsbit. Mit dem Codegenerator sind so 32768
verschiedene Identifikationscode erzeugbar.
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Der Codegenerator 10 besteht vorzugsweise aus
CMOS
Bauelementen, um kleine Dimensionen und einen geringen Energieverbrauch zu erreichen.
Der mittels des Codegenerators 10 gesteuerte Modulator 20 "überlagert" die einer
Person zugeordnete binare Information auf ein mittels des Oszillators 30 erzeugten
Radiofrequenz--Trägersignal.
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Der Oszillator 30 wird von einer Schaltung 40 zur Wahrnehmung von
Hochfrequenz-Magnetfeldern gesteuert, die ein z. B. im Frequenzbereich von 100-300
kHz arreitenzes -infaches Empfängergerät darstellt.
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Die Schaltung 40 spricht auf ein ausgerichtetes Hochfrequenz-Magnetfeld
an, welches von z4Si gestreckten Spulen L induziert wird, die an einen Ausgang 62
eines Erregers 0 angeschlo-sen sind (Fig. z).
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Mit einem Steuereingang 61 des Erregers 60, der ein Hochfrequenz-Magnetfeld
erzeugt, ist ein erster Ausgang 52 einer Codeempfängereinheit 50 verbunden. Ein
Eingang 51 der Codeempfängereinheit 50 ist zum Empfang der Signale des Radiosenders
mit den in die Spulen L eingebauten Sensorschleifen (Antenne) oder mit dem Ausgang
eines zum gleichen Zweck dienenden und mit einer Antenne versehenen Radiofrequenz-Empfängers
54 verbunden, einen Ausgang 53 ist ein Eingang 71 einer Dekoder-und Interface-Schaltung
70 angeschlossen. Ein Ausgang 72 der Schaltung 70 ist mit einem Eingang 81 eines
eine Signalverarbeitungseinheit bildenden Mikroprozessors 80 verbunden. Der Mikroprozessor
80 ist mit einem Programmspeicher 86 und einem Durchgangsspeicher 88 versehen und
sein Ausgang 82 ist an einen Eingang 1 ines Interface 90 geführt. Ein Ausgang 92
des Interface 90 ist über eine Datenübertragungslinie (nicht dargestellt) an einen
zentralen Datensammler gekoppelt.
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Das von den Spulen L induzierte Hochfrequenz--Magnetfeld MT, das
senkrecht zur Durchgangsrichtung und beispielsweise 40-50 cm dick ist, bleibt so
lange bestehen, bis die Codegebereinheit der durchgehenden Person in seinen Wirkungsbereich
eindringt. Dann gibt der mittels der Schaltung 40 gesteuerte Oszillator 30 in kurzer
Nacheinanderfolge (in einigen 10 ms) ehrwals den sechzehn-bit Identifikationcode
ab. Daraufhin stells die Codeempfängereinheit 50 den Erreger 80 ab ura bricht damit
das Hochfrequenz-Magnetfeld ab, so dass die Codegebereinheit einer weiteren Person,
die inzwischen in @ Wirkbereich der Spulen L gerät; noch nicht zu strahlen beginnt.
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Nachdem der Oszillator 30 das sechzehn-bit Codesignal n-mal ausstrahlte,
schaltet er sich automatisch aus. Dann stellt sich das Magnetfeld wieder ein und
kann die folgende Codegebereinheit starter. Da das Magnetfeld schmal ist und die
Datenübertragung schnell vor sich geht, kann die gleichzeitige Aktivierung von zwei
verschiedenen Codegebereinheit praktisch nicht erfolgen.
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Wenn zwei Erfassungseinheiten, zwischen denen ein Zwischenraum besteht,
benutzt werden, ist auch die Richtung des Überschreitens bestimmbar. Die an die
Code empfängereinheit 50 angeschlossene Dekoder- und Interface-Schaltung 70 erzteugt
aus den aufgenommenen Codesignalen erneut binare Informationen und leitet diese
auf TTL--Niveau an den Mikroprozessor 80. Der Mikroprozessor 80 verarbeitet die
digitalen Signale und leitet sie über das Interface 90 in den Datensammler.
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Die Aufgabe des zentralen Datenspeichers besteht in der Abfrage der
Erfassungseinheiten, der Sammlung der Daten und deren Gruppierung sowie deren Übertragung
an
den im Dispatcherzentrum befinalichen Rechner zur Weiterverarbeitung.
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Der Mikroprozessor 80 ergänzt den aufgenommenen Code mit einem Identifikationscode
sowie mit einem Code, der die Richtung des Überschreitens anzeigt. Die so erhaltene
Angabe beinhaltet Informationen über die Person, den Kontrollpunkt und die Richtung
der Überschreitung des Kontrollpunktes. Zu dieser Angabe fügt der zentrale Datensammler
den Zeitpunkt ler Eingabe hinzu. Zwischen den einzelnen Erfassungseinheiten (Kontrollpunkten)
und dem Datensammler der Personenregistration erfolgt die Datenübertragung in zwei
Richtungen. Eine Ausnahme bildet die Erfassungseinheit, die an dem Ort des Einfahrens
in die Grube angeordnet ist und auch von dem Zentralrechner Informationen erhalten
kann.
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Liste der Bezugszeichen: 10 Codegenerator 11 Ausgang 20 Modulator
21 Eingang 22 Ausgang 31 Eingang 30 Oszillator 41 Ausgang 40 Schaltung zur Wahrnehmung
von Hochfrequenz--Magnetfeldern 60 Erreger r2 Ausgang 61 Steuereingang 52 Ausgang
50 Codeempfängereinheit 51 Eingang 54 Radiofrequenz-Empfänger 70 Dekoder- und Interface-Schaltung