基于RFID與CAN的煤礦井下人員定位系統研究

3.3　定位系統核心部件—RFID監控節點(diǎn)
1）RFID監控節點(diǎn)硬件設計。監控節點(diǎn)由讀寫(xiě)器、微控制器（MCU）、CAN節點(diǎn)組成。設計中讀寫(xiě)器使用的射頻芯片是RI-STU-650A,它具有抗干擾能力強、通信速率高、功耗低、性能穩定等優(yōu)點(diǎn)?？紤]到成本等方面的問(wèn)題,設計時(shí)RFID采用的工作頻率為915MHz,經(jīng)過(guò)試驗測試,證明在傳輸距離及數據可靠性等方面,可以達到本系統的功能要求。讀寫(xiě)器與微控制器89C51間利用SPI串行接口進(jìn)行通信。CAN節點(diǎn)由三部分所構成:獨立CAN控制器SJA1000、CAN驅動(dòng)器82C250和高速光電耦合器6N137,如圖2所示。為了增強CAN節點(diǎn)的抗干擾能力,SJA1000并不是直接與82C250相連,而是通過(guò)高速光耦6N137與82C250相連,這樣就很好的實(shí)現了總線(xiàn)上各CAN節點(diǎn)間的電氣隔離。

2）RFID監控節點(diǎn)軟件設計。監控節點(diǎn)單片機軟件設計是使用C51和匯編語(yǔ)言混合編程,包括復位模塊、防沖突模塊、讀寫(xiě)模塊、通信模塊,其流程圖見(jiàn)圖3。當Tag被驗證為合法時(shí),讀寫(xiě)器才正式讀/寫(xiě)Tag數據,經(jīng)過(guò)信息處理之后,由CAN總線(xiàn)上傳到地面監控心。當Tag被驗證為非法時(shí),讀寫(xiě)器轉到直接復位應答狀態(tài),等待下次讀寫(xiě)操作開(kāi)始。

3.4　系統實(shí)現的主要功能
1）考勤管理功能。通過(guò)操作平臺專(zhuān)用管理軟件對下井人員進(jìn)行下井次數、井下停留時(shí)間等信息分類(lèi)統計,便于考核,實(shí)現工作人員的考勤統計管理功能和有關(guān)報表的打印。
2）安全保障功能。系統根據數據庫中儲存下來(lái)的歷史數據信息,可迅速知道井下人員及重要設備的分布情況,一旦出現礦井災難,可對現場(chǎng)被困人員進(jìn)行定位和搜尋,便于有效救護。

3）生產(chǎn)調度功能。通過(guò)調用數據庫中的數據,可以查詢(xún)井下人員分布情況并根據需要迅速進(jìn)行人員調配,實(shí)現井下有限資源的優(yōu)化配置,達到事半功倍的效果。

4結語(yǔ)
煤礦安全是煤礦生產(chǎn)永恒的主題,人員監控與定位是實(shí)現煤礦安全生產(chǎn)的重要保證之一。為此本文對煤礦人員考勤管理系統進(jìn)行了調研與分析,對當前的定位技術(shù)進(jìn)行了研究,提出了一種以RFID為核心,以CAN-bus通信網(wǎng)絡(luò )為紐帶的煤礦井下人員定位系統。經(jīng)過(guò)試驗驗證,達到了預期的目的,該系統極大地滿(mǎn)足了實(shí)時(shí)掌握煤礦入井人員的動(dòng)態(tài)分布及安全管理的需要,可實(shí)現考勤管理功能及快速指導礦井突發(fā)性事故的救護工作。