一、 系统概述
煤炭作为基础能源，长期以来为中国经济增长做出了巨大贡献。中国70%的能源消耗来自煤炭，在整个国民经济发展中占据主导地位。但另一方面，由于煤炭行业本身的产业结构，与其他行业相比，其采矿设备、平与其他行业存在巨大差距。特别是近年来，煤矿事故数量不断增加。如何加强安全生产，提高搜救效率，摆在国家、各级主管部门和领导面前。这些重大事故的主要原因是：
(1)地面与地下人员信息沟通不及时；
(2)地面人员难以及时动态掌握地下人员的分布和作业，准确定位人员；
(3)煤矿事故发生后，救援安全救援效率低，搜救效果差。
为维护煤矿安全生产，国家安全监督管理局、国家煤炭监督管理局等四部委发布了《煤矿企业劳动定员管理指导意见》。《意见》规定，在煤矿生产过程中，应在矿井口上市，标明实际地下作业人数。这也是国家有关部门及时组织应急救援的最低技术措施底线。
煤矿工人操作强度大，工作压力大，存在各种实际因素，难以要求每个井人员在井前有意识地登录，因此，如何正确处理安全与生产、安全与效率的关系，如何准确、实时、快速地实现煤矿安全监测功能，有效的矿工管理，确保救援、安全救援的高效运行尤为重要和紧迫。面对新形势、新机遇、新挑战，各级国家主管部门领导对安全生产工作提出了很高的要求和期望。同时，如何改变煤矿企业落后地下人员的管理模式，如何实现管理的现代化和信息化也成为所有煤矿企业关注的问题。我们认为，建立以灾害预防、事故救援、电子信息管理为主要目标的信息化和智能化建设势在必行。
"十五"煤炭工业电子信息化建设期间"九五"在发展的基础上，围绕煤炭煤炭产业改革发展的战略任务，以信息和知识资源的开发利用为核心，重点关注煤矿生产安全监测、自动控制和企业管理的信息建设，已列入安全生产企业经营管理日程。作为RFID北京浩海易通科技有限公司是技术上最新的技术领导者RFID技术，开发 "井下人员及设备定位系统"，该系统的实现将为煤矿企业的安全生产经营管理带来新的机遇。
无线射频识别技术（RFID）它是一种使用电子芯片进行非接触式自动管理的先进技术。当访问者佩戴带有射频识别芯片的身份卡通过门时，可以完成从身份识别、身份验证到交通记录的全过程。并可与后台管理系统通信，为下井人员的安全管理提供实时可靠的技术保障。
工作原理
地下人员管理系统属于煤矿安全管理系统。在控制管理区域、出入口、主要设备控制中心机房、贵重物品仓库等重要部的通道口，安装读卡器自动控制装置，通过中央控制室地下人员管理安全管理软件进行管理和监控。系统采用计算机多任务分布式处理方法，可实时控制各通道口的位置、通行对象和通行时间或设置程序。该技术已广泛应用于政府机关、企业、金融、公安部门、军事基地、智能社区、学校、高级酒店等出入口安全管理，发挥了重要作用。
二、 RFID介绍
1. RFID 概念
RFID 是Radio Frequency Identification 缩写，即射频识别，是一种非接触式自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象，可以快速跟踪物品和数据交换。识别工作可以在各种恶劣环境中工作，无需人工干预。RFID 技术可以同时识别高速运动物体和多个标签，操作快捷方便。为ERP、CRM 完美实现业务体系提供了可能性，可以大大提升业务和商业模式。
RFID 该技术诞生于第二次世界大战期间，是传统条形码技术的继承者，也被称为“电子标签”。美军早在20岁 本世纪下半叶开始研究RFID 该技术已广泛应用于武器和物流管理系统。美国在"伊战"中利用RFID 对武器和材料进行了非常准确的部署，以确保前线弹药和材料的准确供应。
近年来， RFID 由于其远程读取、高存储等特点，备受关注。许多跨国公司，包括沃尔玛，已经开始使用它们RFID 与此同时，国外也采用了许多技术辅助企业管理仓库RFID 技术实现仓储自动化管理。根据相关权威数据，世界各地射频识别产品的销量每年增长25.3%。
2. RFID 系统组成
Ø 标签(Tag，即射频卡):由耦合元件和芯片组成，标签包含内置天线与射频天线通信。
Ø 阅读器：读取标签信息的设备（也可以写在读写卡中）。
Ø 天线(内置):在标签和读取器之间传输射频信号。一些系统也通过阅读器RS232 或RS485 接口连接到外部计算机(上位机主系统)进行数据交换。
3. RFID 技术特征
1） 数据的读写（Read Write）机能：
只要通过RFID Reader您可以直接将信息读取到数据库中，无需联系，一次处理多个标签，并将物流处理状态写入下一阶段的物流处理标签。
2） 形状容易小型化、多样化：
RFID读取不受尺寸和形状的限制，不需要与纸张的固定尺寸和印刷质量相匹配，以便读取精度。RFID 电子标签可以小型化并应用于不同的产品。因此，可以更灵活地控制产品的生产，特别是在生产线上。
3） 耐环境性：
纸一脏就看不见，但是RFID但对水、油、药等物质具有较强的抗污染性。RFID数据也可以在黑暗或肮脏的环境中读取。
4） 可重复使用：
由于RFID因为电子数据可以重复复写，所以标签可以重复使用。如被动式RFID，无需电池即可使用，无需维护。
5） 穿透性：
RFID如果被纸张、木材、塑料等非金属或非透明材料覆盖，也可以进行渗透通信。但如果是铁金属，就不能通信。
6） 数据记忆容量大：
随着记忆规格的发展，数据容量会扩大，未来物品需要携带的数据量会增加，对卷标能够扩大容量的需求也会增加。RFID不受限制。
7） 系统安全：
将产品数据从中央计算机转移到工件上，将为系统提供安全保障，大大提高系统的安全性。
8） 数据安全：
射频标签中存储的数据的准确性是通过验证或循环冗余验证来确保的。
三、 系统功能
北京浩海易通科技有限公司及相关机构开发了地下人员和设备定位系统，采用了世界上最先进的RFID地下定位系统的技术。地下人员和设备定位系统可以及时、准确地向地面计算机系统反映地下各区域人员和设备的动态情况，使管理人员能够随时掌握地下人员、设备的分布和各矿工的运动轨迹，便于更合理的调度管理。事故发生时，救援人员还可以快速了解地下人员和设备定位系统提供的数据和图形，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。
地下人员和设备定位系统是集地下人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常管理为一体的综合应用系统。它也是中国最先进的地下定位系统，运行最稳定，设计最专业。该技术成果的实现将为煤矿企业的安全生产和日常管理和事故急救带来新的机遇。
利用RFID系统管理地下人员，可以有效改善不足，消除漏洞。工作人员将小标签（身份卡）放在身体的任何位置（口袋、袋子），正常设置RFID系统将自动记录设备门的进出信息。
一方面，管理人员希望加强安全工作，有效管理人员进出，防止安全事故；另一方面，对进出人员，希望减少复杂程序，在法律前提下快速顺利通行。智能地下人员管理系统利用计算机和自动识别技术进行地下人员管理，可以有效协调方便快捷的进出方式与严格的安全防范之间的矛盾，降低大楼大门和工作室人员进出的管理难度。
A) 采用智能地下人员管理系统，可有效记录持卡人通行的准确时间，并对无卡人员进行报警；
B) 所有人员名单可通过管理中心的主机系统实时监控；
C) 记录的进出时间信息可用于一段时间内的安全检查、考勤管理等应用。
实时地下人员动态显示功能
1) 任何时候地下某个地方有多少人，这些人的身份；
2) 查询一个或多个人的地下实际位置；
3) 记录相关人员在任何地方的到达/离开时间和总工作时间等一系列信息，督促和落实重要检查人员(如瓦斯检查人员)是否按时、到位进行现场检查，或检查和处理各种数据，从根本上杜绝人为因素造成的相关事故；
4) 可实现多点共享，供多个领导同时在不同地点查看。
地图功能丰富
它具有放大、缩小、移动、标尺测距、视觉控制、中心移动、土层控制、地图打印等功能。
禁区报警功能
对于指定的禁区，如有人员进入，实时报警，并显示进入禁区的人员。
人员轨迹查询
可以找到某人在一定时间内经历的路径，并在图中画出路线轨迹。
人员下井考勤能力丰富
可统计出入井人员，实现出入井人员的考勤记录，建立出入井人员的各种信息报表（如出入井时间报表、出勤月报表、加班报表、缺勤报表等）。
灾后急救信息
一旦发生各种事故，事故现场的人员数量、人员信息、人员位置等信息可以立即显示在上位机上，大大提高了救援效率和救援效果。
四、 系统组成及工作原理
1. 系统组成
地下人员及设备定位系统设备主要包括：中央站主机、数据通讯箱B煤矿多功能分站、无线标识传感器、无线标识卡。
2. 工作原理
首先，根据现场的具体需要，在地下需要人员跟踪的区域和巷道中放置一定数量的无线标志传感器。通常，一个地方只需要一个地方来跟踪进出人员。通过传输总线将无线识别传感器与地面计算机连接，并将多功能分站与无线识别传感器连接，提供工作电源。这样就完成了井上电脑通过电缆连接地下无线识别传感器的系统架设。
然后为需要人员跟踪定位的井人员佩戴无线标志卡。当井人进入地下后，只要通过或靠近放置在巷道内的任何无线标志传感器，无线标志传感器就会立即感知信号并上传到中央站主机，使中央站主机的软件能够判断具体信息(如身份、位置、时间)。同时，它可以显示在控制中心的大屏幕或计算机显示屏上，并进行备份。
管理者可以根据大屏幕或计算机上的分布图查看某个区域，计算机会统计并显示该区域的人员情况。中央站主机会根据一段时间的人员出入信息，整理出这一时期每个下井人员的出勤报告。此外，一旦地下发生事故，事故现场的人员可以根据计算机上的人员分布信息立即找到，然后使用特殊的探测器进一步确定事故现场的人员位置，以帮助救援人员以准确、快速的方式救援被困人员。矿车的管理原理与其它设备大致相同。
3. 系统设计原则
(1)有效识别井下坑作业面工作人员进出，充分体现系统管理"人性化、信息化和高度自动化"；
(2)为高级管理人员提供考勤作业、人员进出限制等信息查询；
（3）一旦发生安全事故，系统可以立即了解坑作业面工作人员的准确数量，确保救援和安全救援的有效运行；
（4）安全事故发生后，通过移动识别装置，可以检测事故现场是否存在，便于及时开展救援工作；
（5） 安全、可扩展、易维护、易操作的系统设计。
4. 系统设计依据
（1）GA/T75《安全防范工程程序与要求》
（2）MT煤矿通信、检测、控制电工电子产品通用技术要求209-1990
5. 系统设计特点
高度自动化：系统可自动检测地下隧道工人通过监测点的时间和地点信息，自动实现考勤作业的统计和管理；
先进的通信系统：安装在地下各通道的识别系统，实时将相关人员通过的数据传输到网络服务器，整个过程无需人工干预；
完整的数据统计和信息查询软件：使用L-H调度算法优化了系统的数据处理能力。该系统软件具有特殊的数据库管理系统，包括工人通过坑的信息收集和统计分析系统、的统计和管理分析系统，显示和打印各种统计报表，为高级管理人员的查询和管理提供全方位的服务；
系统安全、稳定、可靠性设计：系统产品采用坑壁挂设计，无需现场施工，确保系统在恶劣环境下24小时连续正常运行；
报警呼叫系统配置完善的异常情况(包括无效标志卡、无效标志卡进入)；
方便：人员下井时刷卡，非持卡人系统自动报警提示，管理中心可通过设置管理系统实时监控进出人员；
可靠性：射频感应，稳定可靠，判断能力强；
灵活性：可在线运行，可随时注册或取消卡；
多用性:一卡不仅可以用于井下人员管理，还可以综合巡逻、考勤、消费等管理。“一卡通”，提高管理效率和水平；
兼容性：系统可连接不同制造商的设备，具有连接不同协议和接口设备的能力，适用于用户提供的各种通信接口和通信程序；
开放性：系统数据库接口采用开放式结构，满足用户要求。同时，提供数据库的二次开发接口，使用户能够独立扩展系统；
先进的系统平台：采用Windows具有较高实时数据处理能力的网络操作系统和高实时动态数据库技术；
基于GIS技术地理信息显示查询系统；
6. 设备优势
前端识别率高，识别可靠性高；
识别距离远(识别距离可达10-30米以上)；
防冲突性极高(每个检测点最多可识别200人)；
识别稳定性高(误码率小于10万分之一)；
快速识别速度(最快识别速度为200公里/小时)。
距离远，可达20公里。
应用广泛，安装简单，操作方便。
7. 现场优势
环境适应性：抗干扰性高，对地下干扰源和周边环境无特殊要求；
安装方便：传感器一体化结构设计，无外接天线或地感；
运行可靠性：内部电路高度集成，设备故障率最小化。
8. 电气特性
超低功耗，无线标签可连续正常工作5年，无需更换电池；
方便安全，标签不需要外部矿灯电源，不需要充电，不需要更换电池；
无辐射，对人体和环境无影响，更安全、更健康。
五、 系统设计方案
本系统遵循"无线标识卡统一发放，设备统一，管理统一"按照允许上岗人员和班组实施的原则"一人一无线标识卡"无线标志卡可视为系统"上岗凭证"或"坑道准入证"。具体方案如下：
（1）矿山生产单位在所有隧道内安装一定数量的无线标志传感器，具体位置根据现场情况确定，以满足辐射区域为准；
（2）矿山生产单位向相关人员颁发并配备无线标志卡，安装在安全帽或其他合适位置；
（3）在发送无线标志卡时，在系统数据库中登录与无线标志卡相对应的员工的基本信息，包括姓名、年龄、性别、团队、工作类型、职位和照片；
（4）安全生产部门授权无线标志卡生效。授权范围包括：员工有资格进入作业面、传感器及时性、故障、报告损失等，防止无关人员和非法人员进入坑；
(5)进入坑道的人员必须佩戴带有无线标志卡的安全帽。当该人通过坑识别监控点时，系统立即识别，并通过系统网络的信息交换将该人通过的路段、时间等信息传输到井安全监控中心，并可同时在地理信息大屏幕墙上显示提示信息，显示通过人员的姓名。如果感应到的无线标识卡号无效或进入限制通道，系统将自动报警，安全监控中心值班人员将收到报警信号，并立即执行相关的安全工作管理程序。
（6） 一旦坑发生安全事故，安全监控中心可以第一次了解被困人员的基本情况。救援队使用移动远程识别装置，便于在10米范围内检测保险人员的位置便于救援工作的安全高效运行。
六、 系统硬件
1. 无线识别传感器
煤矿无线识别传感器是一种射频识别设备，专门用于识别人员佩戴的无线识别卡，安装在需要检测人员在巷道内的地方。该传感器采用先进的传感器RFID集成当今最先进的0技术.18uM微波芯片技术，使 RFID与原微波技术相比，其性能得到了本质的提高，完全解决了远距离、大流量、超低功耗、高速移动识别和数据传输问题，成本大大降低，它还解决了中低频电磁波技术感应距离短、防冲突能力差的致命弱点。同时SUPER-RFID技术融合：
1、加密计算和认证，确保数据安全，防止链路窃听和数据破解；
2、采用频道隔离技术，多台设备不相互干扰；
3.先进的防碰撞技术支持多标签读写。
煤矿无线识别传感器最大的特点是可以快速可靠地识别许多无线识别卡，具有微功率、识别率高、抗干扰性高、稳定可靠等优点。结构设计合理，体积小，安装维护方便。
主要技术指标：
1) 识别距离：10-30m可调；
2) 识别速度：200公里/小时以内；
3) 防冲突：200张无线标签卡可同时识别；
4) 工作频率：2.4GHz - 2.5GHz ISM微波段，125个频道，8个频道带宽MHz；
5) 射频功率：-20dBm – 0dBm最大峰值功率可调1毫瓦；
6) 接收灵敏度 ：－90dBm；
7) -40工作环境温度℃ - 60℃；
8) 供电：18V DC；
9) 最大工作电流：< 100mA。
2. 煤矿无线标志卡
煤矿用无线标志卡是由矿工下井时随身携带的专用电子标签。
采用本安电路设计的有源射频标志卡。J煤矿无线标志卡也使用RFID技术。该产品最大的特点是，多个标签可以在大范围内同时识别，具有无线微功率、稳定可靠、携带或放置方便等优点。
主要指标：
1) 标准尺寸：60×35×6mm；
2) 识别距离：30-50m可调；
3) 工作频率：2.4GHz - 2.5GHz ISM微波段，125个频道，8个频道带宽MHz；
4) 射频功率：小于-3dBm；
5) 接收灵敏度 ：－90dBm；
6) -40工作环境温度℃ - 60℃；
7) 工作电流：小于5uA；
8) ID世界上唯一的号；
9) 电池一次性使用寿命超过5年
3. 硬件安装步骤及注意事项
1) 安装步骤
A. 根据地下位置地图，大致估算布线方向和长度，确定分站和无线传感器的布置点；
B. 铺设地下电源线和通信数据线；
C. 根据地下电网电压(660V或380V），调整地面上的分站，即更换保险箱内的保险丝管，660V用0.2A,380V用0.5A(出厂默认660V)；
D. 下井前焊接大小航空接头，连同焊接接头进入地下。（电源航空接头用于无线传感器与分站之间的连接，通信航空接头用于传感器与通信线路之间的连接）；
E. 确定分站内保险丝与地下电网电压一致后，将分站运至地下相应位置，完成无线传感器与分站的连接，分站与地下原有(380V或660V）线路之间的连接；
F. 地下无线传感器安置；
G. 通电检测线路；
H. 确认线路连接完好后，于PC输入人员和卡号数据；
I. 分发卡片并准备操作地下人员定位系统软件。
2) 注意事项
A. 最好把分站放在井下380V或660V线路经过的地方；
B. 在约定的无线传感器位置，剩余线长约2米；
C. 焊接通信航空接头时，应包裹数据线的屏蔽层；
D. 下井前带分站开关操作杆；
E. 传感器高度适中(1).5~2米)，面对巷道另一壁；
F. 最好将读卡的准确性固定在员工矿帽上；
G. 敷设管道后，应用5000V兆欧表测其对地绝缘电阻不小于20兆欧；
H. 系统接地：从中心室到接地体的工作接地应穿入固定的保护套，工作接地必须与保护接地分开。
七、 系统软件界面
1)系统主菜单：
2)设置读头巡检配置表
设置
阅读头部检查配置表。单击后，弹出分站检查表，选择（√）选择所有地下安装的读号后，按下 保存。双击分站检查配置表的空白区域，不保存退出。调度程序只发送命令和读取这些头发的数据。
圆点代表读头。当读头正常工作时，颜色是 绿色，通信中断为红色。将鼠标移动到某个点，显示读头的安装信息。
3)查询当前地下人员数量和区域分布情况
图上
代表读头。系统安装后第一次运行时没有读头图标。
A. 初始化
删除系统运行开始时的一些表记录和读头图标定位。根据实际情况执行。
B. 清空实时数据表
清除实时数据表中的记录，清除人员图层上的人员图标。
C. c:从读头管理表产生读头图标
完成以下两步：
(1)单击此菜单，系统将根据读头管理表中的记录生成读头图标，并将所有图标暂时放置在地图中间。
(2)使用读头移动工具将读头图标移到安装位置。
单击移动读头，将十字箭头光标移动到读头图标上，按鼠标左键，将读头移动到适当的位置。逐步将读头图标移动到安装位置。
D. 圆形区域的人员
鼠标单击圆形区域内的人员，然后将鼠标移动到地图上的某个点，按下左键，拉动鼠标，离开此点，画一个虚线圆，打开左键，找出圆形区域内的人员，红色闪烁的人员图标，禁止人员刷新按钮，
，同时，相关数据显示在左下角的网格列表中，如下所示。单击表格区域的鼠标右键，弹出并打印此表格的选择。在表格区域用鼠标左键单击读取头号，用箭头指出读取头号。
清除网格列表。恢复人员图层自动刷新，请点击按钮 ，人员图层自动刷新状态
E. 矩形区域内的人员
该方法要求圆形区域内的人员， 只是虚线矩形中的人员。
F. 人员图像信息
鼠标单击人员图像信息，然后将鼠标移动到地图上的人员，按下左键，并在网格列表中显示人员的相关数据。同时，在地图右上角显示标签号的姓名和部门。双击此显示区域，并将删除显示器。
4) 统计考勤功能，任何指定地下人员当天或指定日期的活动痕迹
每个下井人员的确切下井时间和上井时间可以具体显示。根据工作类型（规定足班时间），判断不同类型的人员是否足班，确定下井是否有效。在月度统计报表中，对下井时间、下井次数（有效次数）进行分类统计，便于评估。您还可以打印每月出勤报表、任何时间段的下井统计等相关报表。
八、 系统工作流程
1） PC机器监控软件发送配置通讯箱命令（配置内容主要为串口波特率（9600）和检查无线传感器地址（设置内置拨号开关，记住同一矿山号码不能重复），直至配置成功！
2） 数据通信箱将地址和控制命令发送到地下，无线传感器地址将数据和状态信号发送到通信箱，如匹配检查命令中包含的地址。
3） 数据通信箱将地下传感器发送的数据和状态信号转换为RS-232标准信号与地面主机串口通信。
PC地下人员监控软件根据所接受的数据及时更新电子地图的内容，并随时保存数据进行统计。
感谢您对我们产品、服务和整体解决方案的关注，我们将向您提交浩海易通科技（北京）有限公司的产品、服务和整体解决方案。如果您想获得更详细的投资回报、投资方法、如何快速开始实现该项目，我将随时等待您的电话或访问我们的公司。
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