基于人員定位的智能礦山一卡通系統設計

天地（常州）自動化股份有限公司 張 靖

基于人員定位的智能礦山一卡通系統設計

天地（常州）自動化股份有限公司 張 靖

針對目前煤礦安裝的各類生產管理、安全監控的應用系統，各個系統都要與人進行綁定但是各系統又互相獨立，所以人員需要攜帶各類識別和排隊等候，效率低下。針對這種情況提出基于人員定位的智能礦山一卡通系統，采用基于ZigBee技術的人員定位卡和通用無源卡相結合刷卡的方案，旨在提高效率。與傳統系統相比，該方案查詢人員狀態及時性更強、準確性更高，能進一步提升礦山生產管理效率，甚至可以增強災變時的應急指揮救援能力。

ZigBee；人員定位；一卡通；有源卡；無源卡

引言

隨著我國計算機技術的快速發展，煤礦生產的各類監控和生產管理系統都得到不停的完善和發展。但各類系統都還處在相互獨立的運行模式之下，人員往往需要在不同的系統中都錄一遍信息，并且使用時都要排隊等候，一旦在上下班的高峰期，時間會很長，使得生產效率低下。礦山對通信的安全性、便捷性、可靠性、實用性的需求日益強烈。隨著人員定位成為每一座礦山都有的標配系統，基于人員定位系統來發展礦山個誒安全監控和生產管理系統成為一種新的趨勢。本文提出將人員定位系統作為核心，對井口大屏顯示系統、出入井唯一性檢測系統、瓦檢儀借還系統、班中餐系統、礦燈管理系統等系統進行統一整合管理，重點介紹系統結構、客戶端設計和主要功能等。

1.系統設計

智能礦山一卡通系統是基于人員定位系統的，整體架構如圖1所示為保證井口刷卡的距離控制，采用的是ZigBee 技術，這樣可以保證刷卡距離的精確性，其他各個系統都配置有源或者無源刷卡機，用戶只需要攜帶一張有源卡（無源卡在有源卡的內殼上）那么大的卡就可以了，然后人員刷卡，刷卡機收到信息后將刷卡信息提交到控制該刷卡機的電腦，然后電腦再與人員定位服務器進行交互，得到所需要的該人員對應的信息，電腦得到所要的信息后再通過安裝在電腦上的控制程序控制相應的設備進行對應的操作。并且所有的操作信息最終都可以通過人員定位WEB來查詢和匹配判斷。

該系統的主要技術指標有以下幾點：（1）可允許不低于500個用戶同時登陸人員定位WEB進行相關操作。（2）適用于井上井下各個機關部門進行操作，具有穩定性高、各個系統也能獨立運行，一個系統出問題不會影響其他系統。（3）可以在現有系統的基礎上介入礦方所需要的生產管理應用系統。如：礦燈管理。

2.查詢操作端設計及主要功能

查詢操作端的設計是在硬件功能完備的前提下做到運行穩定、界面友好、操作方便。客戶端設計主要包含以下幾個方面：

人員定位WEB：人員定位WEB操作是所有系統查詢的核心，主要因為該系統建立在人員定位系統的基礎上，為了方便所有人員的查詢和操作方便，使用網頁瀏覽查詢無疑是最好的方式。

班中餐領取系統：班中餐領取有多種方式，可以在領取的時候直接在領取窗口刷卡，然后可以看到下井的信息從而知道自己是否符合領取條件；也可以在進入食堂的時候先刷卡，通過卡來控制閘機，并通過閘機上方的顯示屏來看到自己是否滿足領取條件，滿足則閘機打開否則不打開（此處可添加語音提示）。界面設計只需要給出人員基本信息和該次下井信息。

圖1

瓦檢儀借還系統：無需人員再去一個個找，每個人員隨即領取瓦檢儀，先刷瓦檢儀上的卡，再刷自己的卡通過綁定在瓦檢儀上的無源卡和人員自帶的卡將瓦檢儀和人員動態的綁定在一起，這樣就無需排隊，快速借還。界面設計只需要給定瓦檢儀卡號和人員卡號，綁定成功后給出提示即可。還的時候同樣如此。

井口閘機控制系統：可以提前錄入判斷該人員是否符合下井的條件，這樣可以通過閘機來控制該人員能否下井，同時增加顯示屏來給出提示。

井口唯一系檢測系統：通過虹膜或者人臉識別等生物技術識別來確定的唯一性特征[1]和人員的卡號來判斷該人員是否只帶自己的卡入井，同時能夠確認下井的具體人員，這帶來的好處是能夠在發生緊急情況的時候知道有哪些人在井下。

人員定位系統的井口檢卡：通過ZigBee 技術可以很好的控制卡的接受距離[2]，這樣就可以在上下井高峰期的時候，不會造成大量人員都被接收器接收到而造成大屏顯示人員太多。也避免了有些礦的井口離定位卡儲藏室太近而造成井口接受器一直有大量的人員，影響了系統的效率。

3.軟件發布與更新

雖然涉及到的系統比較多，但都是以人員定位系統為核心的，所以單獨軟件升級不會影響其他系統，各個軟件只需要在安裝所在電腦上進行覆蓋安裝即可，人員定位WEB只需要在服務器上更細即可，也可以將各個軟件放到服務器上，然后用戶發現新版軟件后點擊確定然后自動安裝。

4.結束語

本文闡述了一種基于人員定位系統的智能礦山一卡通系統。該系統有效的增加了各種已裝或者在該系統上衍生出來系統的使用率，極大的提高了煤礦的安全生產管理水平和效率。該系統也使得原來在各個系統的效率得以提升，只要攜帶定位卡就可以從入井到出井一路通過人員定位。

其系統框圖如圖1所示。

[1]郭海軍.礦井人員定位系統中標識卡唯一性檢測裝置設計[J].工礦自動化,2012.

[2]張長森,董鵬永,徐景濤.基于ZigBee技術的礦井人員定位系統的設計[J].工礦自動化,2008.