基于人員定位的智能礦山一卡通系統(tǒng)設(shè)計(jì)

天地（常州）自動(dòng)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(tǒng)設(shè)計(jì)

天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 張 靖

針對(duì)目前煤礦安裝的各類生產(chǎn)管理、安全監(jiān)控的應(yīng)用系統(tǒng)，各個(gè)系統(tǒng)都要與人進(jìn)行綁定但是各系統(tǒng)又互相獨(dú)立，所以人員需要攜帶各類識(shí)別和排隊(duì)等候，效率低下。針對(duì)這種情況提出基于人員定位的智能礦山一卡通系統(tǒng)，采用基于ZigBee技術(shù)的人員定位卡和通用無源卡相結(jié)合刷卡的方案，旨在提高效率。與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，該方案查詢?nèi)藛T狀態(tài)及時(shí)性更強(qiáng)、準(zhǔn)確性更高，能進(jìn)一步提升礦山生產(chǎn)管理效率，甚至可以增強(qiáng)災(zāi)變時(shí)的應(yīng)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(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，煤礦生產(chǎn)的各類監(jiān)控和生產(chǎn)管理系統(tǒng)都得到不停的完善和發(fā)展。但各類系統(tǒng)都還處在相互獨(dú)立的運(yùn)行模式之下，人員往往需要在不同的系統(tǒng)中都錄一遍信息，并且使用時(shí)都要排隊(duì)等候，一旦在上下班的高峰期，時(shí)間會(huì)很長，使得生產(chǎn)效率低下。礦山對(duì)通信的安全性、便捷性、可靠性、實(shí)用性的需求日益強(qiáng)烈。隨著人員定位成為每一座礦山都有的標(biāo)配系統(tǒng)，基于人員定位系統(tǒng)來發(fā)展礦山個(gè)誒安全監(jiān)控和生產(chǎn)管理系統(tǒng)成為一種新的趨勢(shì)。本文提出將人員定位系統(tǒng)作為核心，對(duì)井口大屏顯示系統(tǒng)、出入井唯一性檢測(cè)系統(tǒng)、瓦檢儀借還系統(tǒng)、班中餐系統(tǒng)、礦燈管理系統(tǒng)等系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一整合管理，重點(diǎn)介紹系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、客戶端設(shè)計(jì)和主要功能等。

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能礦山一卡通系統(tǒng)是基于人員定位系統(tǒng)的，整體架構(gòu)如圖1所示為保證井口刷卡的距離控制，采用的是ZigBee 技術(shù)，這樣可以保證刷卡距離的精確性，其他各個(gè)系統(tǒng)都配置有源或者無源刷卡機(jī)，用戶只需要攜帶一張有源卡（無源卡在有源卡的內(nèi)殼上）那么大的卡就可以了，然后人員刷卡，刷卡機(jī)收到信息后將刷卡信息提交到控制該刷卡機(jī)的電腦，然后電腦再與人員定位服務(wù)器進(jìn)行交互，得到所需要的該人員對(duì)應(yīng)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(yīng)的設(shè)備進(jìn)行對(duì)應(yīng)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(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)有以下幾點(diǎn)：（1）可允許不低于500個(gè)用戶同時(shí)登陸人員定位WEB進(jìn)行相關(guān)操作。（2）適用于井上井下各個(gè)機(jī)關(guān)部門進(jìn)行操作，具有穩(wěn)定性高、各個(gè)系統(tǒng)也能獨(dú)立運(yùn)行，一個(gè)系統(tǒng)出問題不會(huì)影響其他系統(tǒng)。（3）可以在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上介入礦方所需要的生產(chǎn)管理應(yīng)用系統(tǒng)。如：礦燈管理。

2.查詢操作端設(shè)計(jì)及主要功能

查詢操作端的設(shè)計(jì)是在硬件功能完備的前提下做到運(yùn)行穩(wěn)定、界面友好、操作方便。客戶端設(shè)計(jì)主要包含以下幾個(gè)方面：

人員定位WEB：人員定位WEB操作是所有系統(tǒng)查詢的核心，主要因?yàn)樵撓到y(tǒng)建立在人員定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為了方便所有人員的查詢和操作方便，使用網(wǎng)頁瀏覽查詢無疑是最好的方式。

班中餐領(lǐng)取系統(tǒng)：班中餐領(lǐng)取有多種方式，可以在領(lǐng)取的時(shí)候直接在領(lǐng)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(lǐng)取條件；也可以在進(jìn)入食堂的時(shí)候先刷卡，通過卡來控制閘機(jī)，并通過閘機(jī)上方的顯示屏來看到自己是否滿足領(lǐng)取條件，滿足則閘機(jī)打開否則不打開（此處可添加語音提示）。界面設(shè)計(jì)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(tǒng)：無需人員再去一個(gè)個(gè)找，每個(gè)人員隨即領(lǐng)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(dòng)態(tài)的綁定在一起，這樣就無需排隊(duì)，快速借還。界面設(shè)計(jì)只需要給定瓦檢儀卡號(hào)和人員卡號(hào)，綁定成功后給出提示即可。還的時(shí)候同樣如此。

井口閘機(jī)控制系統(tǒng)：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(jī)來控制該人員能否下井，同時(shí)增加顯示屏來給出提示。

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

人員定位系統(tǒng)的井口檢卡：通過ZigBee 技術(shù)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(shí)候，不會(huì)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(chǔ)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(tǒng)的效率。

3.軟件發(fā)布與更新

雖然涉及到的系統(tǒng)比較多，但都是以人員定位系統(tǒng)為核心的，所以單獨(dú)軟件升級(jí)不會(huì)影響其他系統(tǒng)，各個(gè)軟件只需要在安裝所在電腦上進(jìn)行覆蓋安裝即可，人員定位WEB只需要在服務(wù)器上更細(xì)即可，也可以將各個(gè)軟件放到服務(wù)器上，然后用戶發(fā)現(xiàn)新版軟件后點(diǎn)擊確定然后自動(dòng)安裝。

4.結(jié)束語

本文闡述了一種基于人員定位系統(tǒng)的智能礦山一卡通系統(tǒng)。該系統(tǒng)有效的增加了各種已裝或者在該系統(tǒng)上衍生出來系統(tǒng)的使用率，極大的提高了煤礦的安全生產(chǎn)管理水平和效率。該系統(tǒng)也使得原來在各個(gè)系統(tǒng)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(tǒng)框圖如圖1所示。

[1]郭海軍.礦井人員定位系統(tǒng)中標(biāo)識(shí)卡唯一性檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)[J].工礦自動(dòng)化,2012.

[2]張長森,董鵬永,徐景濤.基于ZigBee技術(shù)的礦井人員定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].工礦自動(dòng)化,2008.