基于RFID的煤矿井下物流管理系统研究

2011-01-17 14:16
  1 概述

  煤矿井下物流管理有人员管理和安全物资管理。人员管理首先是日常作业管理,包括考勤、出入管理、井下人员跟踪定位等;其次是紧急情况管理,即灾害事故预防,责任事故预防,灾害事故后人员定位、搜索、救护等。安全物资指雷管、炸药等易燃易爆且对存放、使用有特殊要求的物资。

  据统计我国煤矿巷道掘进主要采用爆破方法,机械化掘进尺只占5%,所以安全物资在煤矿井下应用数量大,其管理水平直接影响安全生产状况。目前? 煤矿井下物流管理仍以经验管理、人工管理为主,灾害、事故发生率居高不下。此外,井下多尘、潮湿等恶劣环境因素造成人员、物资缺乏可靠的跟踪管理手段。针对这种情况,利用RFID(射频识别技术)非接触远距离识别、多目标识别、环境敏感性低、标签数据容量大、标签可读写等特点,以其为关键技术且与计算机、网络、信息管理技术有效结合的井下物流管理系统,实现人员、物资的动态实时管理,改变矿井安全管理状况。

  系统原理及构成

  2系统原理


  系统由井下数据采集传输单元和地面控制管理单元组成,中间为数据传输网络。井下数据采集传输单元基本组成元件为射频标签、阅读器、天线和中间件。系统工作原理为阅读器通过天线发射电磁波,射频标签经自身天线接收电磁波后,或者依靠电感能量(无源),或者依靠自身能量(有源)将所存储信息发射回去。信息包括ID、身份标识等静态信息和环境、位置等动态信息。阅读器接收信号并经中间件处理后,通过数据传输网络传送给井上数据库,经应用软件系统调用解析后,实现人员监控、事故预警、安全物资监控、中央控制、远程领导查询等各种应用。系统原理如图1所示。


 
1 系统原理

  22系统结构设计

  (1)系统软件结构设计。系统地面工作站和数据服务器间选取传统的cs体系结构。用户界面、管理系统软件存放在工作站上,而数据库访问及后台操作则由服务器来完成。该模式下系统各个系统原理及构成。
 
  (2)数据传输网络设计。数据传输接口采用标准RS232RS485串口,也可采用RJ45以太网和无线wLAN接口。传输网络尽量采用井下已有的安全监控系统信道、通信光缆等,在保护原有投资基础上实现功能提升。

  (3)射频标签选择。射频标签工作频率分为低频(100—500 kHz)、中频(1015 MHz)、高频(1356 MHz)、超高频(860930 MHz)和微波(245 GHz)。若频率高,则识别距离大,通信速度快,抗噪能力强,但对障碍物(如液体)的穿透性、方向敏感性不如低频。因此,结合两者优点,井下采用工作频率为低频和超高频的双频标签。

  (4)井下物流管理阅读器布置原则。井下物资和人员的跟踪可靠性,是基于RFID的井下物流管理系统是否能取得理想效果的关键,而阅读器的布置直接影响井下物资、人员的跟踪精度。阅读器布置应遵循以下原则:重点巷道连续布置。井下车场、人员物资必经巷道连续布置阅读器。考虑成本,布置间隔以满足跟踪精度为依据,在此前提下尽量减少布置数目。重点设备、危险地段必须布置。带式输送机主机、翻斗等有自然发火预兆的重点设备,除安装监测设备外,应与RFID阅读器关联以实现事故预警。爆破材料库、油库、瓦斯部分任务清楚,数据访问实时性好。中央监控及其他部门远程信息查询模块设计成Bs体系结构。

  该模式中数据的处理分析均在服务器上进行,简化了客户端工作。

  (2)数据传输网络设计。数据传输接口采用标准RS232RS485串口,也可采用RJ45以太网和无线wLAN接口。传输网络尽量采用井下已有的安全监控系统信道、通信光缆等,在保护原有投资基础上实现功能提升。


  (3)射频标签选择。射频标签工作频率分为低频(100—500 kHz)、中频(1015 MHz)、高频(1356 MHz)、超高频(860930 MHz)和微波(245 GHz)。若频率高,则识别距离大,通信速度快,抗噪能力强,但对障碍物(如液体)的穿透性、方向敏感性不如低频。因此,结合两者优点,井下采用工作频率为低频和超高频的双频标签。

  (4)井下物流管理阅读器布置原则。井下物资和人员的跟踪可靠性,是基于RFID的井下物流管理系统是否能取得理想效果的关键,而阅读器的布置直接影响井下物资、

10秒快速发布需求

让物流专家来找您