晟阳GISMAN工矿企业井下人员定位管理系统样本.doc

晟阳GISMAN工矿公司井下人员定位管理系统
前言
　　　随着国家对工矿公司安全生产日益注重和监管力度不断加强，国内大中型煤矿及广大乡镇小煤矿已大量装备了井下定位系统，这些装备推广应用大大改进了国内煤矿安全生产状况。但当前煤矿井下还普遍存在入井人员管理困难，井上人员难以及时掌握井下人员动态分布及作业状况，一旦事故发生，对井下人员急救缺少可靠 信息，抢险救灾、安全救护效率低，效果不抱负。咱们以为，建立以灾害防止、事故救济、电子信息化管理为重要目的信息化和智能化建设势在必行。
　 　晟阳科技运用其RFID领域技术优势，在远距离射频辨认技术系统产品基本上开发成功高新技术产品，开发新型矿井人员井下定位管理系统，就可对煤矿入井人员进行实时监测，随时查看井下人数量。如果发生灾变，还可及时从监控计算机上查询事故现场 人员状况、在软件中可显示被困人员数量，为事故抢险提供科学根据。同步，也可运用系统寻常井下定位管理功能，对矿井人员进行井下定位管理。
一、产品简介
1、产品概述
煤矿井下人员跟踪定位管理系统是集计算机软硬件、信息采集解决、无线数据传播、网络数据通讯、自动控制等技术多学科综合应用为一体自动辨认信 息技术产品，该产品是通过对坑道远距离移动目的进行非接触式信息采集解决，实现对人车物在不同状态（移动静止）下自动辨认从而实现目的自动化管理。
该产品集成了技术含量很高射频辨认技术，并采用跳频点或者固定频点频率实现可靠半双工通信，分站设备和无源本质安全型信号感应器采用全新嵌入 式微解决器和嵌入式软件进行设计，具备隔爆兼本质安全型设计系统作用距离远、可任意调节系统辨认范畴、辨认无“盲区”、信号穿透力强、安全保密性能高、对人体无电磁污染、环境适应性强可、同步辨认众多目的、便于网络连接等性能长处，当前这种崭新信息采集、存贮、传递和解决技术，已迅速得到国内外同行 广泛关注，它将为煤矿井下人员定位跟踪管理起非常重要作用。
2、产品构成及其功能
该产品由软件系统和硬件系统构成，其中软件系统涉及应用软件和嵌入式软件两某些构成，用于完毕信息采集、辨认、加工及其传播，由这两某些软件共 同支撑着整个系统运营。硬件系统由井下分站设备，无线数据采集器和信号感应器构成，用于完毕信息采集和辨认，从而实现预设系统功能和信息化管理目的。其中硬 件系统涉及：
井下分站设备：由无线信号采集器、数据传播接口、隔爆兼本安电源、备用电池、嵌入式软件构成。其重要功能是完毕对人员信号感应器输出信号采集、解决、与地面计算机双向通讯及供电等。
信号感应器：由解决器、存储器、卡内天线、调制解调电路构成。它是一种有源射频信号感应器，其工作在 2.45G 频点。该仪器最大特点是：各种标签可在较大范畴内同步被辨认。并具备无线微功率、稳定可靠等长处。
数据传播接口：重要由本安电源、单片机、信号转换及信号放大构成，完毕通讯信号转换和本安与非本安运营环境隔离。
人员定位管理软件：顾客管理、基本设定、资料管理、考勤管理、安检管理、设备点检、数据读取工具、数据查询、日记查询、地图编辑、数据备份（自动备份）、使用协助等。实现对井下人员跟踪定位信息采集、分析解决、实时显示、数据库存储、报表打印等功能。
3、系统构成简图

4、系统工作原理
一方面在井下各个坑道和所有人员也许通过通道中安放若干个无线信号采集器，详细数量和位置依照现场实际工况和要实现功能规定而定，并且将它们通过网络布线和地面控制中心计算机联网。同步在每个下井人员佩带矿灯上安顿一种信号感应器，当下井人员进入井下后来，只要通过或接近放置在坑道内任何一种无线信号采集器，无线信号采集器即会立即感应到信号同步及时上传到控制中心计算机上，计算机立即就可判断出详细信息（如：是谁，在哪个位置，详细时间），同步把它显示在控制中心大屏幕或电脑显示屏上并做好备份，管理者也可以依照大屏幕上或电脑上分布示意图点击井下某一位置，计算机即会把这一区域人员状况记录并显示出来。同步控制中心计算机会依照一段时间人员出入信息整顿出这一时期每个下井人员各种出勤报表（如：出勤率、总出勤时间、迟到/早退记录、未出勤时间等）。此外一旦井下发生事故，可依照电脑中人员定位分布信息立即查出事故地点人员状况，然后可再用特殊探测器在事故处进一步拟定人员定位位置，以便协助营救人员以精确迅速方式营救出被困人员。矿车和其她设备管理原理大体相似。

5、重要技术指标
● 分站电源：DC12V
● 功 耗：<0.5mW
● 工作频率：2.45GHz
● 数据传播接口：工业现场总线全双工CAN-BUS信号，传播距离不不大于10千米。
● 工作温度： -20℃～+55℃
● 辨认区域：≮5m(1m-10m可调)
● 隔爆兼本质安全型
6、重要性能指标
● 辨认距离不不大于5米，辨认距离10米可调。
● 能可靠辨认迅速移动目的。
● 可同步辨认多张不同号码信号。
● 无对人体伤害电磁污染。
● 辨认区域无方向性、无盲区。
● 信号穿透力和绕射力强。
● 信息安全性和保密性能高。
● 集成度高、兼容性好、通信简朴快捷。
● 性价比高，便于安装和维护。
7、与其他产品相比较长处
● 拥有自主知识产权和自有技术原则体系。
● 远距离辨认，无需将信号感应器接近读卡设备读卡。
● 信号感应器携带以便。
● 系统正常工作不受环境变化影响，保证在恶劣环境下24小时可以持续正常运转。
● 系统运营安全稳定可靠误码率几乎为0。
● 具备信息防冲撞功能，可同步辨认各种信号感应器。
● 信号穿透力和绕射力强，系统辨认信号感应器可做到无方向性。
● 辨认距离不不大于5米，最大可到30米，且辨认距离1~20米可以调节。
● 无对人体伤害微波电磁污染，信息安全性和保密性能高。
● 可靠辨认迅速移动目的。
● 信号感应器寿命周期可超过。
● 系统安装维护以便。

二、矿井人员定位跟踪管理系统技术方案
1、系统设计原则
● 实现煤矿井下作业人员进出有效辨认和监测监控，使管理系统充分体现“人性化、信息化和高度自动化”，实现数字矿山目的。
● 为煤矿管理人员提供人员进出限制、考勤作业、监测监控等多方面管理信息，一旦发生安全事故通过该系统立即可以懂得该作业面工作人员及其数量，保证抢险救灾和安全救护工作高效运作。
● 系统设计安全性、可扩容性、易维护性和易操作性。
2、系统设计根据
1) GB3836.1/ GB3836.2/ GB3836.4
2) MT209-1990《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术规定》
3) Q/SY1000.2-《晟阳科技有限公司公司原则》
3、系统设计特点
1) 高度自动化。系统能自动检测井下坑道人员通过该监测点时间、地点信息，并自动实现对人员考勤作业、记录及监测管理。
2) 先进通信系统。安装在煤矿井下各通道无线信息采集设备，实时将
  采集到信息传送到井下专用解决传播分站，并通过井下现场总线（RS485或光纤）实时向地面网络服务器传送有关人员通过数据，整个过程无需人为干预。
3) 完备数据记录与信息查询软件。系统软件具备专用数据库管理系统涉及工人通过坑道信息采集和记录分析系统，考勤作业记录与管理分析系统，显示并打印各种记录报表资料，为高层管理人员查询与管理提供全方位服务。
4)系统安全、稳定、可靠性设计。系统产品采用坑道壁挂式设计，保证系统在恶劣环境下能持续正常运转，并提供断电后2小时以上供电电源。
5) 完善异常状况（涉及无卡非法进入、无效卡、失效卡、黑名单卡进入）报警呼喊系统配备。
4、系统设计方案
本系统遵循“统一发卡、统一装备、统一管理”原则，按准许上岗人员和班组实行“一人一卡”制，该信号感应器可视为“上岗证”或“坑道准入证”详细方案：
1) 煤矿生产单位在井下坑道、作业面交叉道口安装井下分站设备。
2) 煤矿生产单位向下井工作人员颁发信息化头盔（信号感应器与安全帽结合一体）。
3) 系统数据库记录该信号感应器所相应人员基本信息，涉及姓名、年龄、性别、所属班组、所属工种、职务、本人照片、过敏史、有效期等基本信息。
4) 生产单位对该信号感应器进行授权后即生效。授权范畴涉及：该员工可以准入坑道或作业面。为防止无关人员和非法人员进入坑道或作业面，系统设立该卡准入坑道或作业面时效管理模块及卡失效、报失等。
5) 进入坑道工作人员必要随身带好信息化头盔，当持卡人员通过设立辨认系统地点时被系统辨认，系统将读取该卡号信息，通过系统传播网络，将持卡人通过地 点、时间等资料传播到地面监控中心进行数据管理；如果采集卡号无效、或进入限制通道，系统将自动报警，监控中心值班人员接到报警信号，及时执行有关安全 工作管理程序。
6) 坑道一旦发生安全事故，监控中心在第一时间内可以懂得被困人员基本状况，便于事故救济工作开展。
7) 系统可自动生成考勤作业记录与管理等方面报表资料，提高管理效益。
5、系统基本构成及组件功能
井下分站设备：
井下分站设备由无线信号采集器、CAN-BUS通讯转换器、隔爆电源备用电池、嵌入式软件，以及矿用阻燃电源电缆、矿用阻燃双绞线通信电缆、接线盒等组 成。其中隔爆电源接入DC12V，为分站工作提供电源；无线信号采集器是完毕对人员通行信息采集、解决；CAN-BUS通讯转换器是采集到数据实时发送给上位机所采集到人员编码信息；不间断电源是停电后提供2小时以上供电电源 （设计蓄电池为3安时）；矿用阻燃电源电缆重要是为分站隔爆腔提供井下电源；矿用阻燃双绞线通信电缆重要是完毕井下网络连接，为工业现场CAN-BUS或光纤方式。
地面设备：
地面人员监测管理某些由数据传播接口、HUB、监控主机（含监控管理软件）、UPS电源、打印机、网络终端、防雷设备等构成。其中数据传播接口 是将井下CAN-BUS信号（或光纤信号）转换为监控计算机RS232串口信号；监控计算机（含人员监测管理软件）及数据库，实现对信息自动化管理目的，在计 算机屏幕上直观动态显示井下人员分布状况，使管理层一目了然；UPS电源重要为了在交流电源停电后继续维持系统设备正常运营；打印机重要用来打印机人员 监测管理报表；网络终端重要是人员监测信息网上共享。

6、系统技术参数
地面监控软件：
系统容量：不不大于32台分站
通讯方式：CAN-BUS工业现场总线（或光纤）
传播波特率：1200bps
通讯距离：不不大于10Km
巡检周期：不大于100ms
解决内容：煤矿井下人员定位跟踪管理
网络平台：以太网
操作系统：WIN/XP
数据库：SQL SERVER
数据传播接口：
电源电压： 220VAC/50Hz
通讯方式：CAN-BUS工业现场总线
传播波特率：1200bps
通讯距离：10Km
与计算机通讯：RS232
隔离电压:≥1500V
防爆型式：矿用本质安全型
井下分站：
输入电压：DC12V
工作频率：2.45GHz
工作温度：-20℃～+55℃
辨认区域：≮10m(1m-20m可调)
1秒同步辨认井下人员通过数量：50个
通讯方式：工业现场总线（或光纤）
传播波特率：1200bps
通讯距离：不不大于10Km
备用电源：断电后可持续工作2小时以上
防爆型式：隔爆兼本安型

三、系统特点
1. 体积小，安装以便，并采用了积极式RFID电子标签。
    本系统完全按照“煤安”原则设计制造，构造设计合理，并对天线某些进行适应化改进，采用电子标签设计安装于井下人员头盔，此信息化头盔使人员监测系统更加以便和灵活。
2.完备数据记录与信息查询软件：
系统软件具备专用数据库管理系统，涉及工人通过坑道信息采集和记录分析系统，考勤作业记录与管理分析系统，显示并打印各种记录报表资料，为高层管理人员查询与管理提供全方位服务。
3.高度自动化：
    本系统采用RFID(射频辨认)技术研发而成，它不但能实现对人员安全控制、考勤监测，同步也可以实现对物体运动轨迹监测、区域进入允许，特别是对危险及重要场合监控，人员运营轨迹、危险场合禁入、警告等。
4.采用了可选取两种通讯方式：
本系统考虑到不同使用单位规定有差别，在读写器内部微解决单元增长了存贮功能。在PC机与读写器通讯上可以有两种可选取模式：一种是光纤 传播模式，读写器接受到目的信号，经解决后直接传播到PC机；另一种是CAN-BUS工业现场总线全双工通讯模式，无线信号采集器收到目的信号后，经CAN-BUS信号转发器实时传播给PC机。组网方式灵活，可以合用于各种环境。
5.完善异常状况（涉及无卡非法进入、无效卡、失效卡、黑名单卡进入）报警呼喊系统配备。
四、系统功能
1. 显示、查询井下状况：
任一时间井下或某个地点人数，及每个人身份；
查询一种或各种人当前实际位置及某个人在任一时间活动轨迹；
查询关于人员在任一地点到达、离开时间和总工作时间等等一系列信息，可以督促和贯彻重要巡逻人员（如：瓦斯监测人员、安全监测人员及管理人员等）与否按照规定期间、地点进行各项检查工作，减少事故发生因素；
对某些危险及重要场合禁入、警告；
可实现网络共享,对各种顾客通过权限设立,可查看权限内信息；
具备考勤功能,可查询一种或各种人每天入井次数,在井下工作时间等；
2. 随时查看井下人员在坑道内实时动态分布，依照井下实际状况制作相应动态图，使井下人员分布状况一目了然；
3. 遇突发事故,可随时查询事故区域人员分布及人员身份,能及时调动有关人员解决事故及撤离,可为抢险救灾提供精确资料。
4. 抢险时更精确迅速辨认遇险人员详细地点和位置，提高抢险效率和救护效果。
通过基于GIS技术地理信息实时显示、查询井下状况：

五、系统设备清单
名称
型号
备注
工作站
SY-RF1001
含防爆外壳，电源、备用电源、专用射频读写器、备用电源充电器
数据传播器
SY-CANBUS
工业现场总线，全双工 传播距离≥10KM
电子标签
SY-RF04
积极式电子标签
PC机

自选
UPS

自选
软件
井下人员管理系统
有针对性开发