基于RFID和Wi-Fi技術的礦井機車管理系統

(2)閱讀器。井下車場、各分支巷道入口以及重要路段處安裝RFID閱讀器，同時在采區煤倉裝有l臺閱讀器。對每個閱讀器設置不同的ID編號，在系統數據庫中建立一個ID編號與閱讀器匹配的數據庫。安裝完成后，需要根據礦區現場調試各個閱讀器的讀取距離。閱讀器的讀取范同以10m為準。距離過長不僅需要增加閱讀器的功率，也可能造成多個閱讀器同時讀取一個電子芯片的情況，使定位失準。

(3)通信模塊。每臺閱讀器配有一個WIFI無線數據傳輸終端。將每一個閱讀器獲取的工作人員信息和機車信息通過無線傳輸至井下以太環網。

無線傳輸網絡為IEEE802.1lg標準，在物理層采用2.4GHz的無線頻率。在數據鏈路層的MAC子層，使用“載波偵聽多點接人/沖突避免(CSMA/CA)”媒體訪問控制(MAC)協議。

與有線連接部分采用了IEEE802.3標準，因為節點是尤線和有線兼顧，所以需要支持802.3。802.3描述r物理層和數據鏈路層的MAC子層的實現方法，在多種物理媒體卜以多種速率采用CSMA/CD訪問方式，對于高速以太網該標準說明的實現方法有所擴展。

2.2.2 軟件設計

從礦井采集的機車信息，通過計算機軟件計算，實現了對機車的定位功能、機車作業管理功能和工作人員管理功能。

(1)機車定位。閱讀器采集某一時刻通過該處機車電子標簽的信息并一起返回ID編號，服務器查找出與ID編號相匹配的數據庫，確定閱讀器所屬區段，判斷出機車所在具體位置。同時在數據庫中，建市定位讀頭表，記錄讀頭的ID號;建立巷道節點表;記錄節點的坐標值;建市路由表。記錄一個讀頭到與其相鄰的讀頭所經過的節點ID和節點的坐標值，系統根據這些數據描繪井下工作車輛的行動軌跡。

(2)機車作業管理。服務器通過分析機車進出采區煤倉的時間，統計每一臺機車某一班次運載次數，也可以按不同時段進行次數統計，并夠根據統計情況生成班報表、月報表和季報表。根據機車的維修記錄和檢修年限，判斷機車是否需要檢修。

(3)工作人員作業管理。該部分工作由數據庫管理系統自動完成對工作人員的作業管理，主要包括：登記各工作人員出入工作面、工作時間信息，各丁作人員所屬班組，工作時使用的機車，并自動生成考勤作業統計與報表。

3 數據庫管理系統

礦井機車監控與管理數據庫，以MicmmftVisualstudio2005為開發平臺，采用MicrosoftSQLServer2000作為數據庫管理系統，采用基于NetFramework的組件技術，提高開發效率，使得系統易于維護和擴充。在系統功能分析的基礎上，設定系統的功能模塊。礦井機車監控與管理系統數據庫設計為3層分布式結構。根據礦區機車管理的需要，數據管理系統設計了7個方面的功能，使管理人員能監控對井下機車運行，作出決策，同時生成相關作業統計表。

圖2 礦井機車監控與管理數據庫系統結構

數據庫的功能如下：

(1)顯示機車上下井、出入采區煤倉時間。

(2)查詢一臺或多臺機車實時的井下實際位置。

(3)記錄機車在任一地點的到/離時間和總滯留時間等一系列信息，并對超時滯留機車進行報警。

(4)查詢井下軌道占用情況，警示可能發生沖突的軌道區域。

(5)生成機車運載次數的統計表。

(6)建屯機車使用、維修數據庫。

(7)生成工作人員出勤和作業量統計表。

4 結語

通過該系統能夠清楚了解全礦每臺機車運動軌跡，同時能對機車運載次數和工作人員作業進行統計。利用WIN無線局域網進行數據傳輸，節省電纜，減少了線路維護工作量。從經濟效益來看，基于RFID/Wi—Fi技術的礦井機車監控與管理系統降低了建設、維護和管理成本，提高了井下運輸管理效率。從社會效益看，該系統能實時反映機車的井下位置，便于調度人員的監督和控制，提高了井下運輸的安全性。