基于RFID與CAN的煤礦井下人員定位系統研究

3.3　定位系統核心部件—RFID監控節點
1）RFID監控節點硬件設計。監控節點由讀寫器、微控制器（MCU）、CAN節點組成。設計中讀寫器使用的射頻芯片是RI-STU-650A,它具有抗干擾能力強、通信速率高、功耗低、性能穩定等優點。考慮到成本等方面的問題,設計時RFID采用的工作頻率為915MHz,經過試驗測試,證明在傳輸距離及數據可靠性等方面,可以達到本系統的功能要求。讀寫器與微控制器89C51間利用SPI串行接口進行通信。CAN節點由三部分所構成:獨立CAN控制器SJA1000、CAN驅動器82C250和高速光電耦合器6N137,如圖2所示。為了增強CAN節點的抗干擾能力,SJA1000并不是直接與82C250相連,而是通過高速光耦6N137與82C250相連,這樣就很好的實現了總線上各CAN節點間的電氣隔離。

2）RFID監控節點軟件設計。監控節點單片機軟件設計是使用C51和匯編語言混合編程,包括復位模塊、防沖突模塊、讀寫模塊、通信模塊,其流程圖見圖3。當Tag被驗證為合法時,讀寫器才正式讀/寫Tag數據,經過信息處理之后,由CAN總線上傳到地面監控心。當Tag被驗證為非法時,讀寫器轉到直接復位應答狀態,等待下次讀寫操作開始。

3.4　系統實現的主要功能
1）考勤管理功能。通過操作平臺專用管理軟件對下井人員進行下井次數、井下停留時間等信息分類統計,便于考核,實現工作人員的考勤統計管理功能和有關報表的打印。
2）安全保障功能。系統根據數據庫中儲存下來的歷史數據信息,可迅速知道井下人員及重要設備的分布情況,一旦出現礦井災難,可對現場被困人員進行定位和搜尋,便于有效救護。

3）生產調度功能。通過調用數據庫中的數據,可以查詢井下人員分布情況并根據需要迅速進行人員調配,實現井下有限資源的優化配置,達到事半功倍的效果。

4結語
煤礦安全是煤礦生產永恒的主題,人員監控與定位是實現煤礦安全生產的重要保證之一。為此本文對煤礦人員考勤管理系統進行了調研與分析,對當前的定位技術進行了研究,提出了一種以RFID為核心,以CAN-bus通信網絡為紐帶的煤礦井下人員定位系統。經過試驗驗證,達到了預期的目的,該系統極大地滿足了實時掌握煤礦入井人員的動態分布及安全管理的需要,可實現考勤管理功能及快速指導礦井突發性事故的救護工作。