物聯(lián)網(wǎng)就是指“通過信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié) 議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)”。物聯(lián)網(wǎng)最底層的技術(shù)是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。

目前應(yīng)用于最底層的識(shí)別技術(shù)是射頻識(shí)別技術(shù)和二維碼識(shí)別技術(shù)，考慮到礦井下的環(huán)境惡劣且射頻設(shè)別技術(shù)的成本較高，穩(wěn)定性不可靠，容易受到外界條件的干擾的問題，本文重在初步探索二維碼技術(shù)在我國礦井人機(jī)定位系統(tǒng)中的應(yīng)用。

二維碼應(yīng)用現(xiàn)狀

在國外，二維碼已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。我國雖然已經(jīng)掌握了二維碼的核心識(shí)別技術(shù)，但是在二維碼的實(shí)際推廣應(yīng)用上仍然存在障礙。因此，將二維碼廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生活的各個(gè)領(lǐng)域是我國目前需要解決的問題。目前，二維碼已經(jīng)在物流管理、票證管理等領(lǐng)域得到了試用推行，但在一些領(lǐng)域仍處于初步探索階段。

由于地下工作環(huán)境惡劣，我國的礦難事故頻發(fā)，不能及時(shí)了解礦下工人的工作情況，因此需要利用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，加強(qiáng)井下人員的考勤，推行井下人員管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)準(zhǔn)確掌握入井人員人數(shù)和入井人員的工作區(qū)域。本文提出了基于二維碼技術(shù)的礦井人機(jī)定位系統(tǒng)，并對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行初步的探索研究。

礦井人機(jī)定位系統(tǒng)構(gòu)建

1．二維碼生成

二維碼的生成即利用二維碼編碼設(shè)備，首先將礦下工人的基本信息，例如姓名、年齡、工作情況、出勤記錄和工作工段等進(jìn)行采集，然后根據(jù)相應(yīng)的信息利用編碼軟件生成特定的二維碼標(biāo)簽，再利用二維碼點(diǎn)陣打印機(jī)打印出含有工人特定信息的二維碼標(biāo)簽，最后將其印制在工作服等特定的位置上便于進(jìn)行識(shí)讀。

2．礦井人機(jī)定位系統(tǒng)

整個(gè)系統(tǒng)包括井下二維碼標(biāo)識(shí)，二維碼識(shí)讀器，通信系統(tǒng)及上位機(jī)控制顯示系統(tǒng)等四部分。

基于二維碼的礦井人機(jī)定位系統(tǒng)是利用礦下每個(gè)工人身上印制的含有自己特定信息的二維碼圖像記錄相關(guān)信息，在每個(gè)工作地點(diǎn)都安裝有二維碼自動(dòng)識(shí)別儀器。

當(dāng)工人在這個(gè)工段經(jīng)過二維碼掃描設(shè)備時(shí)，識(shí)別器將掃描二維碼上存儲(chǔ)的相應(yīng)信息，同時(shí)利用通信技術(shù)將信息傳送至地表控制室進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，從而使地表工作人員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)到工人的工作位置并且讀取相應(yīng)工人的信息，同時(shí)可以記錄考勤情況。

如果在設(shè)定的某一段時(shí)間內(nèi)沒有收到某個(gè)工人的信息，上位機(jī)監(jiān)控軟件可以發(fā)出警報(bào)信號(hào)，使地上工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)是否出現(xiàn)了突發(fā)狀況等，從而提高礦下工作的安全系數(shù)，及時(shí)應(yīng)對(duì)井下突發(fā)狀況，保證了地下工作安全有效進(jìn)行。

3．人機(jī)定位軟件系統(tǒng)

無論是基于二維碼或是射頻卡的礦下人機(jī)定位系統(tǒng)，都有實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、考勤管理、報(bào)警查詢等功能的上位機(jī)軟件控制界面。下面對(duì)于幾個(gè)軟件模塊進(jìn)行簡要介紹。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊是針對(duì)礦下工人的工作環(huán)境惡劣，不便于管理人員現(xiàn)場(chǎng)查看，實(shí)現(xiàn)對(duì)工人的工作情況、工作位置等進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理的軟件設(shè)計(jì)。通過有二維碼掃描器識(shí)讀的信息進(jìn)行通信上傳至上位機(jī)的控制界面進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，及時(shí)了解地下工人的工作位置，為防止意外事件發(fā)生做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備。

考勤管理模塊是對(duì)地下工人的出勤記錄、曠工以及工人的基本信息進(jìn)行管理的系統(tǒng)軟件。通過此系統(tǒng)可以及時(shí)查詢和記錄每位礦下工人的出勤情況，實(shí)現(xiàn)方便快捷地對(duì)工人工作情況進(jìn)行管理。

報(bào)警查詢模塊是為了應(yīng)對(duì)礦下突發(fā)事故而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。當(dāng)識(shí)別器長時(shí)間未掃描到二維碼標(biāo)簽信息時(shí)，此系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示井下工作出現(xiàn)異常，地表管理人員能夠準(zhǔn)確作出判斷并找到事故發(fā)生點(diǎn)，及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。

應(yīng)用前景

二維碼具有高密度、高存儲(chǔ)容量、糾錯(cuò)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，它即使在畸變程度或者破損程度高達(dá)50%時(shí)仍能恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)信息。在環(huán)境惡劣的礦下，當(dāng)二維碼標(biāo)簽受到損壞時(shí)，可以利用它強(qiáng)大糾錯(cuò)能力的優(yōu)點(diǎn)，使識(shí)別器仍能識(shí)讀出完整的數(shù)據(jù)信息。

基于二維碼的礦井人機(jī)定位系統(tǒng)是針對(duì)地下工作的安全問題及管理方法提出的一種應(yīng)用。相比射頻識(shí)別技術(shù)，低成本、高速識(shí)讀、糾錯(cuò)能力強(qiáng)的二維碼技術(shù)將會(huì)對(duì)井下作業(yè)發(fā)揮重要的作用，它的具體應(yīng)用實(shí)施還有待于進(jìn)行深入的探索研究。隨著礦業(yè)的不斷發(fā)展及相關(guān)技術(shù)的改進(jìn)，人機(jī)定位系統(tǒng)必然會(huì)在該領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。

(作者單位：山東輕工業(yè)學(xué)院)