天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 張 靖

基于人員定位的智能礦山一卡通系統(tǒng)設(shè)計(jì)

天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 張 靖

針對(duì)目前煤礦安裝的各類生產(chǎn)管理、安全監(jiān)控的應(yīng)用系統(tǒng)，各個(gè)系統(tǒng)都要與人進(jìn)行綁定但是各系統(tǒng)又互相獨(dú)立，所以人員需要攜帶各類識(shí)別和排隊(duì)等候，效率低下。針對(duì)這種情況提出基于人員定位的智能礦山一卡通系統(tǒng)，采用基于ZigBee技術(shù)的人員定位卡和通用無(wú)源卡相結(jié)合刷卡的方案，旨在提高效率。與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，該方案查詢?nèi)藛T狀態(tài)及時(shí)性更強(qiáng)、準(zhǔn)確性更高，能進(jìn)一步提升礦山生產(chǎn)管理效率，甚至可以增強(qiáng)災(zāi)變時(shí)的應(yīng)急指揮救援能力。

ZigBee；人員定位；一卡通；有源卡；無(wú)源卡

引言

隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，煤礦生產(chǎn)的各類監(jiān)控和生產(chǎn)管理系統(tǒng)都得到不停的完善和發(fā)展。但各類系統(tǒng)都還處在相互獨(dú)立的運(yùn)行模式之下，人員往往需要在不同的系統(tǒng)中都錄一遍信息，并且使用時(shí)都要排隊(duì)等候，一旦在上下班的高峰期，時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)，使得生產(chǎn)效率低下。礦山對(duì)通信的安全性、便捷性、可靠性、實(shí)用性的需求日益強(qiáng)烈。隨著人員定位成為每一座礦山都有的標(biāo)配系統(tǒng)，基于人員定位系統(tǒng)來(lái)發(fā)展礦山個(gè)誒安全監(jiān)控和生產(chǎn)管理系統(tǒng)成為一種新的趨勢(shì)。本文提出將人員定位系統(tǒng)作為核心，對(duì)井口大屏顯示系統(tǒng)、出入井唯一性檢測(cè)系統(tǒng)、瓦檢儀借還系統(tǒng)、班中餐系統(tǒng)、礦燈管理系統(tǒng)等系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一整合管理，重點(diǎn)介紹系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、客戶端設(shè)計(jì)和主要功能等。

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能礦山一卡通系統(tǒng)是基于人員定位系統(tǒng)的，整體架構(gòu)如圖1所示為保證井口刷卡的距離控制，采用的是ZigBee 技術(shù)，這樣可以保證刷卡距離的精確性，其他各個(gè)系統(tǒng)都配置有源或者無(wú)源刷卡機(jī)，用戶只需要攜帶一張有源卡（無(wú)源卡在有源卡的內(nèi)殼上）那么大的卡就可以了，然后人員刷卡，刷卡機(jī)收到信息后將刷卡信息提交到控制該刷卡機(jī)的電腦，然后電腦再與人員定位服務(wù)器進(jìn)行交互，得到所需要的該人員對(duì)應(yīng)的信息，電腦得到所要的信息后再通過(guò)安裝在電腦上的控制程序控制相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行對(duì)應(yīng)的操作。并且所有的操作信息最終都可以通過(guò)人員定位WEB來(lái)查詢和匹配判斷。

該系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)有以下幾點(diǎn)：（1）可允許不低于500個(gè)用戶同時(shí)登陸人員定位WEB進(jìn)行相關(guān)操作。（2）適用于井上井下各個(gè)機(jī)關(guān)部門進(jìn)行操作，具有穩(wěn)定性高、各個(gè)系統(tǒng)也能獨(dú)立運(yùn)行，一個(gè)系統(tǒng)出問(wèn)題不會(huì)影響其他系統(tǒng)。（3）可以在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上介入礦方所需要的生產(chǎn)管理應(yīng)用系統(tǒng)。如：礦燈管理。

2.查詢操作端設(shè)計(jì)及主要功能

查詢操作端的設(shè)計(jì)是在硬件功能完備的前提下做到運(yùn)行穩(wěn)定、界面友好、操作方便?？蛻舳嗽O(shè)計(jì)主要包含以下幾個(gè)方面：

人員定位WEB：人員定位WEB操作是所有系統(tǒng)查詢的核心，主要因?yàn)樵撓到y(tǒng)建立在人員定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為了方便所有人員的查詢和操作方便，使用網(wǎng)頁(yè)瀏覽查詢無(wú)疑是最好的方式。

班中餐領(lǐng)取系統(tǒng)：班中餐領(lǐng)取有多種方式，可以在領(lǐng)取的時(shí)候直接在領(lǐng)取窗口刷卡，然后可以看到下井的信息從而知道自己是否符合領(lǐng)取條件；也可以在進(jìn)入食堂的時(shí)候先刷卡，通過(guò)卡來(lái)控制閘機(jī)，并通過(guò)閘機(jī)上方的顯示屏來(lái)看到自己是否滿足領(lǐng)取條件，滿足則閘機(jī)打開(kāi)否則不打開(kāi)（此處可添加語(yǔ)音提示）。界面設(shè)計(jì)只需要給出人員基本信息和該次下井信息。

圖1

瓦檢儀借還系統(tǒng)：無(wú)需人員再去一個(gè)個(gè)找，每個(gè)人員隨即領(lǐng)取瓦檢儀，先刷瓦檢儀上的卡，再刷自己的卡通過(guò)綁定在瓦檢儀上的無(wú)源卡和人員自帶的卡將瓦檢儀和人員動(dòng)態(tài)的綁定在一起，這樣就無(wú)需排隊(duì)，快速借還。界面設(shè)計(jì)只需要給定瓦檢儀卡號(hào)和人員卡號(hào)，綁定成功后給出提示即可。還的時(shí)候同樣如此。

井口閘機(jī)控制系統(tǒng)：可以提前錄入判斷該人員是否符合下井的條件，這樣可以通過(guò)閘機(jī)來(lái)控制該人員能否下井，同時(shí)增加顯示屏來(lái)給出提示。

井口唯一系檢測(cè)系統(tǒng)：通過(guò)虹膜或者人臉識(shí)別等生物技術(shù)識(shí)別來(lái)確定的唯一性特征[1]和人員的卡號(hào)來(lái)判斷該人員是否只帶自己的卡入井，同時(shí)能夠確認(rèn)下井的具體人員，這帶來(lái)的好處是能夠在發(fā)生緊急情況的時(shí)候知道有哪些人在井下。

人員定位系統(tǒng)的井口檢卡：通過(guò)ZigBee 技術(shù)可以很好的控制卡的接受距離[2]，這樣就可以在上下井高峰期的時(shí)候，不會(huì)造成大量人員都被接收器接收到而造成大屏顯示人員太多。也避免了有些礦的井口離定位卡儲(chǔ)藏室太近而造成井口接受器一直有大量的人員，影響了系統(tǒng)的效率。

3.軟件發(fā)布與更新

雖然涉及到的系統(tǒng)比較多，但都是以人員定位系統(tǒng)為核心的，所以單獨(dú)軟件升級(jí)不會(huì)影響其他系統(tǒng)，各個(gè)軟件只需要在安裝所在電腦上進(jìn)行覆蓋安裝即可，人員定位WEB只需要在服務(wù)器上更細(xì)即可，也可以將各個(gè)軟件放到服務(wù)器上，然后用戶發(fā)現(xiàn)新版軟件后點(diǎn)擊確定然后自動(dòng)安裝。

4.結(jié)束語(yǔ)

本文闡述了一種基于人員定位系統(tǒng)的智能礦山一卡通系統(tǒng)。該系統(tǒng)有效的增加了各種已裝或者在該系統(tǒng)上衍生出來(lái)系統(tǒng)的使用率，極大的提高了煤礦的安全生產(chǎn)管理水平和效率。該系統(tǒng)也使得原來(lái)在各個(gè)系統(tǒng)的效率得以提升，只要攜帶定位卡就可以從入井到出井一路通過(guò)人員定位。

其系統(tǒng)框圖如圖1所示。

[1]郭海軍.礦井人員定位系統(tǒng)中標(biāo)識(shí)卡唯一性檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)[J].工礦自動(dòng)化,2012.

[2]張長(zhǎng)森,董鵬永,徐景濤.基于ZigBee技術(shù)的礦井人員定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].工礦自動(dòng)化,2008.