矿井人员管理系统.doc

KJ237型矿井人员管理系统技术培训资料第一章 KJ237型矿井人员管理系统概述一、产品用途：KJ237型矿井人员管理系统是集计算机软硬件、信息采集处理、无线数据传输、网络数据通讯、自动控制等技术多学科综合应用为一体的自动识别信息技术产品，该产品是通过对煤矿坑道远距离移动目标进行非接触式信息采集处理，实现对人、车、物在不同状态（移动、静止）下的自动识别，从而实现目标的自动化管理。该产品由地面中心站、读卡分站、动态目标识别器、人员标识卡和电源箱等组成，集成了技术含量很高的无线射频识别技术，采用专用射频通讯控制芯片实现可靠的无线数据通信，安装方便，作用距离远、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、可同时识别多人。KJ237型矿井人员管理系统系统的无线射频识别技术（RFID）是基于全球公认的局域网权威IEEE802工作组建立的802.11b协议的2.4GHzDSSS（direct sequence sqread sqectrum）直接序列扩频技术，这种崭新的信息采集、存贮、传递和处理技术，将为煤矿井下人员监测、控制和监测和跟踪管理起非常重要的作用。该系统产品已根据煤矿安全生产的技术要求和国家安全标准进行独立设计，完全可以满足煤矿井下人员管理的自动化和信息化管理要求，同时可充分利用矿井已有煤矿监控系统平台资源联网运行，有效节约投资。防爆类型：由地面一般兼本质安全型、本质安全型及隔爆兼本质安全型设备组成的监测系统。二、系统组成及其功能 1、组成：KJ237型矿井人员管理系统分地面和井下两部分(示意图如下):地面部分人员信息采集处理中心，也称监控中心站。主要以数据通讯接口、专用人员监测管理软件和监控主机、打印机、监视器等组成。井下部分以读卡分站、动态目标识别器、人员标识卡作为井下人员编码信息无线检测处理的基本单元,它可连接防爆兼本安电源。井上井下是通过一根二芯矿用信号电缆相连，完成监控主机与井下人员定位分站之间的双向实时同讯任务，同时可与现有的煤矿安全监控系统并网。2、功能（1）数据采集功能系统具有采集和显示人员标识卡发射的无线二进制编码的功能。（2）信息存储与查询系统具有以人名或时间或地点为索引的存储和查询功能。（3）显示 a）字符显示、图形显示、字符图形显示三种方式； b）持卡人员运动轨迹图形显示； c）动态目标识别器对持卡人员编码显示； d）异常窗口显示。（4）报表打印a）人员编码、时间、地点的报表打印； b）系统运行状态的显示打印。（5）实时多任务功能 系统应具有实时多任务功能，能实时传输、处理、存储和显示信息，能周期地循环运行而不中断。（6）系统容错系统发现键盘操作错误、打印机末联机时，并且不影响整个软件的运行。（7）人机对话功能 系统必须具有人机对话功能，以便于系统生成、参数修改、功能调用、控制命令输入等。通过人机对话功能完成设备定义、图页编辑、人员信息录入、系统巡检配置生成及修改。（8）双机切换系统主机具有双机备份，具有手动切换功能。当主机发生故障时，热备份主机5min内投入工作。（9）自诊断系统具有自诊断功能。当系统中动态目标识别器、传输接口、传输电缆等设备发生故障时，报警并记录故障时间和故障设备，以供查询及打印。(10) 备用电源系统具有备用电源。当电网停电后，保证对动态目标识别器继续工作。三、技术特征、工作条件：（1）用于机房、调度室的设备，必须在下列条件下正常工作： a) 环境温度：1530b) 相对湿度：40%70%c) 温度变化率：小于10h，且不得结露 d) 大气压力：80kPa106kPae) GBT 2887规定的尘埃、照明、噪声、电磁场干扰和接地条件（2）除有关标准另有规定外，系统中用于煤矿井下的设备应在下列条件下正常工作： a) 环境温度：0+40 b) 平均相对湿度：不大于95%(+25) c) 大气压力：80kPa106kPad）有爆炸性气体温和物，但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀气体2、系统容量：系统可接入64台读卡分站或直接挂接64台动态目标识别器；系统可管理99999个人员识别卡。3、传输方式：（1）动态目标识别器与读卡分站之间的通讯：传输方式：主从半双工RS485有线传输传输速率：4800bps最大传输距离：2.0 km；(MHYVRP电缆，截面积：1.5mm2,电缆分布参数：分布电容：0.06F/km；分布电感：0.8mH/ km；直流电阻：12.8/km)（2）动态目标识别器与人员识别卡之间的通讯传输方式：同频异步半双工无线传输同时识别能力：200个人员识别卡识别距离：20m存储量：10个移动速度:5m/S.4、传输误码率小于10-6 5、系统巡检周期小于30s6、画面响应时间：调出整幅画面85%的响应时间应不大于2s，其余画面应不大于5s。7、双机切换时间: 从工作主机故障到热备用主机投入正常工作时间应不大于5min，热备主机必须正常运行KJ237软件8、备用电源工作时间: 在电网停电后，备用电源应能保证系统连续监控时间不小于2h9、存储时间存盘记录应保存7d以上,当系统发生故障时，丢失上述信息的时间长度应不大于5min四、主要特点：1、设备适应性强、无阻碍通过：能对煤矿巷道远距离移动目标进行非接触式信息采集，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、可同时识别多人，通行方式无限制，允许多人 “成群结队”通过，通过时不用作任何操作，无阻碍通过，不影响井下人员的正常通行和正常作业；2、结构简单、可扩展性强、维护方便：系统采用四级模式，专用动态目标识别器可根据用户需求灵活配置，并可随开拓进度随时扩容，动态目标识别器越多,管理区域越多越细，人员管理的地点越准确；设备采用模块化设计管理维护方便；3、设备可复用，减少投资：人员管理系统网络可以和原有的安全监测系统共网复用，减少用户投资。五、工作原理：人员定位分站将低频的加密数据载波信号经发射天线向外发送；人员随身携带的标识卡进入发射天线工作区域被激活后（未进入发射天线工作区域标识卡处于休眠状态不工作），即将加密的载有目标识别码的信息发射出去；接收天线接收到标识卡发来的载波信号，经分站接收处理后，提取出目标识别码经数据通信网络送至地面监控计算机，完成矿井人员自动跟踪定位管理。第二章 KJ73-F（A）型读卡分站一、 产品用途KJ73-F(A)型读卡分站是KJ273矿用人员管理系统主要配套设备之一，以美国德州半导体公司MSP430系列16位单片机为核心。该分站的主要功能是通过动态目标识别器收集井下人员及目标信息，并能与地面中心站计算机通讯，将处理过的信息传送到地面中心站。从而实现对人员、目标的自动检测和定位。该分站为矿用隔爆兼本安型，防爆标志：ExdibI。可应用于煤矿有瓦斯和粉尘爆炸的危险场所中。二、 产品特点1、与中心站之间采用RS485通讯方式，可接收各种指令，并向中心站发送采集到的人员定位信息。2、分站备用电池可保证在交流电网断电的情况下连续工作2小时以上。3、具有红外遥控设置功能，可本地进行手动初始化操作设置。4、电路采用模块化设计，集成度高、可靠性和稳定性好。三、工作原理该分站采用双CPU处理电路，选用MSP430系列16位单片机，主CPU负责人员信息的显示、数据存储、接收红外遥控、与中心站通讯等功能；F16中转板上的CPU负责采集各路识别器的数据，并以高速传送给主CPU。各部分之间的连接框图如下：1、MSP430系列16位超低功耗单片机美国德州半导体公司的MSP430系列单片机以其优异的性能在测控电路设计中得到越来越广泛的应用。尤其是超低功耗和高精度的A/D转换特性，应用在煤矿测控设备中将带来极大的优势。该系列单片机具有以下主要特点： 低工作电源电压范围：1.8V3.6V 5种省电模式，超低功耗：待机模式 1.6uA； 关闭模式(RAM保持) 0.1uA； 活动模式280uA at 1MHz 2.2V。 16位RISC结构，125ns指令周期 带内部参考源，采样保持和自动扫描特性的12位A/D转换器 可在线编程，无需外部电压2、数据存储电路该部分电路设计用来存储历史数据，起到井下黑匣子的作用。存储芯片选用最新技术的铁电存储器，高速并行写入，容量为32k字节，100亿次擦写次数，比现有EEPROM和FLASH技术有更长的寿命。3、通讯电路采用RS485通讯方式，支持最大15Km的传输距离，通讯速率为2400bps。 4、显示及红外遥控电路显示电路为LED数码管和LED发光管混合显示方式，采用专用显示驱动芯片，能减轻CPU的工作负担，保证系统工作的稳定性和可靠性。红外遥控接收电路选用专用遥控芯片TC9149，该芯片接口简洁，可靠性高，按键组合灵活。四、主要技术参数1、适应条件：1) 温度: 0 402) 相对湿度: 95% (25)3）大气压力: 80 kPa106 kPa4）机械环境: 无显著振动和冲击的场合5) 在煤矿井下有煤尘和瓦斯爆炸的危险气体环境中2、输入电压等级：AC 660V/380V/220V/127V， 50Hz 3、输入电源波动范围：25% 4、本安输出特性项 目12V输出18V输出路数18额定电压12V18V额定电流300mA180mA偏离值5%5%负载效应5%5%源效应5%5%周期与随机偏移峰峰值250mV250mV最大短路电流/过流值600mA360mA最高开路电压12.5V18.5V5、备用电源： 铅晶蓄电池12V/10Ah1转换时间：500mS工作时间： 2h(额定负载时)最高充电电压：13.8V放电终止电压：10V6、分站与接口通讯参数分站到接口的最大传输距离：15 km；(电缆型号MHYVRP电缆，截面积：1.5mm2，电缆分布参数：分布电容：0.06F/km；分布电感：0.8mH/ km；直流电阻：12.8/km)传输速率： 2400bps传输方式： RS485 工作方式：主从半双工通讯信号最高电压（峰值）：5V通讯信号最大电流（峰值）：100mA7、分站与识别器通讯参数分站到识别器的最大传输距离：2.0km通讯方式: RS485通讯速率: 4800bps8、识别器与识别卡通讯参数工作频率:2.4GHz最大接收距离：20m存储量：640个五、接线板与功能介绍1、分站显示说明采用七位数码管显示,其中C1、C2、C3、C4表示前四路所接传感器的显示值格式如下：序号（2位数码管）类型（1位数码管）值（4位数码管）C1传感器类型第1路传感器值C2传感器类型第2路传感器值C3传感器类型第3路传感器值C4传感器类型第4路传感器值后十二路的格式为：序号（2位数码管）卡号（5位数码管）范围：0000199999 5X5通道里X识别器收到的卡号（X=1-8）注:如果X=9表示识别器未通或无卡号6X6通道里X识别器收到的卡号（X=1-8）7X7通道里X识别器收到的卡号（X=1-8）8X8通道里X识别器收到的卡号（X=1-8）9X9通道里X识别器收到的卡号（X=1-8）AX10通道里X识别器收到的卡号（X=1-8）BX11通道里X识别器收到的卡号（X=1-8）CX12通道里X识别器收到的卡号（X=1-8）DX13通道里X识别器收到的卡号（X=1-8）EX14通道里X识别器收到的卡号（X=1-8）FX15通道里X识别器收到的卡号（X=1-8）1.X16通道里X识别器收到的卡号（X=1-8）2、显示功能名 称功 能 说 明传感器测量值（即显示序号显示为C1、C2、C3、C4时后3位数码管）显示通道号对应传感器的测值或状态。特殊符合定义如下：:通道未定义 _ _ _:模拟量断线 :模拟量上溢 :开关量开 :开关量停 _ :开关量断线 :智能开停开 :智能开停停_ _ :智能开停断线传感器类型当前显示通道传感器的类型，模拟量显示0，开关量显示b。控制量输出状态控制继电器输出状态，控制执行时对应的指示灯亮。（注：通断状态需根据分站控制输出跳线设置来确定）智能口通讯指示智能口发送和接收数据时收发指示灯分别闪亮主通讯指示与中心站通讯正常时指示灯闪亮传感器电源指示对应电源箱的7路18V本安电源，当电源正常时指示灯亮直流供电指示当分站交流停电，由直流供电时指示灯亮3、航空插头接线说明航空插座管脚定义表接口名称针脚定义1234主通讯口COMA未用COMB未用传感器1、2或识别器118V-1GND-1A1或COMAA2或COMB传感器3、4或识别器218V-2GND-2A3或COMAA4或COMB识别器318V-3GND-3COMACOMB识别器418V-4GND-4COMACOMB识别器518V-5GND-5COMACOMB识别器618V-6GND-6COMACOMB识别器718V-7GND-7COMACOMB识别器818V-8GND-8COMACOMB电源接口连接配套KDW55A（B）型电源箱的专用接口连接器六、故障判断及处理1、连接传感器后分站或中心站不显示传感器数值或卡号1)首先查看传感器信号指示灯是否亮，若不亮检查连接传感器电缆线路；2)查看分站显示，若为则为该通道未定义，重新定义即可解决；3)用万用表电阻档在分站附近测量传感器航空插头2、3脚电阻值应“增减分站”中选择需要通讯巡检的分站号（如下图）；点击选中分站号后点击按钮“确认”将保存修改；主队列为正常巡检的分站，对通讯不良和实时性要求高的分站请选中“从队列”里的分站号，操作方法同主队列。2、当需要测试分站通讯状况时，点击系统菜单“通讯”-“通讯测试”弹出通讯测试窗口（如下图）；a、选择通讯命令：F-命令表示在不影响分站正常通讯巡检情况下进行测试 T-命令表示分站在测试模式下用随机数据进行测试b、点击“测试”按钮开始测试，点击“暂停”按钮停止测试，点击“返回”按钮返回主窗口。四、显示本系统显示功能包括以下信息的显示：运行状态信息、分站监视信息、文本翻页设置、图形翻页设置、显示编排数据显示和图页显示。1、状态信息：用鼠标单击 “显示”菜单中的“状态信息”，可打开或关闭运行状态信息窗，它显示当前系统运行实时发生的测点状态变化信息。2、分站监视窗： 用鼠标单击菜单上的分站信息栏，可弹出分站监视窗，它显示当前分站的信息。再次单击菜单上的分站信息栏或按分站监视窗中关闭钮，可将分站监视窗关闭。在分站监视窗中，用鼠标双击某个分站，可弹出分站的具体信息。按返回按钮返回。在分站监视窗中，“AC”代表交流供电，“DC”代表直流供电，“！”代表通讯中断，“？”代表通讯故障。3、人员监测：单击“显示”菜单中的“人员监测”打开人员监测窗口，可从中查看人员监测实时数据，如下图：五、其它选项 增减用户：点击系统菜单“系统设置”-“增减用户”弹出系统口令输入窗口，如下图： 输入系统管理员口令（默认为：12345678）后，点击“确认”按钮进入“增减用户管理”（如下图），在左边的三个文本输入框中输入用户名、密码、确认密码，点“增加用户”增加一个用户成功（系统最多支持10个用户）；如需删除用户请用鼠标点击选中右边列表框中的姓名并点击“删除用户”按钮；增减完毕后点“存盘返回”按钮保存并退出；输入系统管理员口令后点“修改口令”按钮进入“修改系统口令”窗口，输入新口令点“确认”按钮保存修改退出，点“取消”直接退出。六、Web版系统1、登录在用户密码框中输入用户密码,点击登录， 进入监测系统页面。当用户密码为空时，系统默认登录。默认登录用户没有对系统的管理权限。2、人员监测 （1）人员分布系统自动计算经过每个分站的人员数量。单击点号或安装地址可查看经过每过监测设备的人员详细信息。如图：（2）活动轨迹曲线单击活动轨迹, 在页面右侧框架中设定查询条件，点击查询查看满足条件的人员轨迹曲线信息。如图：（3）井下人员监测鼠标左键单击数值点，弹出监测点上的正在监测的人员状况。如图：（4）下井人员大屏显示单击下井人员大屏显示，在页面右侧框架中显示全矿人员的下井信息。如图：（5）下井人员照片显示单击下井人员照片显示, 用照片的方式更直观的显示出井下具体的作业人员信息。如图：3、考勤统计（1）月考勤统计单击月考勤统计，在页面右侧框架中统计出全矿人员当前月的下井出勤次数。显示的数值代表下井次数。如图：（2）人员考勤记录单击人员考勤记录, 在页面右侧框架中,设定查询条件，点击查询，查看当前天的人员下井考勤情况。如图：（3）工作面人员查询单击工作面人员查询，在页面右侧框架中,设定查询条件，点击查询，查询不同工作面的监测人员信息。如图：（4）定时定点人员查询单击定时定点人员查询, 在页面右侧框架中,选择查询条件，点击查询，查询指定时间的井下人员信息。如图：4、图形制作（1）动态图显示单击动态图显示，在页面右侧框架中显示出人员监控示意图，如上图：（2）背景图上传单击背景图上传，在右侧框架中，选择要上传到服务器的监测示意图，点击上传，完成图形的上传操作。如下图：5、人员管理（1）员工档案管理单击员工档案管理，在页面右侧框架中，对已存在档案信息中的员工进行指定的维护操作。如图：（2）新增员工档案单击新增员工档案，在页面右侧框架中,输入员工的基本数据向档案库中增加新的员工档案信息。如图：6、考勤维护（1）补卡数据迁