人员定位技术方案

1、 KJ280井下人员管理系统设计方案 KI280井下人员定位管理系统总体方案 设计依据KJ280煤矿人员管理系统在设计过程中始终遵循系统应具备高可靠性，先进性，适用性，可扩展性及开放性原则，以满足煤矿用户在实际使用中的需要，设计依据为：煤矿安全规程2004煤矿监控系统总统设计规范煤矿监控系统中心站软件开发规范爆炸性环境用防爆电气设备通用要求爆炸环境用防爆电气设备本质安全型电路和电器设备要求KJ280煤矿人员管理系统产品企业标准煤矿安全监控系统通用技术要求煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件AQ-6210-2007煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范设计原则 实现用户目前的井下定位需求，并为用

2、户预留出足够的系统扩展空间全部识别设备基于计算机局域网建设，保证系统十年内不淘汰整个井下定位系统设计为：集中控制、分散管理，各部门分工明确、各司其职各负其责系统具备应付网络瘫痪、服务器故障的能力，所有井下定位机具备完全的单机独立运行能力； 井下井下定位的当前识别记录可实时存入数据库中。 可对特定的人员进行实时跟踪（其精度与监测分站的多少有关）.设计目标使用先进的标准化网络设备，实现全面精确实时的人事井下定位管理要求 终端设备直接连接到公司内部局域网，使得整个系统基于先进的网络结构，实现更多管理、 查询、 维护功能；网络断开时，井下定位终端机可完全单机运行，待网络恢复后可自动上传井下定位记录；

3、整个管理系统包括井下定位管理、人事管理、卡片/指纹建档、记录查询、报表汇总等应用模块，能为公司在人事井下定位等日常管理方面进行全面的管理和服务；井下定位软件允许集中授权、分散管理； 具有灵活、全面的报表系统，用户可自定义报表格式，适用于各种需求；有单独的报表显示出下井人员的详细信息、下井的时间、上井的时间。实时自动统计出下井人员的详细资料以及下井人员的日报表及月报表。一旦发生事故可即时显示出未上井人员的数量及资料。 可供煤矿领导远程调取数据（B/SC/S），实时监控矿井生产情况。设计介绍 煤矿井下作业人员定位管理系统是集人员考情管理、井下作业人员定位管理功能于一体的数据库应用系统。其功能强大，

4、使用方便，适用于煤矿企业或矿山事业单位进行人事、井下作业人员定位管理。 本系统主要实现井下定位数据管理、报表、与井下定位通讯等，达到实时监控矿井作业人员的活动情况。我们在软件里提供了与井下定位设备（人员信息卡）通讯的功能，通过软件可远程呼叫井下作业人员，方便用户操作，达到使矿井工作人员也能实时了解煤矿井下安全情况；在软件里设置了用户权限，系统管理员可随时添加/删除用户，分配权限。不同权限的用户所允许使用的功能不同，这样既便于管理用户，又保证了系统可靠、安全。设计原理 KJ280型煤矿井下人员定位管理系统的工作原理是：应用射频技术（RFID）和计算机通信技术，在井上调度室或者监控室设置中心控制计

5、算机系统，入井口设置井口读卡分站，也可设置验卡系统（根据煤矿需要），在井下重点位置设置读卡分站（重点巷道、变电所，水房，岔路口，弯道处，采掘面，采空区以及其他危险区域等等），也可根据矿井实际需要，加设读卡分站。当井下作业人员携带人员信息卡经过这些区域时，会自动向读卡分站无线发射信号（人员卡ID号），读卡分站和中心控制计算机系统之间通过矿用通信电缆（CAN总线）或者光缆连接，经数传接口传输数据。井下作业人员、车辆以及其他设备分别携带KJ280人员信息卡，系统通过读卡分站与人员信息卡之间的无线通讯，实现对别识别对象的目标定位和无线寻呼，从而为矿上安全生产指挥调度，安全监测检查，人员验卡考勤，区域进

6、入控制，紧急事件处理等工作提供有效手段，系统可同时将有关数据上传至各级管理部门，为各级领导监督指挥决策提供重要依据，主要采用B/S和C/ S模式。KJ280井下人员定位管理系统原理图 KJ280人员定位系统概述一 系统功能概述及产品优势KJ280煤矿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信息技术产品，该系统是通过对煤矿坑道远距离移动人员进行非接触式信息采集，从而实现目标的自动化采集管理,使井下能够实现人员定位管理。 该系统由于集成了技术含量较高的无线射频识别技术，应用了目前传输速率最快的无线芯片，实现了可靠的无线数据通信，分

7、站和人员卡等设备采用本质安全型设计，安装方便，作用距离远，具有识别无盲区，信号安全保密性高，对人体无电磁污染，环境适应性强等特点。产品优势：自主研发的KJ280井下人员定位系统是2006年度全国瓦斯工作会议唯一推荐产品。（该会议于2006年在山西晋城召开）KJ280井下人员定位系统由本公司海外留学技术人才和中国矿业大学(北京)联合开发，并拥有煤炭行业唯一的国家级重点实验室，引进美国、德国、韩国等先进设备，产品技术先进，性能卓越。中国矿业大学（北京）是井下作业人员人员定位管理系统通用技术条件的制定单位，（起草者是中国矿业大学副校长孙继平教授）北京是制定该井下人员定位行业标准参考单位。经过5年的发

8、展，公司产品在矿山应用实践中不断改进，目前已十分成熟，其设备、技术均居于业内领先地位。已于多家大型矿业集团（山东兖矿、新汶矿业、裕隆矿业等等）合作，早于2006年就成功实施单矿产量全国最大的人员定位项目之一(600万吨山东兖洲煤业鲍店煤矿)。-KJ280井下人员定位系统产品已获专利证书，专利号200620021247.2。产品特点：无线速率最快，抗干扰能力极强：采用最新射频芯片，空中传输每秒1兆位（1Mbps），是目前人员定位芯片中最快的，这样大大地减少了空中碰撞和干扰，更有利于人员众多的场合应用，技术国内处于领先状态。 每个分站都可独立判断人员进出方向：采用特殊技术（双天线设计），使井下人员

9、经过一个分站即可识别进出方向，而不是传统的需要经过两个分站才可识别人员进出。（此技术已申请专利）分站具有无线中继的功能：井下的分站与分站之间具有无线传输的功能。总线可选择有线加无线的方式。特别适用三岔口，拐弯处，信号转换十分方便。开创了井下总线分布的新模式。图形化软件，功能丰富：采用了地理信息系统GIS和SQL Server 数据库相结合，图文并茂。在分站设置，分站移动和线路布局等方面都有独到之处。分站可任意拖动，根据矿井的生产进度方便显示分站（增加或减少）。具有双向呼叫功能：井上可呼叫井下人员，井下人员有危险时可呼叫井上人员求救，对抢险救灾有十分重要意义。按最新安标标准认证：系统采用了最新的

10、人员定位标准进行的安标认证，功能按新要求编写并兼容人员考勤系统的功能。识别卡ID可以修改：通过人员卡检测仪修改ID，一张或数张识别卡损坏或丢失，可以直接用新识别卡修改成原ID号码，延续原ID，不增加系统管理考勤量化工作，更实用更人性化的功能设计。遥控器（人员卡检测仪）：可以接收识别卡求救信息，具有搜救功能，井下作业距离10米；可以修改识别卡ID号码；可以检测识别卡电量信息；可以指令识别卡个别休眠或整体休眠；可以不通过系统直接发射警告、呼叫、撤退信号。是我们独特的系统构成，目前国内只有我们有此项技术。系统软件可以监测识别卡电量信息：（管理系统软件可实时监控人员卡电池电量情况，可通过大屏幕LED显

11、示；做到随时更换电池，不会出现因为电池无 电、欠电而影响定位效果）此外，我们自主研发的人员卡检测仪可以随时对人员卡电池进行检测（单个人员卡或整个系统的人员卡），并且能在矿工休息的时候对人员卡进行暂时休眠和永久休眠，节省电量。设备故障自捡：有设备故障自动报警功能，维修十分方便。（例如，井下基站出现故障，可以通过LED大屏幕显示出来，实时维修。）本系统可实现贵公司领导远程调取数据，达到实时监管矿上作业情况。根据矿井图实地情况，我们所做的方案具体实施如下：读卡分站主要布置在：井口 、主要巷道（弯道处 ，岔道口，三岔口等地方） 、变电所 、水房、采掘面以及危险区域等重要区域。井下读卡分站到井上数传接口

12、采用的是CAN总线连接 ，数传接口通过串口服务器与矿上局域网-环网连接，（我们的数传接口自带有串口服务器，用RG45直接与环网连接），矿上局域网通过串口服务器与控制中心计算机系统连接，最后通过大型显示屏LED显示。领导调取数据有2种方式：1 ) 领导给我们地址协议，存储目录：我们的定位管理系统软件可以实时把数据存储到该目录下面。 关于上级领导可以设置的存储目录 ，我们可以做到下面列出的目录：A 规定时间内的下井人数B 特定区域内的人员情况，数量C 重要工作人员的考勤记录D 整个系统的设备运行情况E 井下超时、超员记录（显示当前井下员工中所有超出规定时间的员工、每个区域超出的规定人数）F 整个系

13、统人员卡电池电量G 管理人员，特殊工种的活动情况H 重点采掘面的矿工作业情况F 重点区域矿工活动情况2 )我们的管理系统将数据制作成文本文档的格式，编辑成地址，存放到固定目录下，领导通过环网调取数据，即B/S结构，相当于网址访问的格式。二 系统无线射频识别技术的原理 本产品运用的是一款新型单片射频收发器件,可在物理时间内一个无线模块同时接收6个无线模块发出的信号，这个特性对于人员定位产品特别重要，利用芯片特性能够使多发一收实现不丢人，误码率极低，特别适用于井下人员众多，数度较快通过分站的情况。 该产品工作于2.4 GHz2.5 GHz ISM频段。融合了增强型ShockBurst技术，其中输出

14、功率和通信频道可通过程序进行配置，功耗低,多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。主要特性如下：GFSK调制：硬件集成OSI链路层；具有自动应答和自动再发射功能;片内自动生成报头和CRC校验码；数据传输率为l Mb/s或2Mb/s；SPI速率为0 Mb/s10 Mb/s；125个频道。目前，这种2.4G的新型射频芯片集信息采集,存储,传递及处理的技术,将为煤矿井下人员定位监测,控制和监测起到非常重要的作用. 三 人员定位系统组成及主要功能：煤矿人员管理系统由工控机_台（包括显示器）；系统软件_套；数据传输接口_个；读卡分站_台；隔爆兼本安型不间断电源_台；识别卡_个;检测仪（

15、遥控器）_台;信号避雷装置_个;接线盒_个;激光打印机_台;通讯电缆_米等组成。系统数据传输采用CAN总线方式（也可适应光纤及以太网）。四 矿井_读卡分站具体安装位置图附加矿井巷道图（矿方提供）显示基站具体布置效果。（分站具体数目根据矿方要求调整）五 设备功能简介：1. KJ280-J数据传输接口（台） ：1). 数据传输接口支持CAN总线， 光纤和以太网等传输方式；2). 数据传输接口与读卡分站等设备具有双向通信及其指示功能； 3). 数据传输接口具有故障诊断和指示功能。2. KJ280-K识别卡（个） ： 发射唯一的人员编码信息，人员识别卡有腰式，灯绳式两种，本方案推荐灯绳式，不易换卡，便

16、于人员携带，便于管理，用户可根据实际需要进行选择。 1). 识别卡具有发送卡号的功能；2). 识别卡具有发送报警信息功能；3). 识别卡具有接收巡呼信息功能。3. KJ280-F读卡分站（台）： 接收人员卡发出的无线编码信号，能够存储检测到人员卡信息。根据巷道实际情况,在人行巷的岔路口，掘进头，工作面安装。1).读卡分站具有与数据传输接口双向通信功能；2).读卡分站具有自诊断和故障指示功能；3).读卡分站与读卡分站之间具有双向无线数据通信的功能；4).读卡分站具有与KJ280-K识别卡进行双向无线数据通信的功能。4KDW33隔爆兼本安型不间断电源（台）井下交流输入电压：127V； 直流输出电压

17、：12V，1A。具有停电自动切换电池供电的功能：电池容量：12V/3.5A/2h。给读卡分站单独供电5. 通讯电缆（米） 主通信电缆型号参数电缆型号MHYV主要参数电缆直流电组12.8 / km电缆分布电容0.06F / km电缆分布电感0.8mH / km电缆对数2芯电缆线芯7 / 0.526. 工控机（台），激光打印机（台），UPS电源（台）1) 工控机: CPU: 2.8GHz以上，内存：512M以上，硬盘：80GB以上，显卡：64M以上显存，串口：2个以上，DVD光驱,配备17寸三星液晶显示器,建议中心站配备备用工控机，。2) 激光打印机：A4 MS Windows兼容的中文打印机；3

18、) UPS交流电源：AC220V/1000VA/2h7人员定位系统软件KJ280井下人员定位管理系统操作界面图系统软件具体实现的功能1）系统根据矿井实际情况(矿方提供的系统通风图),模拟显示井下巷道、采区、掘进工作面图形，并在该图上显示基站及其范围内的人员动态分布；2）查询井下任一指定人员在当班时间内的活动轨迹(所经历的各个基站)及当前所在位置和指定时间所处的位置；3）查询任一指定基站内的人员情况，数量；4）考勤情况查询，查询人员考勤记录,可生成日统计报表，可打印，数据可备份；5） 系统设备出现故障可自动报警，显示具体故障地点；6） 井下基站当线路出现故障，可以实现数据自动存储，线路通讯恢复后

19、再将数据上传；7） 超时记录查询，显示当前井下员工中所有超出规定时间，可以通过报表形式打印出来，可以通过超时纪录，来管理员工；8） 超员记录查询，对某个区域的超员情况进行管理，给出报警信息；9） 工作异常管理，对于特殊工种，以及某些员工在井下的异常工作状进行汇总，如超时，超员等情况；10）设备故障信息管理，检测井下基站及交换机的工作状态，通过实时的监测，保证系统正常运转，发现故障，及时维修，方便维护；11）报表管理，可根据用户的不同要求，形成不同的格式，便于管理；12）多台电脑数据共享功能，在矿局域网内，可实现多台电脑数据共享的功能，以利于其他领导和部门查询（数传接口通过串口服务器与矿上局域网

20、连接组成环网，领导可远程调取数据）。8 RFID电脑检测仪 1）近距离检测识别卡号码 可用于人员搜救。 2）检测所有人员信息卡电池电量，可对人员信息卡进行暂时休眠和永久休眠，节约电量，使用方便 。3）修改人员信息卡原有ID号，也可以设置新卡的指定ID号码六 系统主要技术指标及组成设备的特点井下人员跟踪定位基站有效接收范围：50200m；无线接收分站数量：64台（系统最大容量：999台）；无线中继站有效通讯范围：50200m；总线传输速率：4800bps；人员信息卡：系统最大容量：9999；系统的容量：一个数传接口可带64台读卡分站；每个读卡分站可识别9999张识别卡；系统传输误码率：10-8；

21、系统的巡检周期不大于30s；传输方式：CAN总线，传输速率：5Kbps；系统的无线工作频率：2.40GHz±0.010GHz；无线发射功率最大：-0dBm；携卡人员的最大行进速度不小于15m/s；并发识别数量大于300张识别卡；每日连续工作8h的情况下，识别卡使用6个月；在电网停电后，备用电源能保证系统连续运行时间2h；设备主要特点：1、读卡分站特点：1）双向传输：具有无线双向的通信功能，可由人员卡上传报警信息，也可由分站寻呼持卡人员；2）自主定向：采用先进独特的技术，可由一个分站决定人员的进出方向，而不是以往的需要经过两个分站才可识别人员的进出；3） CAN总线：采用CAN总线技术

22、，驱动能力和抗干扰能力强，传输距离远， 比485总线更胜一筹；4）时钟存储：具有时钟和存储功能，并可在现场通过跳线决定分站号码，使用及其方便；2、人员识别卡特点： 1).双向功能：人员卡具有单向和双向两种功能，可由用户选用；接收系统呼叫 ，主要以三种形式表现：呼叫（蜂鸣）；警示（亮灯）；紧急撤离（ 蜂鸣+亮灯） 2).休眠处理：人员卡具有下井工作，上井休眠的功能，大大降低了功耗，延长了电池使用时间； 3).携带方便：可与矿灯一起携带，减少了人员带卡时再穿皮带的麻烦； 4).高速无线：采用最新射频芯片，空中传输每秒250K-1兆位（1Mbps），是目前人员定位中最快的芯片之一，这样大大地减少了空中碰撞和干扰，更有利于人员众多的场合应用。 3、数据传输接口特点：1).多口兼容：数据传输接口具有多种接口的选择，可选择CAN总线，光纤或以太网不同模式使用。具有很好的实际应用价值；2).双串组合：数据传输接口可与两台工控机串口通讯。可使备用计算机和工作计算机同时接收井下发来的信号，大大提高了备用机的切换速度。4、软件管理系统特点：1).图形平台：GIS和CAD平台的结合，使软件功能丰富，图文并茂；另有SQL Server为数据库平台，管理数据功能强大；2).最新