煤矿井下人员定位系统现状与发展趋势

1、 中国工矿设备行业B2B平台领导者煤矿井下人员定位系统现状与开展趋势 ?国务院关于进一步加强企业平安生产工作的通知?(国发20 10 23 号 )要求“煤矿和非煤矿 山要制定和实施生产技术装备标准 ，安装监测检测 系统 、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风 自救 系统 、供水施救系统和通信联络系统等技术装备 ，并于三年内完成。目前 ，国内外有很 多企业 正在从 事井下人员定位跟踪系统的研究与开发。由于煤矿井下无线传输衰减大，G PS 信号不能覆盖煤矿井下巷道。大多数井下人员定位跟踪系统主要采用射频识别技术。局部系统采用漏泄电缆 ，还有的采用 W iFi、ZigBee等技术。局部系统除：具有人

2、员位置监测功能外，还具有单向或双向紧急呼叫等功能。1 煤矿人员定位主流技术11 R FID 技 术射频识别(R adio Frequency Ident ification ，简称R FID )技术20世纪 8O年代提出以来 ，得到了迅速 的开展 ，是目前应用领域最为广泛的技术之一，在身份识别、物流管理 、生产统计 、产品核心部件 跟踪等领域有着广泛的应用OR FID 技术是自动识别技术而且它的自动识别技术是不接触性的，它的技术核心是计算机网络、无线 电和大规模集成电路。R FID 技术组成的系统 十分庞大 ，主要的组成局部有电子标签、阅读器、应用接 口和通讯网络。能量与数据之间的传递主要是通

3、过空间的传递 ，而在空间传递中起主要作用的就是电子标签与阅读器之间建立的耦合通道 。基于 R FID的人员定位系统一共经历 了三个开展阶段 ，分别为无源射频近距离识 别阶段 、有源微波远距离识别阶段、双向识别通信阶段。 目前 ，在市场 中占有一席之地的有 30 多种 。虽然它们在设计上、性能中都存在某些缺乏 ，但在促进煤矿平安生产 ，保 障井下作业人员生命平安等方面发挥的重要作用。12 ZigB ee 技 术Zigbee 技术是一种传输速 率低、功耗低 、本钱低 、网络容量大 、时延短、平安、有效范围小 、工作频段灵活的双向无线通信技术 ，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，

4、同时支持地理定位功能。基于 ZigBee 的人员定位系统，是一个无线的定位系统。组成这个系统的是大量的不可计算 的 ZigB ee 无线传感器 ，ZigBee 无线传感器形成 网状拓 扑结构最终来形成复杂的基于 ZigBee 的煤矿井下人员定位系统。基于 ZigBee 的无线定位模块分 为两类 ：一类为 ZigBee模块 ，还有一类为移动定位模块。它们两者之间的区别就是 ：ZigBee 模块 中的锚节点的位置是的，并且是不可变的；而移动定位模块 ，是由一些器件组成 ，由井下人员佩戴在身上，是可移动的。13 CA N 技 术CA N (Controller A rea N etw ork )总线

5、 ，又称控制器局域网。最初应用 在 8O 年代末的汽车工业里 ，后来 是Boseh 公司进行改良 ，推出在现代汽车技术中使用。它具有速率高、抗 电磁干扰性强、可靠性高、设计灵活 、价格低廉等特点 ，而且能够检测到产生的任何错误。现已广泛应用于生产和生活的众多领域。14 G IS 技 术G IS (Geographic Inform ation System ，即地理信息 系统 )是用于获取、存储 、查询 、综合 、处理、分析和显示与地球外表位置有关数据的计算机系统。在矿井的救护系统中将运用到 GIS 技术 ，能够实时监控到井下人员的信息 、及时定位井下人员 ，对矿井救护有着十分重要的现实意义

6、。15 R SSI 方 法因为 R SSI 的定位方法不需要额外的硬件设备 ，实现简单 ，经济适用 ，所有测距方法中，R SSI 定位方法是最根本 的测距方法 。由于采煤工艺不同，在国外一些矿井应用较好 ，但是在国内应用并不好。16 W iFi技 术W iFi，全拼为 W ireless Fidelity。是无线局域网数据传输的一种 。W iFi 也是 IEE E 所定义的无线通信标准IEE E80211。无线局 域 网抓住有 线局域 网的某些 缺乏 ，进行改良。加一些无线通讯设备 ，无线局域网在有线局域网的根底上使通信得以实现。2 应用较 多的人员定位系统人员定位 系统主要有 ：KJ90 、

7、KJ133、IJ222 、 26O等。各个煤矿根据自身的经济条件、煤矿地质条件进行选择。本文介绍两种：KJ90 矿井人员跟踪定位及考勤管理系统和 K J260 型煤矿人员定位系统。21 KJ90 矿井人 员跟踪定位及考勤管理 系统系统是基于 R FID 技术、通讯技术 和计算机软件技术为一体的应用系统 ，并采用 双频点长短波频率来完成通信。该系统 由软件 和硬件两局部组成，硬件系统主要 由地面监控主机 、KFD 一3 型人员跟踪定位分站及配套的发射天线 和接收天线、人员标志卡 、数据传输接口、矿用阻燃电缆及接线盒组成。软件系统包括应用软件和嵌入式软件两局部 ，这两局部软件共 同完成和支撑着信息

8、采集、识别、加工、显示、存储及传输的工作。KJ90 矿井人员跟踪定位及考勤管理系统相对于其他系统而言 ，具有的特点为 ：作用距离远、穿透信号 能力高、保密性高 、适应环境 能力强 、便于网络连接等优点。但是该系统在井下无线传输距离短 ，仅能够对人员是否出现在井 下某一范 围内进行确认 ，而不能做到精确定位。在井下如果采用 间隔一段距离就布置一个接收器 ，可以满足全覆 盖的要求。但是工作量太大，维护的本钱过高 ，一般不予以采用。22 K J260 型煤矿人 员定位 系统系统主要由地面计算机、传输接口及防雷保安器、考勤管理分站 、基站电源 、信号 中继器、身份识别卡、传输电缆等组成。下井员工随身携

9、带身份识别卡 ，员工的数据是由考 勤管理分站存入考勤管理分站数据库。分站数据库再将信息传至地 面计算机。地面计算机利用软件对数据进行分析处理 ，得到实时数据 ，为生产提供有利保证。K J260 型煤矿人员定位系统具有智能跟踪考勤、实时通话 、报警提示、信息共享等优点。然而还有传输线路长、分布范围小、故障率高故障检查繁琐、环境适应能力差等缺点。3 开展趋势因为煤矿企业开采的特殊性 ，有线无线通信技术受到了限制 ，相反 R SSI 技术等一批 具有优势性 的无线通信技术在 国外 的煤矿行业得 到了较 为广泛 的应用 ，并且效果相 当不错。相对于 国外煤矿条件 ，中国煤矿行业的地质条件复杂 ，井下空间狭小等一系