信息检索实验报告-2

信息检索实验报告题目：矿井人员定位管理系统移动终端班级:学号:姓名:成绩:

矿井人员定位管理系统移动终端摘要：本设计旨在解决目前矿井人员定位管理系统只能在地面监测中心的主机上查询和管理井下人员信息的问题，采用触摸屏、射频识别、现场总线、数据库和嵌入式系统编程等技术，在嵌入式设计板上扩展通信网关，编写应用软件，设计了一个便于携带、操作简单、功能齐全的基于嵌入式技术的移动式主机终端。关键词：通信；人员定位；移动终端；RFIDThemobileterminalforMiningpersonnelpositioningmanagementsystemAbstract:Thispresentationisdesigningamobileterminaltoresolvethecurrentproblemthattheminingpersonnelpositioningmanagementsystemonlymanagetheworksingroundmonitoringcenter.Sometechnologiesareusedfullyintheterminalsuchastouchscreen,theradiofrequencyidentification,Field-BusTechnique,databaseprogrammingtechniquesandEmbeddedTechnologyetc.AnextensioncommunicationgatewayandtheapplicationsoftwareisdevelopedintheEmbeddedboard,thenthemobileterminaliswellperformed,whichisportable,easyinuse,andfunctional.Keywords:communication;personnelpositionsystem;mobileterminal;RFID1．引言煤矿井下人员定位系统，可以及时、准确的将井下各个区域的人员情况反映到地面上位机系统中，煤矿如遇突发灾害，救援人员根据系统反映到上位机的信息，可以采取及时、有效救援措施。但是，目前的矿井人员定位管理系统，只能在地面监测中心通过主机查询和管理井下人员，对于身处井下现场指挥人员、管理人员，特别是在应急救灾情况下，这样的系统就存在明显的缺陷。为此，本设计综合采用触摸屏技术、射频识别技术、现场总线技术、数据库技术和嵌入式系统编程技术等，设计了一个便于携带、操作简单、功能齐全的基于嵌入式技术的移动式主机终端。该移动终端，具有有线（CAN）和无线（IEEE802.15.4）两种通信接口，方便在矿井中随时随地与人员定位系统连接，及时获得全矿井人员状况信息。通信采用主动查询方式，即在需要时由移动终端主动发送数据采集命令，从各个分站获取信息。2．系统结构本设计由触屏显示器、INTEL嵌入式主板（EMB-4650）和网关三部分组成，如图1.1所示。触摸屏与主板之间通过USB接口连接，并由USB接口给触摸屏供电。网关与主板之间由RS232接口连接。图1.1移动终端结构2.1主板EMB-4650是一款基于英特尔Menlow平台的高效能、低功耗的嵌入式主板。由于采用Intel凌动处理器，它的主频能达到1.1GHz，前端总线是400MHz，内存则是采用DDRⅡ512MB。该主板提供了丰富的接口，包括DVI和LVDS两个视频接口、Audio(一个线路输入、一个线路输出、一个麦克风输入)、8个USB接口、LAN接口、miniIDE接口和CF卡接口、2个串口（COM1和COM2）、PCI接口和miniPCI接口。其结构如图1.2所示图1.2EMB-4650结构2.2网关网关具体实现移动终端的两种通信接口，其CAN接口能与人员定位管理系统的一级CAN总线（主站与分站之间）建立有线通信，获得信息；无线接口基于RFID射频技术，可直接与读卡器建立无线通信。网关结构图如图1.3所示图1.3网关结构移动终端网关设计中，最主要的就是通信接口之间的数据格式转换。2.2.1CAN转考虑到EMB-4650有RS232接口，上述矿井人员定位管理系统采用CAN总线进行通信，此次网关的设计应该具有CAN数据和RS232数据转换功能。在煤矿井下，移动终端通过接口连接CAN总线，即可与矿井人员定位管理系统通信，实现人员定位管理的各种功能。2.2.2无线转由于现有矿井人员定位管理系统已有读卡器等无线设备，网关的另一个作用就是使移动终端能够与读卡器通信。工作人员只需要通过上层软件，选择无线通信模式，则移动终端即可在读卡器无线覆盖范围内与该读卡器通信，实现人员定位管理系统的各种功能[1]。2.3触屏显示器选用的8寸USB触屏显示器，仅USB供电、USB输入，带USB设备接口，使用方便；屏幕尺寸：8寸TFT液晶屏；分辨率：800×600；触摸屏：4线电阻屏；输入电压：USB（DC5V）；重量：536g。为了使此移动终端便于携带，显示器选用触摸屏显示器（TouchScreen），便于井下携带，管理人员只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现各种图形化的查询功能，摆脱了键盘和鼠标操作，使人机交互更为直接。3软件设计3.1整体设计移动终端内部软件应具有负责处理所有系统数据的解析、报警判断、分析汇总、信息查询、路径显示等功能。为此，采用模块化结构，设计了四个模块，其结构如图2.1所示。图2.1软件模块结构3.1.1在硬件设备的支持下，通过有线和无线[2]两种方式采集信息，对通信协议进行解释，包括对分站命令的解释和对采集信息的解释，并将井下人员数据整理打包后发送给数据解析与报警模块。采集到的人员信息包括井下人员的标示卡号、采集时间、读卡器号、分站号等数据[3]。3.1.2人员结构体存储上一次接收到的人员信息，每接收到新信息后都与人员结构体中的数据进行比较，人员有位移，则更新数据库，同时更新人员结构体中的信息。另外，依据历史数据及更新的数据判断是否有超时、超员等异常情况，发现异常则发出报警。3.1.3采用数据库技术，完成对以下各种信息的存储：1）基础信息存储：人员基本信息，读卡器、区域及超时报警等配置信息。2）人员实时信息存储：存储实时人员信息，包括班次信息、入井时间等[4-5]。3.1.4移动终端实现了各种图形化查询功能，包括人员、读卡器、分站基本信息，报警、超时等提示信息，实时显示人员位置改变信息、实时显示某读卡器下人员信息等。除此之外，还完成了以下地图功能：1）加载主图和鹰眼图，制作读卡器图层。2）地图浏览：地图提供放大、缩小、平移、路径显示等功能，方便用户查询与浏览。同时，地图实现了查询人员的历史路径模拟图，浏览井下巷道与设备分布图等功能。3）读卡器上实时指示该读卡器下人员总数，并可点击查询人员具体信息；当进行无线通信时，标注移动终端设备的具体位置。4）以滚动字幕的形式在地图上显示各个读卡器下的人员总数[5]。2.2数据处理流程移动终端上层软件开始运行，打开并初始化串口，判别是何种通信方式后，统一发送时间同步命令。待初始化人员对象结构体序列，开始采集、处理数据[6-7]。数据处理流程如图2.2所示。图2.2数据处理流程数据处理具体流程如下：发送采集命令：CAN通信方式时，以轮询的方式向所有安装分站发送采集命令。无线通信方式时，发送无线采集命令。接收数据：CAN通信时，接收分站的数据，查看数据包大小，多于20字节的是包含人员标示卡信息的数据包，否则是通信应答信息，若未收到数据说明分站通信中断。无线通信时，循环发送采集命令，等待接收无线数据。数据分离：经CAN或无线采集数据后，对含有人员信息的数据包进行进一步数据分离，以数组的形式分离出每一个人员的信息，包含时间、读卡器编号和分站编号等信息，数组大小反映接收信息的人员数量。若采用无线通信方式，同时分离出标示移动终端位置的信息。解析与报警：根据人员的标示卡号找到对应人员结构体序列中的对象，若人员结构体对象中的读卡器编号和当前收到信息的读卡器编号不一致，说明人员位置已变，人员位置发生变化，产生了位移。此时，应把位移信息和时间信息储存于数据库，并更新该人员的历史信息，包括离开上一个读卡器的时间、累计下井时间等。若未发生位置变化，则不处理。另外，综合历史信息及更新的信息判断时候有超时、超员等异常情况，发现异常则发出报警。更新人员结构体中的信息，以备和下一次收到该人员信息做对比。返回1。上述数据处理过程是通过读卡器读到人员标示卡的时间结合读卡器自身安装位置来判定人员的实时位置的，告诉移动终端此时人员所处的读卡器区域[8-11]。4结论本设计实现了实时查询在井工作人员所处位置区域、在井下移动轨迹、工作时间、以及工种、工龄、职务等身份信息的功能，能实现考勤管理，并可对非法入井、在井工作超时和区域超员等情况及时报警。可图形化显示井下安装的读卡器位置，随时添加或删除读卡器，同时实时指示移动终端所处位置。在屏幕上触摸某个读卡器图标，能显示该读卡器覆盖区域内人员数量和姓名列表，进一步触摸姓名，即可查询该人员具体信息，并动态显示其历史路径。[参考文献](References)[1]别雷，刘正东，刘金根.基于ZigBee的无线智能家庭网关控制技术研究[J].单片机与嵌入式系统，2010（6）：63-65.[2]孟振飞．基于ZigBee技术的无线数据传模块设计．陕西：西安电子科技大学，2010.[3]马昌训．CC2420和MMA7260的无线传感器数据采集系统．长沙：中南大学，2010.[4]薛伟．MapObjects--地理信息系统程序设计．国防工业出版社，2004.[5]韩鹏．地理信息系统开发--MapObjects方法[M]．武汉：武汉大学出版社，2004.[6]李长林．VisualBasic串口通信技术与典型实例[M]．北京：清华大学出版社，2006.[7]郑阿奇．VisualBasic实用教程．北京：电子工业出版社，2005．35-55.[8]刘淼，李鹏，何志东等．FreescaleIEEE802.15.4协议栈的分析和应用．广州：广州大学学报(自然科学版)，2008.[9]PIC18F2580．datasheet．http://www．microchip．com/.[10]CTM8251.pdf./infocomm/newupdate.asp?sorttype=search.[11]IEEE:“IEEE802.15.4MACandPHYStandard”,2003./.

检索总结经过一学期的艰苦理论学习和上机实际操作，让我学到了许多信息检索方面的知识。实际动手搜索能力也有较强提高。主要学习了网上专利文献资源，网上标准文献资源，学位论文文献，学术会议文献，科技报告文献，中文电子期刊，中文电子图书与文献数据库及其检索方法。主要利用中国知网，万方数据库，维普数据库等资源系统进行检索。信息检索的步骤大致如下：分析课题、选择检索工具、确定检索途径、选择检索方法、查找文献线索、索取原始文献。一、分析课题1、分析课题所需的文献类型2、确定研究课题所需的文献类型确定研究课题所需的文献类型，方便进行侧重查找。3、根据研究课题的背景信息，确定检索文献的时间范围根据自己的需要查找不同时间段的文献。二、选择检索工具选择检索工具要根据检索课题的学科、专业特点以及所需文献类型。根据我的课题的学科、专业特点以及所需文献类型，我所使用的检索工具主要是万方数据库，维普数据库，超新数字图书馆，中国报纸全文数据库，中国期刊全文数据库。在万方数据库，维普数据库和中国期刊全文数据库中，包含诸多学科的文献，其中有许多属于教育学范畴的专业性文献。这些文献的类型也较为丰富，有期刊文献、会议论文、书籍文献等。因此，万方数据库，维普数据库和中国期刊全文数据库这些检索工具有利于学年论文资料的收集。三、确定检索途径在利用各种检索工具（含数据库型）查找文献信息时，主要是利用检索工具的各种索引（或检索字段）。每种索引（或字段）提供一种文献信息检索途径，一般来说，每种检索工具都为用户提供几种检索途径，归纳起来一般可以分为：分类途径、主题途径、作者途径、题名途径、号码途径和其他途径。1、分类途径是指按文献信息所属的学科类别来检索文献的途径。即根据检索课题内容的学科属性，将其与检索工具所采用的分类表的类目相对照，确定出所属的分类号，然后进行检索。2、主题途径是指从文献信息的主题概念出发，按照相应的主题词检索文献的一种途径。