基于RFID與CAN的煤礦井下人員定位系統(tǒng)研究

3.3　定位系統(tǒng)核心部件—RFID監(jiān)控節(jié)點
1）RFID監(jiān)控節(jié)點硬件設計。監(jiān)控節(jié)點由讀寫器、微控制器（MCU）、CAN節(jié)點組成。設計中讀寫器使用的射頻芯片是RI-STU-650A,它具有抗干擾能力強、通信速率高、功耗低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。考慮到成本等方面的問題,設計時RFID采用的工作頻率為915MHz,經過試驗測試,證明在傳輸距離及數據可靠性等方面,可以達到本系統(tǒng)的功能要求。讀寫器與微控制器89C51間利用SPI串行接口進行通信。CAN節(jié)點由三部分所構成:獨立CAN控制器SJA1000、CAN驅動器82C250和高速光電耦合器6N137,如圖2所示。為了增強CAN節(jié)點的抗干擾能力,SJA1000并不是直接與82C250相連,而是通過高速光耦6N137與82C250相連,這樣就很好的實現(xiàn)了總線上各CAN節(jié)點間的電氣隔離。

2）RFID監(jiān)控節(jié)點軟件設計。監(jiān)控節(jié)點單片機軟件設計是使用C51和匯編語言混合編程,包括復位模塊、防沖突模塊、讀寫模塊、通信模塊,其流程圖見圖3。當Tag被驗證為合法時,讀寫器才正式讀/寫Tag數據,經過信息處理之后,由CAN總線上傳到地面監(jiān)控心。當Tag被驗證為非法時,讀寫器轉到直接復位應答狀態(tài),等待下次讀寫操作開始。

3.4　系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能
1）考勤管理功能。通過操作平臺專用管理軟件對下井人員進行下井次數、井下停留時間等信息分類統(tǒng)計,便于考核,實現(xiàn)工作人員的考勤統(tǒng)計管理功能和有關報表的打印。
2）安全保障功能。系統(tǒng)根據數據庫中儲存下來的歷史數據信息,可迅速知道井下人員及重要設備的分布情況,一旦出現(xiàn)礦井災難,可對現(xiàn)場被困人員進行定位和搜尋,便于有效救護。

3）生產調度功能。通過調用數據庫中的數據,可以查詢井下人員分布情況并根據需要迅速進行人員調配,實現(xiàn)井下有限資源的優(yōu)化配置,達到事半功倍的效果。

4結語
煤礦安全是煤礦生產永恒的主題,人員監(jiān)控與定位是實現(xiàn)煤礦安全生產的重要保證之一。為此本文對煤礦人員考勤管理系統(tǒng)進行了調研與分析,對當前的定位技術進行了研究,提出了一種以RFID為核心,以CAN-bus通信網絡為紐帶的煤礦井下人員定位系統(tǒng)。經過試驗驗證,達到了預期的目的,該系統(tǒng)極大地滿足了實時掌握煤礦入井人員的動態(tài)分布及安全管理的需要,可實現(xiàn)考勤管理功能及快速指導礦井突發(fā)性事故的救護工作。