《设有通信分站的矿井人员定位系统设计（可编辑）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《设有通信分站的矿井人员定位系统设计（可编辑）（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、设有通信分站的矿井人员定位系统设计 毕业设计论文设有通信分站的矿井人员定位系统设计系 别电子信息系专业名称电子信息工程班级5051426学生姓名吴文欢指导教师王凤文2009年6月1日设有通信分站的矿井人员定位系统设计摘 要 随着无线射频识别技术的日益成熟和广泛应用针对我国目前煤炭行业生产安全现状将无线射频识别技术应用到井下进行人员跟踪定位是解决煤矿安全问题的方法之一也是矿山实现全面提升安全生产信息化管理水平加强以灾害预防搜救为主要目标的安全生产长效机制是我国煤炭行业安全生产工作的必由之路本文设计了一种运用RFID技术实现矿井人员定位的系统整个系统利用RFID技术进行无线数据采集通过CAN总线将
2、总线信息传输到地面监控主机并组成网络以实现对井下人员的定位考虑系统识别距离和应用环境RFID采用245GHZ的频段标签设计成主动式采用nRF2401射频芯片实现数据的发送和接收MSP430F2101对射频芯片进行控制完成标签和阅读器的功能 本文重点设计了井下网络的硬件部分包括井下主要传输途径的选择井下通信分站的硬件设计井下网络与地面网络的通信接口的设计在软件方面介绍了防碰撞算法及其种类文中采用的是动态二进制搜索算法给出了射频芯片接收发送的流程图及数据库设计的原理关键词人员定位RFID通信分站A Design of RFID System Used in Mine for Personnel O
3、rientation with Communication Base AuthorWu Wenhuan TutorWang Fengweng AbstractWith the mature more and using widely of the RFID technologyand according to the safety situation that exits in the coalfieldit will be one valid way to solve the colliery safety Problem with applying RFID technology to t
4、he mine for peoples tracking and orientationit is also the way to improve the supervisory level of safe Production entirelyenhance the1ongSystem aiming at preventing disaster and searching and savingit is the only way for producing safelyIt recommends the design of tracking and orientation system fo
5、r men under the mine according to RFID technology The entire system adopts RFID technology to collect data and transmits information to the supervising and controlling computer on the ground by CAN bus and computers are constituted to a network to realize the information sharing which can implement
6、the orientation of the men under the mine The characteristic of this system is the communication base in the network which improves safety economy utility in the whole According to the distance that need in the system and working environment the RFID system works at 245GHZ the tag is designed of act
7、ive Data communication is implemented with nRF2401which controls by MSP430F2101 The two make up of the tag and reader The thesis designs the hardware of under ground network mainly It includes the hardware design of communication base undergroundand the communication interface design between under a
8、nd on ground On the software side it introduces the anti-collision and its variety In the thesis it makes use of Dynamic Binary Search Algorithm It also makes the RFID receive and send information flow chart and the theory about DatabaseKey Words Mine Tracking and Orientation RFID Communication Base
9、 目 录1 绪论111课题背景及意义1com 课题的提出1com 选题的意义112 国内煤矿外定位系统研究现状1com 国外研究发展状况1com 国内研究现状113 本设计的内容和结构安排12RFID射频识别系统121 RFID系统的基本组成122 射频识别系统工作原理123 RFID射频识别系统工作频率124 RFID射频识别的系统类型13RFID矿井人员定位系统的总体设计131定位系统的总体设计思想1com 定位系统网络结构1com定位系统主要功能1com 本文井下定位系统的特点132 现场总线的选择133 RFID 射频识别防碰撞技术1com 射频防碰撞算法概述1com 井下定位系统选用
10、的防冲撞算法14 井下人员定位系统的硬件设计141 射频识别系统的硬件设计1com 射频识别系统工作频率的选择1com 射频收发模块芯片的选择1com 射频系统控制模块设计1com 射频收发模块电路设计1com 射频模块电源设计142RFID定位系统通信分站硬件设计1com 设有通信分站的意义1com 通信分站硬件设计143 现场总线的硬件设计1com 光纤传输接口实现方案1com CAN总线光纤传输接口设计方案15井下人员定位系统软件设计151 射频系统通信软件设计1com CAN总线接口的通信程序设计1com 射频系统数据的接收和发送152 数据库设计1com 数据库访问技术1com 数据
11、库需求分析和逻辑设计1结 论1致 谢1参考文献1附 录1附录A1附录B11 绪论 课题背景及意义com 课题的提出 煤炭是国民经济和社会发展的基础而我国是世界上最大的煤炭生产国年产量达12亿吨占世界煤炭总产量的27出口量达8000万吨同时我国也是煤炭消耗大国煤炭在我国一次能源生产和消费结构中始终占70左右预计到2010年煤炭占60左右2050年将占50左右因此煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源当前我国经济的快速增长对煤炭工业发展提出了更高的要求煤矿井下开采作业相对来说是一种高危险性的生产活动据调查近几年煤矿事故占工矿企业一次死亡10人以上特大事故的728至896我国煤炭安全生产现状与一些
12、发达和发展中国家相比差距还比较大煤矿百万吨死亡率是俄罗斯的10倍印度的12倍初步测算我国安全生产事故经济损失高达2500多亿元约占GDP的2可见我国煤矿行业安全生产的形势仍十分严峻特别是煤矿重大及特大瓦斯灾害事故的发生不但造成国家财产和民生命的巨大损失增加了社会的不稳定因素更严重影响了我国的国际声誉这些事故发生的原因是多方面的它是煤矿生产过程中存在问题的集中暴露既有自然因素科技投入和研究的不足也有人为因素以及企业体制管理不善等因素矿难事故发生后对遇险的井下工作人员生命的抢救成为首要任务决策指挥人员必须全面分析灾情及其灾变趋势迅速组织侦察工作准确探明事故性质原因影响范围遇险人员数量和所在位置以最
13、快的速度最短的路线进入灾区营救灾区遇险人员然而目前国内煤矿正在使用的该类监控系统并不能实时提供井下工作人员的具体位置与分布情况等重要数据加之井下地形复杂国内大部分矿井救护技术装备落后人员素质较低这些都给侦察工作带来了极大的困难特别是在搜寻井下遇险人员的过程中救护队员只能依靠反映矿井现实情况的有关图纸以及事故现场侦察得来的各种信息展开抢救工作在缺乏准确数据的情况下无法迅速制定出合理有效的营救方案与措施结果错失最佳的营救时机甚至是盲目营救面对我国煤矿安全生产的严峻形势用高新技术和先进实用技术改造传统产业增加科技含量促进产品更新换代提高产品质量和经济效益是走新型煤炭工业化道路的必然选择基于上述原因本
14、文提出了一种基于RFID射频技术设有通信分站的地下矿井人员定位系统的设计该系统具有考勤管理功能安全保障功能生产调度功能以及信息联网功能满足现代化矿井的安全监控要求 com 选题的意义 煤矿的现代化管理和煤矿的安全生产是煤炭行业举足轻重的大事然而到前为止是依靠传统矿灯管理领取工作牌等考勤方式来了解井下人员的数量和状况随着无线通信自动识别和计算机网络技术在煤矿安全生产监测应用领域中的不断发展使如何确定灾害事故中遇险人员的具体情况和分布位置得到进一步地解决特别是射频识别技术在国内的引进和发展使得对井下人员进行实时跟踪变得可行利用射频识别技术对井下人员进行跟踪定位不仅能方便决策人员快速准确了解井下遇险
15、人员的具体分布位置赢得抢险时间还可以用于煤矿的日常考勤生产调度等方面不仅加强了煤炭行业的生产与安全管理使生产调度及时准确更使得煤矿的安全生产保障能力大大提高本文设计的方案利用射频识别技术开发相应的井下人员并以CAN总线网络作为主要传输途径建立一个由井下到井上控制中心的通信网络通过井下的无线监测与有线传输把数据上传到地面控制调度中心在地面也能及时的了解到井下各个区域的人员状况若井下发生突发事故可立即通过主机实时查出井下各位置的人员状况这样就能够做出及时的抢救决策使事故损失降到最低而平时此系统可用来指挥生产做出优化决策使生产指挥高效因此基于射频识别矿井人员定位识别系统的研究具有非常重要的现实意义 国内煤矿外定位系统研究现状121 国外研究发展状况国外煤矿监测技术是20世纪60年代开始发展起来的至今已有四代产品基本上5-10年更新一代产品从技
