專利名稱：煤礦井下人員位置檢測分站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人員位置檢測站，特別是涉及一種使用無線射頻技術(shù)實現(xiàn)身份識 別(RFID)的礦用設(shè)備，可在煤礦等危險作業(yè)環(huán)境下用作考勤、位置檢測、身份識別。屬于煤 礦人員安全管理措施技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤礦施工安全及人員管理是當(dāng)今煤礦工作者特別煤礦管理者的一件頭等大事，采 煤工人在礦井下的位置、區(qū)域、數(shù)量作為管理者來說必須做到心中有數(shù)。近年來煤礦事故頻 繁，多數(shù)事故煤礦在實施救援時首先遇到了統(tǒng)計井下被困人數(shù)、統(tǒng)計被困人員所處井下的 位置區(qū)域這兩大難題。 為了解決礦工在礦井下的位置、區(qū)域等信息，現(xiàn)有技術(shù)中的同類產(chǎn)品，從技術(shù)上大 多采用RFID技術(shù)，基于現(xiàn)有的檢測分站，以讀卡方式是由人員識別卡作為主動發(fā)碼器，以 一個短時間間隔為周期，不管是否在檢測分站信號覆蓋區(qū)域，都不停地通過高頻信號將卡 號發(fā)送出去；而檢測分站作為一個被動接收器，將在其接收范圍內(nèi)收到的卡號作存儲處理， 同時發(fā)送到地面監(jiān)控主機，從而實現(xiàn)讀卡和人員識別。這種讀卡方式造成識別卡在經(jīng)過檢 測分站信號覆蓋區(qū)域時，檢測分站會不停地收到同一識別卡發(fā)來的重復(fù)信息，大量的冗余 數(shù)據(jù)占用了更多的讀卡時隙，而且冗余數(shù)據(jù)也將發(fā)送到地面監(jiān)控主機，造成地面監(jiān)控主機 對數(shù)據(jù)存儲處理的壓力；當(dāng)大量識別卡同時經(jīng)過同一檢測分站時，已經(jīng)被讀取的識別卡繼 續(xù)與未被讀取的識別卡競爭讀卡時隙，而且在同一精確時間，同時被檢測分站接收時的兩 個重疊的卡號將被視作錯誤數(shù)據(jù)而不作處理，造成了更大的漏讀、誤讀的可能性。這就是現(xiàn) 有檢測分站與人員識別卡之間的通信方式存在缺陷，造成檢測分站讀卡不準確，并發(fā)數(shù)量 少，漏讀情況嚴重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種使用無線射頻技術(shù)實現(xiàn)身份 識別(RFID)的煤礦井下人員位置檢測分站。解決煤礦人員考勤、井下人員區(qū)域性位置監(jiān) 測、下井人數(shù)統(tǒng)計及井下工作時間控制等問題。 本發(fā)明的煤礦井下人員位置檢測分站是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 本發(fā)明的煤礦井下人員位置檢測分站，包括識別卡，所述檢測分站包括由通過信
號線與低頻信號發(fā)射模塊及低頻信號接收模塊相連接的中央處理器，所述低頻信號發(fā)射模
塊用于將315MHz低頻信號覆蓋讀識別卡區(qū)域，所述識別卡每間隔4秒聽取一次檢測分站
的低頻信號發(fā)射模塊所發(fā)出的指令，所述低頻信號接收模塊用于接收進入讀卡區(qū)域內(nèi)的識
別卡發(fā)向檢測分站的低頻信號，所述中央處理器通過信號線還與高頻信號發(fā)射模塊及高頻
信號接收模塊連接，所述高頻信號發(fā)射模塊用于向進入讀識別卡區(qū)域內(nèi)的識別卡發(fā)送2. 4G
的高頻信號，所述高頻信號接收模塊用于接收進入讀卡區(qū)域的識別卡發(fā)回檢測分站的高頻
信號，所述中央處理器用于對進入讀卡區(qū)域內(nèi)的識別卡卡號作校驗、確認，所述中央處理器還與用于存儲識別卡發(fā)回檢測分站的信息的存儲器相連接。 而且所述中央處理器通過484數(shù)據(jù)總線、數(shù)據(jù)傳輸接口與上位機連接，所述上位
機用于讀取檢測分站的存儲器中存儲的識別卡信息并將該信息顯示在顯示屏上。 而且當(dāng)所述識別卡進入讀卡區(qū)域時，與所述中央處理器相連接的2. 4G高頻信號
發(fā)射模塊向識別卡發(fā)出確認指令，與所述中央處理器相連接的高頻信號接收模塊接收進入
讀卡區(qū)域內(nèi)的識別卡的確認回復(fù)。 而且進入讀卡區(qū)域的所述識別卡向檢測分站發(fā)送通信請求，與所述中央處理器相 連接的低頻信號接收模塊接收該識別卡的通信請求，并建立通信，所述中央處理器為該識 別卡分配讀卡時隙，并向該識別卡發(fā)送開卡指令。 而且所述識別卡收到來自所述檢測分站發(fā)來的開卡指令后，向檢測分站發(fā)回識別 卡卡號。 而且所述中央處理器接收到識別卡卡號后進行校驗，所述存儲器進行處理，確認 卡號的信息完整而且讀卡完成后檢測分站向該識別卡發(fā)送關(guān)卡指令。 而且所述識別卡接收到檢測分站的關(guān)卡指令后，進入25-35秒的休眠，休眠結(jié)束
后所述識別卡重新進入新一輪每4秒間隔的輪循聽取指令。 本發(fā)明的煤礦井下人員位置檢測分站相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點 1、本發(fā)明把煤礦井下人員位置檢測分站作為一個主動獲取卡號的設(shè)備，與攜帶在
煤礦井下人員身上的識別卡在建立通信之前首先利用低頻信號進行一次"握手"，當(dāng)確認雙
方能實現(xiàn)高頻信號通信時，再在一定時隙內(nèi)向識別卡發(fā)送開卡指令，讓識別卡用高頻信號
發(fā)出卡號信息，此時若檢測分站收到錯誤數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)處理失敗，則不發(fā)送關(guān)卡指令，識別
卡繼續(xù)發(fā)送卡號信息，直至檢測分站確認信息無誤且完成讀卡時，才向識別卡發(fā)送關(guān)卡指
令，使識別卡進入休眠狀態(tài)，而30秒內(nèi)不再向檢測分站發(fā)送卡號信息。這樣，使用檢測分站
來主動控制讀卡過程的開始和結(jié)束，可以確保檢測分站收到數(shù)據(jù)的完整性、準確性。 2、本發(fā)明的煤礦井下人員位置檢測分站的讀卡技術(shù)是檢測分站可以首先預(yù)設(shè)識
別卡信息卡號范圍，然后在固定輪循時間內(nèi)為每一個范圍內(nèi)的識別卡分配一個讀卡時隙，
在該時隙內(nèi)檢測分站向識別卡發(fā)送開卡指令，同時接收指定識別卡的信息，確認完成讀卡
后向識別卡發(fā)送關(guān)卡指令，使識別卡進入休眠狀態(tài)而不再往檢測分站發(fā)送冗余數(shù)據(jù)，已經(jīng)
讀取的識別卡信息將不再重復(fù)發(fā)送，減輕檢測分站存儲處理壓力，而且防止大量冗余數(shù)據(jù)
造成識別卡信息沖突而漏讀、誤讀。在此基礎(chǔ)上，使得檢測分站信號覆蓋范圍內(nèi)同一時間讀
卡并發(fā)數(shù)得到大幅改善。 3、本發(fā)明的煤礦井下人員位置檢測分站結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，通信可靠，能夠全面 掌握煤礦井下人員的情況，為煤礦井下人員的安全生產(chǎn)奠定了良好基礎(chǔ)。


圖1為本發(fā)明的煤礦井下人員位置檢測分站模塊連接示意具體實施例方式
為了使本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員能夠清楚理解本發(fā)明的技術(shù)方案，現(xiàn)結(jié)合附圖對本 發(fā)明作進一步說明
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本發(fā)明的煤礦井下人員位置檢測分站，包括識別卡7，檢測分站包括由通過信號線 與低頻信號發(fā)射模塊4及低頻信號接收模塊3相連接的中央處理器l，低頻信號發(fā)射模塊 4用于將315MHz低頻信號覆蓋讀卡區(qū)域，識別卡7每間隔4秒聽取一次檢測分站的低頻信 號發(fā)射模塊4所發(fā)出的指令，低頻信號接收模塊3用于接收進入讀卡區(qū)域內(nèi)的識別卡7發(fā) 向檢測分站的低頻信號，中央處理器1通過信號線還與高頻信號發(fā)射模塊5及高頻信號接 收模塊6連接，高頻信號發(fā)射模塊5用于向進入讀卡區(qū)域內(nèi)的識別卡7發(fā)送2. 4G的高頻信 號，高頻信號接收模塊6用于接收進入讀卡區(qū)域的識別卡7發(fā)回檢測分站的高頻信號，中央 處理器1用于對進入讀卡區(qū)域內(nèi)的識別卡7的卡號作校驗、確認，中央處理器1還與用于存 儲識別卡發(fā)回檢測分站的信息的存儲器2相連接。 進一步地，中央處理器1通過484數(shù)據(jù)總線8、數(shù)據(jù)傳輸接口 9與上位機10連接， 所述上位機10用于讀取檢測分站的存儲器2中存儲的識別卡7信息并將該信息顯示在顯 示屏上。 進一步地，當(dāng)識別卡7進入讀卡區(qū)域時，與中央處理器1相連接的2. 4G高頻信號 發(fā)射模塊5向識別卡7發(fā)出確認指令，與中央處理器1相連接的高頻信號接收模塊6接收 進入讀卡區(qū)域內(nèi)的識別卡7的確認回復(fù)。 進一步地，進入讀卡區(qū)域的所述識別卡7向檢測分站發(fā)送通信請求，與中央處理 器1相連接的低頻信號接收模塊3接收該識別卡的通信請求，并建立通信，中央處理器1為 該識別卡7分配讀卡時隙，并向該識別卡7發(fā)送開卡指令。 進一步地，識別卡7收到來自所述檢測分站發(fā)來的開卡指令后，向檢測分站發(fā)回 識別卡7的卡號。 進一步地，中央處理器1接收到識別卡7的卡號后進行校驗，存儲器2進行處理，
確認卡號的信息完整而且讀卡完成后檢測分站向該識別卡7發(fā)送關(guān)卡指令。 進一步地，識別卡7接收到檢測分站的關(guān)卡指令后，進入25-35秒的休眠，休眠結(jié)
束后所述識別卡7重新進入新一輪每4秒間隔的輪循聽取指令。 中央處理器1連接一個安全柵11、信號匯接器12。 具體實施例1 :本發(fā)明的煤礦井下人員位置檢測分站，如圖1所示，本發(fā)明是把檢 測分站作為一個主動獲取卡號的設(shè)備，檢測分站與識別卡7在建立通信之前首先利用低頻 信號進行一次"握手"，當(dāng)確認雙方能實現(xiàn)高頻信號通信時，再由檢測分站在一定時隙內(nèi)向 識別卡7發(fā)送開卡指令，讓識別卡7用高頻信號發(fā)出卡號信息，此時若檢測分站收到錯誤數(shù) 據(jù)或?qū)?shù)據(jù)處理失敗，則不發(fā)送關(guān)卡指令，識別卡7繼續(xù)發(fā)送卡號信息，直至檢測分站確認 信息無誤且完成讀卡時，才向識別卡7發(fā)送關(guān)卡指令，使識別卡7進入休眠狀態(tài)，而30秒內(nèi) 不再向檢測分站發(fā)送卡號信息。這樣，使用檢測分站來主動控制讀卡過程的開始和結(jié)束，可 以確保檢測分站收到數(shù)據(jù)的完整性、準確性。 具體實施例2 :本發(fā)明可以首先預(yù)設(shè)識別卡信息卡號范圍，然后在固定輪循時間 內(nèi)為每一個范圍內(nèi)的識別卡7分配一個讀卡時隙，在該時隙內(nèi)檢測分站向識別卡7發(fā)送開 卡指令，同時接收指定識別卡7的信息，確認完成讀卡后向識別卡7發(fā)送關(guān)卡指令，使識別 卡7進入休眠狀態(tài)而不再向檢測分站發(fā)送冗余數(shù)據(jù)，已經(jīng)讀取的識別卡信息將不再重復(fù)發(fā) 送，減輕檢測分站存儲處理壓力，而且防止大量冗余數(shù)據(jù)造成識別卡7信息沖突而漏讀、誤 讀。在此基礎(chǔ)上，使得檢測分站信號覆蓋范圍內(nèi)同一時間讀卡并發(fā)數(shù)得到大幅改善。
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具體實施例3 :本發(fā)明采用輪循方式向上位機10發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)檢測分站讀取到識別卡7信息時先作存儲處理，將信息放到存儲器2中等待上位機10讀取，上位機10按照軟件預(yù)設(shè)的檢測分站數(shù)量，逐個發(fā)送讀取指令，當(dāng)檢測分站收到上位機10指令時，把當(dāng)前存儲的數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機IO，上位機10確認數(shù)據(jù)正確并存儲后向檢測分站發(fā)送該識別卡信息已正確讀取指令，檢測分站收到確認指令后將已經(jīng)被正確讀取的存儲信息刪除，完成一個檢測分站的信息讀取后，上位機10輪循下一個檢測分站，作同樣操作。當(dāng)484總線8網(wǎng)絡(luò)通信不正常時，檢測分站將當(dāng)前數(shù)據(jù)存放在存儲器2中，而且不終止與識別卡7的讀卡通信工作，當(dāng)484總線8正常后，一直存儲的數(shù)據(jù)可以繼續(xù)被上位機10輪循讀取。
假定某礦工攜帶識別卡IO進入檢測分站的低頻信號的覆蓋范圍即讀卡范圍，檢測分站自動讀取該礦工的識別卡信息并將該存儲在檢測分站的存儲器2中，然后等待上位機10呼叫，當(dāng)上位機10輪循到該檢測分站時，讀取該檢測分站的儲存器2儲存的識別卡7信息，并在上位機10監(jiān)控軟件上正確顯示該識別卡的相關(guān)信息。
權(quán)利要求
本發(fā)明的煤礦井下人員位置檢測分站，包括識別卡(7)，其特征在于，所述檢測分站包括由通過信號線與低頻信號發(fā)射模塊(4)及低頻信號接收模塊(3)相連接的中央處理器(1)，所述低頻信號發(fā)射模塊(4)用于將315MHz低頻信號覆蓋讀卡區(qū)域，所述識別卡(7)每間隔4秒聽取一次檢測分站的低頻信號發(fā)射模塊(4)所發(fā)出的指令，所述低頻信號接收模塊(3)用于接收進入讀卡區(qū)域內(nèi)的識別卡(7)發(fā)向檢測分站的低頻信號，所述中央處理器(1)通過信號線還與高頻信號發(fā)射模塊(5)及高頻信號接收模塊(6)連接，所述高頻信號發(fā)射模塊(5)用于向進入讀卡區(qū)域內(nèi)的識別卡發(fā)送2.4G的高頻信號，所述高頻信號接收模塊(6)用于接收進入讀卡區(qū)域的識別卡(7)發(fā)回檢測分站的高頻信號，所述中央處理器(1)用于對進入讀卡區(qū)域內(nèi)的識別卡(7)的卡號作校驗、確認，所述中央處理器(1)還與用于存儲識別卡(7)發(fā)回檢測分站的信息的存儲器(2)相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下人員位置檢測分站，其特征在于，所述中央處理器 (1)通過484數(shù)據(jù)總線(8)、數(shù)據(jù)傳輸接口 (9)與上位機(10)連接，所述上位機(10)用于 讀取檢測分站的存儲器(2)中存儲的識別卡(7)信息并將該信息顯示在顯示屏上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的煤礦井下人員位置檢測分站，其特征在于，當(dāng)所述識別卡(7) 進入讀卡區(qū)域時，與所述中央處理器(1)相連接的2.4G高頻信號發(fā)射模塊(5)向識別卡(7) 發(fā)出確認指令，與所述中央處理器(1)相連接的高頻信號接收模塊(6)接收進入讀卡區(qū) 域內(nèi)的識別卡(7)的確認回復(fù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下人員位置檢測分站，其特征在于，進入讀卡區(qū)域的 所述識別卡(7)向檢測分站發(fā)送通信請求，與所述中央處理器(1)相連接的低頻信號接收 模塊(3)接收該識別卡(7)的通信請求，并建立通信，所述中央處理器(1)為該識別卡(7) 分配讀卡時隙，并向該識別卡(7)發(fā)送開卡指令。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤礦井下人員位置檢測分站，其特征在于，所述識別卡(7)收 到來自所述檢測分站發(fā)來的開卡指令后，向檢測分站發(fā)回識別卡卡號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下人員位置檢測分站，其特征在于，所述中央處理器 (1)接收到識別卡(7)的卡號后進行校驗，所述存儲器(2)進行處理，確認卡號的信息完整 而且讀卡完成后檢測分站向該識別卡(7)發(fā)送關(guān)卡指令。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的煤礦井下人員位置檢測分站，其特征在于，所述識別卡(7)接 收到檢測分站的關(guān)卡指令后，進入25-35秒的休眠，休眠結(jié)束后所述識別卡重新進入新一 輪每4秒間隔的輪循聽取指令。
全文摘要
本發(fā)明的煤礦井下人員位置檢測分站，包括與低頻信號發(fā)射模塊及低頻信號接收模塊相連的中央處理器，低頻信號發(fā)射模塊用于將315MHz低頻信號覆蓋讀卡區(qū)域，識別卡每間隔4秒聽取一次檢測分站的指令，低頻信號接收模塊用于接收進入讀卡區(qū)域內(nèi)的識別卡發(fā)向檢測分站的低頻信號，中央處理器還與高頻信號發(fā)射模塊及高頻信號接收模塊連接，高頻信號發(fā)射模塊用于向進入讀卡區(qū)域內(nèi)的識別卡發(fā)送2.4G的高頻信號，高頻信號接收模塊用于接收識別卡發(fā)回檢測分站的高頻信號，中央處理器用于對識別卡卡號作校驗、確認，中央處理器還與用于存儲識別卡發(fā)回檢測分站的信息的存儲器相連接。通過本發(fā)明的檢測分站能夠有效實現(xiàn)監(jiān)測井下人員位置。
文檔編號G01S13/75GK101738613SQ20081022601
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者宋福群 申請人:北京泰安特科技有限公司