Zigbee矿山考勤定位系统简介

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一，国内外相关技术的现状，发展趋势：
井下人员的定位技术，国内外目前仍然是一个空白领域，由于国内煤矿安全生产所面临的严峻形势，如何建立一个适合中国国情的煤矿安全生产监测管理系统，特别是包括井下人员定位技术的系统，得到国内各级政府的极大关注。国内目前所使用的井下人员跟踪技术，实际上仅仅是一种考勤记录系统，而非真正的人员定位跟踪系统：。
A.   射频卡（RFID）考勤系统：
目前井下人员的跟踪，基本上采用的是这种方法。这种方法是在在矿井进口处，或其它井下一些关键通道口，使用射频卡（RFID）读取（刷卡）的方法对下井人员进行登记记录来跟踪的方法。实际上这并不是真正意义上的人员跟踪，无法实时地报告井下人员的具体位置了。这种方法存在如下几个问题：
1.   射频卡读写系统读些距离非常有限，它只能用于上下矿井人员的考勤纪录，或进出不同区域的人员记纪录，它不可能实现对井下人员的定位跟踪；
2． 当射频卡读写系统用于记录进出井下不同区域的人员登记时，系统必须安装在井下，射频卡读写系统使用的频率都较低，抗干扰能力差，而井下环境条件十分复杂，干扰因素无处不在，特别是最关键的采掘工作面，另外，由于它的体积大，而要求工作的空间范围又小，因而系统对安装条件有相当的要求，这样，这种系统在井下的安装使用包括维护，都受到相当的限制；
3． 这种系统读卡速度十分有限，不能处理多人同时快速通过读卡系统的情况（例如乘车下井），此时，系统往往会出现漏读；
4． 如果使用远距离射频卡（RFID）系统，读写器价格都较贵，随着距离的增加，系统的价格将迅速增加。
B.  SuperRFID 等定位系统
SuperRFID，除了收发通信距离稍远一些外，它面临着一般RFID所面临的同样问题，包括井下通信干扰问题，对通信电缆的依赖问题，有效通信距离有限的问题，读写器结构复杂，价格贵的问题等。
C.  结论：现有的 RFID射频读写系统（包括SuperRFID，不仅不能实现真正意义上的井下人员定位跟踪，无法实时地报告井下人员的具体位置，而且，也无助于改善现有安全生产要素的监控系统，只能作为下井人员的考勤登记。其结果：
a)  在事故发生前，由于井下的具体环境条件，造成了现有安全生产监测系统存在很多缺陷，使得煤矿安全生产监控中心在事故发生前，不能随时掌握，井下不同位置的各种安全生产的要素（包括瓦斯浓度，风速风压，人员作业分情况等），因而难以采取积极有效的预防措施
b)  在事故发生后，由于不能掌握事故发生当时，井下工作人员的具体分布位置，以及事故发生的原因，而且，往往由于事故造成的通信电缆的中断，也无法掌握事故后不同位置的瓦斯浓度等情况，因而无法制定出及时有效的抢救措施，并进行有效的现场抢救指挥。

Zigbee矿山考勤定位管理系统说明
接本方案利用世界最新的无线网络技术，和射频集成芯片技术，结合我公司的无线网络传输技术，和微功率无线网络定位专利技术，在国内外首次以经济实用的方法，真正实现了井下人员的定位和各种安全生产要素的无人自动采集。从而，在事故发生前，安全生产监控中心，可以随时掌握井下不同位置的各种安全生产的要素。从而采取积极有效的预防措施；事故发生后，可以掌握事故发生当时，甚至事故发生后相当一段时间内，井下工作人员的具体分布位置，不同位置的瓦斯浓度等情况，从而制定出及时有效的抢救措施，并实施有效的现场抢救指挥。
三，系统的技术特点和关键技术：
新的定位系统是利用当今最新的Zigbee技术，提出的一种经济实用，工作可靠的井下人员定位系统。其关键技术包括微功率网络传输技术，微功率网络定位技术，以及微功率长距离射频传输技术。网络定位技术除了当今世界最新的Zigbee网络技术而外，还包括我们自己开发的更适用于我国工业现场，反应速度更快，成本更低的微功率无线网络传输技术；微功率网络采用的是直序扩频技术，和2.4G免费频段，长距离（2公里以上），微功率，高接收灵敏度，低功耗，低成本的无线数传模块。
移动目标的无线身份卡模块：
1． 每一个需要定位的移动目标（例如矿工），都需要随身携带一个无线身份卡模块，或固定在安全帽上的一个纽扣电池驱动的全封闭的模块约（50 x 40 x 8 mm）大小，每个模块的发射功率小于1/1000瓦. 建议使用的SC8836A。
2． 为了增加电池使用寿命，无线身份模块每隔5 -- 30 秒发射一个身份码信号。为了避免井下环境对无线信号的干扰，所有无线身份卡模块使用的都是抗干扰的直序扩频通信方式；同时，在紧急情况时，还可以通过卡上的按钮，随时发出紧急求救信息。
3． 该无线身份模块还可与瓦斯探测等传感器相连，这样，不仅可以根据需要，机动灵活的在不同位置（特别是采掘面）采集各种安全生产所需的信息（例如瓦斯浓度，风压风速等），同时自动地将采集点的位置信息和相关信息传给监控中心。这种瓦斯采集点可以安放在采掘面的某个固定位置，并随采掘面的移动而移动，也可让瓦斯安检人员随设携带，十分方便。当瓦斯浓度超标时，该无线模块可以立即通过Zigbee网络,将浓度信息，位置信息和报警信号传往监控中心，必要时，将同时启动其它

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谢谢

rachel0930

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