煤礦課程設(shè)計(jì)報(bào)告

課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目煤礦信息化系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)系部計(jì)算機(jī)工程系專(zhuān)業(yè)班級(jí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)12-11學(xué)號(hào)2012232105姓名辛凡凡指導(dǎo)教師趙德群、蔡亞永完成日期2014.7.7新疆工程學(xué)院教務(wù)處印制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)專(zhuān)業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)班級(jí)12-11課程名稱(chēng)煤礦綜合信息化設(shè)計(jì)題目煤礦信息化系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師趙德群、蔡亞永起止時(shí)間2014年6月30日至7月8日周數(shù)1周設(shè)計(jì)地點(diǎn)B509實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)目的:掌握井下安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、功能和工作原理。設(shè)計(jì)任務(wù)或主要技術(shù)指標(biāo):繪制井下安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)的具體接線圖。明確系統(tǒng)及各個(gè)環(huán)節(jié)的功能；說(shuō)明各設(shè)備的工作原理。設(shè)計(jì)進(jìn)度與要求:第1天:布置任務(wù),查找相關(guān)資料,硬件連接；第2-3天:熟悉硬件原理,繪制系統(tǒng)圖,研究軟件功能；第4-5天：查找相關(guān)資料,撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告；第6-7天:進(jìn)行答辯；主要參考書(shū)及參考資料:韓晉川.煤礦監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安裝與維護(hù),電子科技大學(xué)出版社,2009年12月;李樹(shù)剛.安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù),中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2008年8月。教研室主任（簽名）系（部）主任（簽名）年月日課程設(shè)計(jì)評(píng)定意見(jiàn)設(shè)計(jì)題目:煤礦信息化系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)學(xué)生姓名:辛凡凡專(zhuān)業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)班級(jí)12-11評(píng)定意見(jiàn):評(píng)定成績(jī):指導(dǎo)教師（簽名）:年月日摘要煤礦安全生產(chǎn)關(guān)系人們的安全,關(guān)系著煤礦行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。通過(guò)煤礦信息化系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的需求分析,設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的集煤礦監(jiān)控、人員定位、無(wú)線通訊于一體的井下煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)＂管控一體＂的井下安全生產(chǎn)模式。系統(tǒng)設(shè)計(jì)以安全生產(chǎn)為原則,以人員定位和無(wú)線通訊為核心,配置各個(gè)監(jiān)控分站和傳感器的參數(shù),并在監(jiān)控主機(jī)上安裝相應(yīng)的軟件,實(shí)現(xiàn)礦井協(xié)調(diào)統(tǒng)一的綜合監(jiān)測(cè)、監(jiān)控、調(diào)度指揮與控制。并且詳細(xì)論述井下安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、功能和工作原理。關(guān)鍵詞:無(wú)線通訊；人員定位；傳感器；監(jiān)控主機(jī)；分站

目錄第1章系統(tǒng)概況 第1章系統(tǒng)概況1.1建設(shè)目標(biāo)此次煤礦信息化系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是建設(shè)一個(gè)集煤礦監(jiān)控、人員定位、無(wú)線通訊于一體的信息化系統(tǒng),將礦井的各個(gè)控制系統(tǒng)及各工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的視頻監(jiān)控匯聚到集成監(jiān)控平臺(tái),充分考慮子系統(tǒng)的接入與整合,節(jié)省投資、資源共享,提高系統(tǒng)功能,從而為信息化礦井建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。系統(tǒng)建成后,使各自動(dòng)化子系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效集成和有機(jī)整合,實(shí)現(xiàn)相關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的綜合分析,集控中心人員或相關(guān)專(zhuān)業(yè)部門(mén)人員通過(guò)相應(yīng)的權(quán)限對(duì)安全和生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和進(jìn)行必要的控制,實(shí)現(xiàn)全礦井的數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)調(diào)度、決策指揮的信息化,為礦井預(yù)防和處理各類(lèi)突發(fā)事故和自然災(zāi)害提供有效手段。總之：系統(tǒng)運(yùn)行后,設(shè)備穩(wěn)定,傳輸可靠,系統(tǒng)安全,實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一,達(dá)到監(jiān)控、管理、通訊一體化的目的,建成本質(zhì)安全型的數(shù)字化礦井。1.2建設(shè)要求煤礦信息化系統(tǒng)由軟件集成和硬件部分組成,集控中心服務(wù)器與井下子系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)交換方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信與采集,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效綜合集成,將實(shí)時(shí)、歷史及綜合的數(shù)據(jù)形成生產(chǎn)調(diào)度信息,分析后為管理層提供決策依據(jù),專(zhuān)業(yè)操作員根據(jù)相關(guān)信息對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行操控,從而實(shí)現(xiàn)煤礦監(jiān)控、人員定位、無(wú)線通訊一體化?；竟δ苋缦?1.在物理上和邏輯上充分考慮硬件和軟件冗余,確保網(wǎng)絡(luò)的安全。2.實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊,確保通訊系統(tǒng)可以及時(shí)的傳達(dá)信息。3、監(jiān)控主機(jī)能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的采集到子系統(tǒng)的工況及環(huán)境參數(shù),實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)與控制。4、系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定性強(qiáng),界面友好,操作簡(jiǎn)單,維護(hù)方便。5.實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)點(diǎn)的狀態(tài)與數(shù)據(jù)。6.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息高度集成。1.3建設(shè)內(nèi)容煤礦信息化系統(tǒng)通過(guò)地面集控中心主機(jī)對(duì)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)的采集主要由各個(gè)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn),從而使子系統(tǒng)數(shù)據(jù)達(dá)到有效集成,無(wú)線通訊基站為煤礦信息化系統(tǒng)建立了網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái),總體實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)測(cè)控制和無(wú)線通訊。具體建設(shè)內(nèi)容如下:1.煤礦監(jiān)控系統(tǒng)千兆工業(yè)以太網(wǎng)傳輸平臺(tái)就相當(dāng)于在礦區(qū)修建了一條信息高速公路,通過(guò)在地面及井下部署工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成千兆工業(yè)以太網(wǎng),將來(lái)井上井下各控制系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)都能夠通過(guò)此傳輸平臺(tái)匯聚到礦調(diào)度集控中心。2.人員定位系統(tǒng)各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過(guò)信息高速公路傳輸?shù)浇y(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù),通過(guò)調(diào)度集成監(jiān)控平臺(tái)可以對(duì)全礦井的控制數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理3.無(wú)線通訊系統(tǒng)無(wú)線通信(或稱(chēng)無(wú)線電通信)的類(lèi)型很多,可以根據(jù)傳輸方法、

頻率范圍、

用途等分類(lèi)。不同的無(wú)線通信系統(tǒng),其設(shè)備組成和復(fù)雜度雖然有較大差異,但它們的基本組成不變,礦井無(wú)線通訊系統(tǒng)是充分考慮煤礦井下的工作環(huán)境與生產(chǎn)調(diào)度等特點(diǎn)專(zhuān)為煤礦服務(wù)的無(wú)線通訊系統(tǒng)、既有地面無(wú)線通訊設(shè)備的高可靠性,又有可作為煤礦井下的無(wú)線信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)的高性能,實(shí)現(xiàn)煤礦井下的無(wú)線調(diào)度移動(dòng)通訊的功能。第2章總系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本次課程設(shè)計(jì)主要有三個(gè)主機(jī),分別為井下煤礦監(jiān)控主機(jī)、人員定位主機(jī)和無(wú)線通訊主機(jī),在實(shí)驗(yàn)中使用了七個(gè)傳感器,這些傳感器、讀卡器和天線分別由三個(gè)分站管理和監(jiān)控,在主機(jī)安裝相應(yīng)的軟件并進(jìn)行配置之后,可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的操控和管理。如下圖2.1煤礦信息化系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)所示。圖2.1煤礦信息化系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)第3章井下安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)3.1井下煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的組成系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)分為管理層、控制層和設(shè)備層三層結(jié)構(gòu)。1.管理層為礦地面局域網(wǎng)系統(tǒng)；管理層通過(guò)礦局域網(wǎng)系統(tǒng),在各臺(tái)計(jì)算機(jī)上,可以在統(tǒng)一的界面下根據(jù)權(quán)限和等級(jí)查看全礦的所有信息,將本部門(mén)的信息向管理網(wǎng)公布,實(shí)現(xiàn)全礦安全生產(chǎn)的信息化管理。2.控制層以工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái),主要由整個(gè)監(jiān)控中心設(shè)備及環(huán)網(wǎng)平臺(tái)；控制層是在工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)上接入的操作站、工程師站上,通過(guò)綜合自動(dòng)化軟件平臺(tái)向設(shè)備層的控制器發(fā)送控制指令,并實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)子系統(tǒng)設(shè)備的集中控制。如:主煤流運(yùn)輸、井下排水、瓦斯抽放等,或?qū)λ性O(shè)備和環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)。如:瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)、輔助運(yùn)輸信號(hào)等。3、設(shè)備層采用現(xiàn)場(chǎng)總線,保證了現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性,主要由各自動(dòng)化子系統(tǒng)設(shè)備組成。設(shè)備層主要包括：設(shè)備操作臺(tái)、PLC控制箱、傳感器、執(zhí)行器、開(kāi)關(guān)柜、智能變配電裝置、行程開(kāi)關(guān)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。是具體控制動(dòng)作的執(zhí)行者。3.2煤礦監(jiān)控的系統(tǒng)主要設(shè)備3.2.1CQQCC6200地面環(huán)網(wǎng)交換機(jī)CQQCC6200地面環(huán)網(wǎng)交換機(jī)通過(guò)光信號(hào)連接井下工業(yè)以太網(wǎng)本安終端設(shè)備。交換機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化解環(huán)處理,把經(jīng)過(guò)交換處理的數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁h(yuǎn)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)或者中心站。3.2.2KHX90型通訊線路避雷器通訊避雷器采用半導(dǎo)體放電原理。用阻抗線圈、TVS、熔斷保險(xiǎn)絲和壓敏電阻等專(zhuān)用器件組成浪涌保護(hù)裝置。工作時(shí),一旦出現(xiàn)沿通訊線路輸入的電壓超過(guò)限制電壓的情況（含雷電竄入）,保險(xiǎn)絲熔斷,內(nèi)部二極管兩端的電壓達(dá)到崩潰值時(shí),壓敏電阻的阻值也將瞬間減小,同時(shí)保護(hù)裝置中的壓敏電阻電阻迅速降低,將過(guò)電壓通過(guò)地線導(dǎo)入大地,從而將瞬態(tài)的過(guò)電壓箝位在特定值上。TVS二極管為箝位類(lèi)型的過(guò)電壓保護(hù)元件。3.2.3KG9701A型低濃度甲烷傳感器KG9701A型低濃度甲烷傳感器采用載體催化原理測(cè)量甲烷濃度。載體催化元件與金屬膜電阻、調(diào)節(jié)電位器組成傳感探頭。工作時(shí),被測(cè)環(huán)境中的甲烷以擴(kuò)散方式進(jìn)入傳感器探頭氣室與敏感元件發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生與甲烷濃度相應(yīng)的電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)放大后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,然后送往中央處理單元89C51單片微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后發(fā)往與之相連的井下監(jiān)控分站以及地面中心站,實(shí)現(xiàn)井下聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控及就地?cái)?shù)字顯示和聲光報(bào)警。3.2.4GTH500(B)型一氧化碳傳感器傳感器采用了電化學(xué)CO敏感元件。實(shí)際測(cè)量時(shí),當(dāng)敏感元件接觸到環(huán)境中擴(kuò)散的CO氣體通過(guò)過(guò)濾塵罩經(jīng)CO敏感元件透氣膜擴(kuò)散進(jìn)入到具有恒定電位的電極上,在電極催化劑作用下與電解液中水發(fā)生陽(yáng)極氧化反應(yīng)。在工作電極上所釋放的電子產(chǎn)生與CO濃度成正比的電流,經(jīng)檢測(cè)電路溫度補(bǔ)償,再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后進(jìn)入單片機(jī)處理成與被測(cè)一氧化碳值線性一致的頻率（電流）信號(hào)送往井下系統(tǒng)分站,同時(shí)實(shí)現(xiàn)本機(jī)就地一氧化碳數(shù)值顯示。送達(dá)分站的一氧化碳信號(hào)經(jīng)專(zhuān)用通信接口裝置和電纜送到地面控制中心站實(shí)現(xiàn)井下一氧化碳的連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)控。3.2.5GF型風(fēng)流壓力傳感器GF型風(fēng)流壓力傳感器采用阻變測(cè)力原理監(jiān)測(cè)井下被測(cè)環(huán)境中的風(fēng)壓狀況。探頭為壓阻擴(kuò)散硅組成的全橋,當(dāng)被測(cè)環(huán)境中的風(fēng)壓變化量進(jìn)入探頭后,測(cè)量電橋及相關(guān)電路即將該變化量轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)電壓信號(hào),然后經(jīng)A/D變換,再送入單片機(jī)處理,最終實(shí)現(xiàn)就地風(fēng)壓數(shù)字顯示,同時(shí)以頻率信號(hào)的形式送往相聯(lián)的井下監(jiān)控系統(tǒng)分站,經(jīng)通信接口裝置和電纜,將風(fēng)壓數(shù)據(jù)送達(dá)地面中心站,從而實(shí)現(xiàn)負(fù)壓的連續(xù)時(shí)實(shí)遙測(cè)。3.2.6GFW15型風(fēng)速傳感器在流體中插入非流線體（旋渦體）,當(dāng)流速大于基本值后,在旋渦體的兩邊產(chǎn)生兩列方向相反交替出現(xiàn)的旋渦,這兩列旋渦稱(chēng)為卡門(mén)渦街。產(chǎn)生的旋渦頻率f與流速成線性關(guān)系。只要測(cè)到旋渦頻率即可得到流速值。在旋渦體一定距離內(nèi)垂直于旋渦體軸線方向設(shè)置一對(duì)壓電超聲換能器,發(fā)射換能器發(fā)出等幅連續(xù)的超聲波、通過(guò)空氣被接收換能器接收形成聲束,當(dāng)旋渦經(jīng)過(guò)時(shí),使等幅連續(xù)的超聲波束發(fā)生折射、反射和偏轉(zhuǎn),即旋渦頻率被超聲波束調(diào)制,在接收到調(diào)制聲波后,輸出已調(diào)制的電訊號(hào)。這個(gè)被調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)放大濾波整形變成直流脈沖信號(hào)。超聲波發(fā)射電路產(chǎn)生連續(xù)等幅的振蕩信號(hào),其振蕩頻率為190KHZ左右,這個(gè)信號(hào)加到發(fā)射換能器上,換能器將等幅連續(xù)的電信號(hào)轉(zhuǎn)變成等幅連續(xù)的超聲波束通過(guò)空氣傳送到接收換能器上,超聲波通過(guò)空氣時(shí),被旋渦調(diào)制,接收換能器把接收到的已被旋渦調(diào)制的信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào),再經(jīng)濾波、整形,變成方波脈沖信號(hào)。該信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字化處理。3.2.7KGU9901型液位傳感器該傳感器主要由壓阻式傳感頭和主機(jī)組成,壓阻式傳感頭采用全密封潛入式擴(kuò)散硅式傳感器。主機(jī)機(jī)箱采用防水防爆機(jī)箱,傳感器對(duì)液位測(cè)量的基本原理,就是把液體深度成正比的液體靜壓力,通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換成電流（或電壓）信號(hào)輸出,從而建立起輸出電信號(hào)與液體深度成線性對(duì)應(yīng)關(guān)系,實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的測(cè)量。3.2.8GFK40T型風(fēng)門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)傳感器該風(fēng)門(mén)傳感器采用電磁原理的開(kāi)關(guān)量傳感器電路原理如圖3.1GFK40T型風(fēng)門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)傳感器所示。圖3.1GFK40T型風(fēng)門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)傳感器3.2.9GT-L(A)型開(kāi)停傳感器傳感器運(yùn)用磁場(chǎng)感應(yīng)的測(cè)試原理,采取感應(yīng)的方式,連續(xù)監(jiān)測(cè)被控設(shè)備的開(kāi)停狀態(tài),并隨時(shí)將監(jiān)測(cè)到的設(shè)備開(kāi)停狀況轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)送往井下分站。3.3煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。圖3.2煤礦監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.4煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的功能在煤礦安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上,有效管理煤礦各類(lèi)數(shù)據(jù),為管理操控者提供決策支持。并輔助煤礦工作人員更高效,更便捷,更順暢的進(jìn)行業(yè)務(wù)工作,這是一套綜合的管理系統(tǒng)。3.5煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理井下安全監(jiān)控系統(tǒng)是以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為核心的直接數(shù)字控制系統(tǒng),主要由煤礦監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控分站、傳感器、避雷器、集線器等組成。整個(gè)系統(tǒng)由地面監(jiān)控中心站集中、連續(xù)的對(duì)地面的井下各種環(huán)境參數(shù)等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、分析處理、動(dòng)態(tài)顯示、統(tǒng)計(jì)存儲(chǔ)、超限報(bào)警和統(tǒng)計(jì)報(bào)表等；井下監(jiān)控分站及電源完成對(duì)各種傳感器的集中供電,并對(duì)采集到的傳感器信息進(jìn)行分析預(yù)處理,超限可以發(fā)出聲光報(bào)警,以達(dá)到對(duì)整個(gè)煤礦工作流程的安全控制與預(yù)防。第4章人員定位系統(tǒng)4.1人員定位系統(tǒng)的組成本系統(tǒng)主要由上位機(jī)、分站、讀卡器、標(biāo)識(shí)卡、接口（RS485）、交換機(jī)（TCP/IP）組成。傳輸介質(zhì)為電纜或者光纖。4.2人員定位系統(tǒng)主要設(shè)備4.2.1FDY50型礦用移動(dòng)式讀卡器FDY50型礦用移動(dòng)式讀卡器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)讀卡器)用于識(shí)別煤礦井下無(wú)線標(biāo)識(shí)。它是一種射頻電子標(biāo)簽識(shí)別設(shè)備,整個(gè)電路設(shè)計(jì)為本質(zhì)安全型。讀卡器可在較大范圍內(nèi)同時(shí)識(shí)別快速移動(dòng)的多張識(shí)別卡,識(shí)別準(zhǔn)確率高；具有接收識(shí)別卡緊急求救信息；具有搜尋某一區(qū)域內(nèi)識(shí)別卡；也可對(duì)某一區(qū)域內(nèi)識(shí)別卡進(jìn)行群呼等功能；性能穩(wěn)定可靠；外殼密封,滿足煤礦井下潮濕、粉塵多等環(huán)境應(yīng)用要求。讀卡器由主板、發(fā)射模塊及匹配網(wǎng)絡(luò)、微帶貼片天線、通訊及保護(hù)電路、顯示及指示電路等部分組成。顯示及指示電路高性能微處理器信號(hào)解調(diào)電路本安電源高頻阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)高靈敏度微帶貼片天線通訊及保護(hù)電路讀卡器以2.4GHz射頻電路和高性能CPU為核心,2.4GHz射頻電路集成了物理層和高級(jí)數(shù)據(jù)鏈協(xié)議,CPU采用功能強(qiáng)大的16位超低功耗單片機(jī),可靠性高。接收到有效信號(hào)后,形成對(duì)應(yīng)標(biāo)識(shí)號(hào)的記錄信息并暫存,并進(jìn)行聲光提示。如果讀卡器有對(duì)識(shí)別卡的命令操作,則對(duì)該識(shí)別卡下發(fā)相應(yīng)的命令?？梢酝ㄟ^(guò)操作按鍵實(shí)現(xiàn)搜尋、查詢(xún)等功能。4.2.2KGE116C/D型識(shí)別卡識(shí)別卡電路采用非充電鋰電池供電。以ISM2.4GHz頻段的特高頻載波調(diào)制模塊和高性能、低功耗的微處理器為核心。2.4GHz射頻電路集成了高級(jí)數(shù)據(jù)鏈協(xié)議,采用ShockBurst工作模式,識(shí)別卡在KJF210A/B型礦用讀卡器接收區(qū)域周期可調(diào)地發(fā)射電子標(biāo)識(shí)信息,實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊,無(wú)線傳輸速率高達(dá)1Mbps,減小了信號(hào)在空中傳輸時(shí)間,降低了干擾的可能性。和諧的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)及高增益的天線,降低了信號(hào)駐波比,提高了發(fā)射效率,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離識(shí)別。微處理器采用功能強(qiáng)大的16位超低功耗單片機(jī),該芯片內(nèi)集成有2K字節(jié)Flash、256字節(jié)EPROM、256字節(jié)RAM、2只16位定時(shí)計(jì)數(shù)器、內(nèi)置看門(mén)狗電路,集成度高,提高了系統(tǒng)的可靠性。采用節(jié)能算法,保證了電池的有效工作壽命。4.3人員定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本組成如圖4.1射頻識(shí)別系統(tǒng)所示。圖4.1射頻識(shí)別系統(tǒng)人員定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4.2所示。4.2人員定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖4.4人員定位系統(tǒng)的功能當(dāng)井下人員遇險(xiǎn)時(shí),可觸發(fā)求救按鈕,地面將及時(shí)報(bào)警,并查詢(xún)顯示是誰(shuí)、在什么時(shí)間、什么地點(diǎn)求救；在井下某區(qū)域有危險(xiǎn)需要撤離人員時(shí),在地面監(jiān)控主機(jī)可向井下需撤離人員群發(fā)緊急撤離通知,井下人員即可通過(guò)聲音和指示燈及時(shí)得到撤離消息。4.5人員定位系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)定位采用的技術(shù)為RFID射頻識(shí)別技術(shù),RFID技術(shù)利用無(wú)線射頻方式在閱讀器和射頻卡之間進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸,以達(dá)到目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換的目的。RFID系統(tǒng)的組成:1.標(biāo)簽(Tag,即射頻卡):由耦合元件及芯片組成,標(biāo)簽含有內(nèi)置天線電源,用于和射頻天線間進(jìn)行通信（標(biāo)識(shí)卡）。2.閱讀器：讀取(在讀寫(xiě)卡中還可以寫(xiě)入)標(biāo)簽信息的設(shè)備（讀卡器）。3.天線:在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)（讀卡器）。人員定位系統(tǒng)工作原理：系統(tǒng)人員定位分站的無(wú)線收發(fā)數(shù)據(jù)板將低頻的加密數(shù)據(jù)載波信號(hào)經(jīng)發(fā)射天線向外發(fā)送；人員隨身攜帶的KGE26標(biāo)識(shí)卡進(jìn)入低頻的發(fā)射天線工作區(qū)域后被激活（未進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域標(biāo)識(shí)卡不工作）,同時(shí)將加密的載有目標(biāo)識(shí)別碼的信息經(jīng)卡內(nèi)高頻發(fā)射模塊發(fā)射出去；接收天線接收到KGE26標(biāo)識(shí)卡發(fā)來(lái)的載波信號(hào),經(jīng)分站主板接收處理后,提取出目標(biāo)識(shí)別碼通過(guò)通過(guò)DPSK或RS485遠(yuǎn)距離通訊線送地面監(jiān)控計(jì)算機(jī),完成礦井人員自動(dòng)跟蹤定位管理。第5章無(wú)線通訊系統(tǒng)5.1無(wú)線通訊系統(tǒng)的組成本系統(tǒng)由三部分構(gòu)成:第一部分:地面管理中心。通過(guò)設(shè)置在地面的管理主機(jī),可實(shí)時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、語(yǔ)音、短信群發(fā)等功能。包含的主要設(shè)備為管理主機(jī)、管理軟件和通訊配套設(shè)備。第二部分:數(shù)據(jù)傳輸部分。數(shù)據(jù)傳輸部分主要由工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺(tái)、防爆電源、無(wú)線通信基站等組成。通過(guò)RJ45端口就近接入工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)。第三部分：數(shù)據(jù)終端。數(shù)據(jù)終端部分的作用是實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)覆蓋和無(wú)線通訊,它所包含的主要設(shè)備包括本安手機(jī)和人員定位卡。5.2無(wú)線通訊設(shè)備主要設(shè)備5.2.1KTW118K(B)型礦用無(wú)線通信基站KTW118K(B)型礦用無(wú)線通信基站,是為解決礦用無(wú)線通信問(wèn)題而專(zhuān)門(mén)研制的傳輸設(shè)備。該裝置是KT106型礦用無(wú)線通訊系統(tǒng)的有線信號(hào)與無(wú)線信號(hào)的轉(zhuǎn)換及實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)覆蓋的裝置。工作原理：KTW118K(B)型礦用無(wú)線通信基站采用調(diào)制解調(diào)原理轉(zhuǎn)換和發(fā)送無(wú)線信號(hào)?；窘邮盏绞謾C(jī)的信號(hào)后將其調(diào)制打包,通過(guò)礦用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)送到地面的管理主機(jī),經(jīng)主機(jī)處理后又經(jīng)交換機(jī)送到覆蓋呼叫目標(biāo)所在區(qū)域的基站,呼叫目標(biāo)攜帶的手機(jī)接收信號(hào)后調(diào)制成語(yǔ)音給與持機(jī)者,完成通話。1、主要用途:實(shí)現(xiàn)礦用無(wú)線通訊系統(tǒng)有線信號(hào)與無(wú)線信號(hào)的轉(zhuǎn)換及無(wú)線信號(hào)的覆蓋。2、適用范圍:地面及礦井下需要無(wú)線語(yǔ)音通訊的位置。5.2.2KTW117K(C)礦用本安型手機(jī)手機(jī)主要由射頻部分、邏輯部分和電源部分組成。射頻部分由接收信號(hào)部分和發(fā)送信號(hào)部分組成。手機(jī)在接收信號(hào)時(shí),首先利用專(zhuān)用芯片把天線接收到的發(fā)射、接收信號(hào)分開(kāi),使收發(fā)互不干擾。通過(guò)濾波、放大、混頻經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送數(shù)字信號(hào)處理器做進(jìn)一步的處理。發(fā)射信號(hào)時(shí),由數(shù)字信號(hào)處理器給出信號(hào)經(jīng)振蕩電路形產(chǎn)生載波信號(hào),經(jīng)分頻、鑒相、放大后送天線發(fā)射出去。手機(jī)通話時(shí)發(fā)送語(yǔ)音時(shí)通過(guò)語(yǔ)音的壓縮算法對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)編碼進(jìn)行壓縮處理,然后把這些語(yǔ)音數(shù)據(jù)按TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打包,經(jīng)過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)包送至接收地,接收語(yǔ)音時(shí)把這些語(yǔ)音數(shù)據(jù)包串起來(lái),經(jīng)過(guò)解壓處理后,恢復(fù)成原來(lái)的語(yǔ)音信號(hào),從而達(dá)到傳送語(yǔ)音的目的。手機(jī)內(nèi)置的定位識(shí)別芯片進(jìn)入基站或讀卡器識(shí)別區(qū)后,會(huì)主動(dòng)發(fā)送識(shí)別信息,實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別的功能。5.3無(wú)線通訊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)KTW118K(B)型礦用無(wú)線通信基站采用接口、電源一體化設(shè)計(jì),外型結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體?；緝?nèi)主要包括電源模塊、無(wú)線信號(hào)轉(zhuǎn)換板,指示燈等零部件、讀卡模塊。無(wú)線通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖5.1所示。5.1無(wú)線通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖5.4無(wú)線通訊系統(tǒng)的功能語(yǔ)音功能:在無(wú)線基站信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)一對(duì)一方式的語(yǔ)音通訊、支持中文短消息；無(wú)線基站和手機(jī)采用IP方式接入,基站支持遠(yuǎn)程控制；通話狀態(tài)顯示功能應(yīng)包括參與通話號(hào)碼、通話發(fā)起者、通話相應(yīng)者、通話開(kāi)始時(shí)間、目前會(huì)話狀態(tài)；通話日志功能應(yīng)能記錄一定期限的通話歷史記錄,含通話號(hào)碼、通話時(shí)間和通話時(shí)長(zhǎng)等；定位系統(tǒng)功能:對(duì)井下人員可實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè),位置顯示,軌跡再現(xiàn)及分布情況；標(biāo)識(shí)卡采用嵌入式微處理器,在嵌入式軟件的控制下,實(shí)現(xiàn)睡眠、喚醒、解碼、編碼、通信及信息碰撞處理等功能；分站具有顯示人員編碼和時(shí)鐘功能,可用遙控器查詢(xún)記錄；系統(tǒng)中心站及網(wǎng)絡(luò)終端可以聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行,使網(wǎng)上所有終端在使用權(quán)限范圍內(nèi)都能共享監(jiān)測(cè)信息,查詢(xún)各類(lèi)數(shù)據(jù)報(bào)表。礦井一旦發(fā)生安全事故,監(jiān)控中心在第一時(shí)間內(nèi)可以知道被困人員的基本情況,便于事故救助工作的開(kāi)展。5.5無(wú)線通訊系統(tǒng)的工作原理煤礦無(wú)線通訊系統(tǒng)集無(wú)線通訊技術(shù)、射頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體,將