基于RFID技术煤矿井下人员定位系统研究

基于RFID技术矿井井下人员定位系统的研究
目前，煤矿井下普遍存在入井人员管理困难，管理人员难以及时
掌握井下人员的动态分布及作业情况，一旦事故发生，对井下人员的
抢救缺乏可靠信息，抢险救灾、安全救护的效率低。

引入和运用煤矿
井下人员定位系统，工作人员佩戴的电子标签通过地下监控节点将其
位置信息传输至监控中心，实时掌握每个人在井下的位置及活动轨迹，对煤矿的安全生产将有积极作用，在一定程度上减少人员伤亡。

平时，上传的位置信息也可以用做工作人员的考勤记录。

1 射频识别技术
1、1 射频识别技术的发展
RFID是20世纪90世纪年代兴起的一种新的非接触式自动识别技术，它利用无线传输方式进行双向数据通信，进而达到自动识别并交
换信息的目的。

近年来，自动识别技术得到了快速普及和推广，自动
识别方法多种多样：条形码是一种应用广泛、廉价的自动识别术，但
条形码信息量小，不能改写；有触点排的IC卡是电子数据载体最普遍
的结构，但在许多情况下，机械触点的接通是不可靠的；RFID却可以
让物品实现真正的自动化管理，其优势非常明显：存储信息量大，每
一个产品拥有独一无二的ID号；读写不需要光源，可以透过外部材料
读取数据；使用寿命长，能在恶劣环境下工作；能够轻易嵌入或附着
在不同形状、类型的产品上；读取距离更远，可以写入及存取数据，
实现标签的内容动态改变；能够同时处理多个标签；标签的数据存取
有密码保护，安全性更高；可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位。

1、2 RFID系统组成
射频识别系统主要由Tag、读写器、天线等组成，一般来说，它还需要其他软件和硬件的支持。

(1)读写器。

读写器可以简化为两个基本功能模块：高频接口模块(发送器和接收器)和控制单元两部分。

读写器读取电子标签中的信息，然后将信息发送到地面监控中心。

(2)无源电子标签。

电子标签由耦合元件和ASIC(IC)组成。

无源电子标签，即没有自己的电源供给的电子标签，由读写器发出的高频场
提供能量。

模拟前端与解调器配合以吸收来自电子标签天线的电流，
整流后使电容充电，再经稳压后为电子标签供电。

2 CAN总线技术
CAN是由ISO定义的串行通讯总线，最初应用在80年代末的汽车
工业里。

它具有高位速率、高抗电磁干扰性、高可靠性而且能够检测
到产生的任何错误。

CAN当微控制器需要相互通信或微控制器和远程外围设备需要相互通信时，它是一种理想的解决方案，在各种控制系统
得到了广泛应用。

CAN采用了新技术及独特的设计，与RS485相比具有突出的可靠性、实时性和灵活性。

CAN具有多主节点的网络特性，总线利用率高，数据传输速度快，可扩充性好，通讯距离长，加中继器通讯距离可达数十
千米，具有可靠的错误处理和检错机制，个别节点失效并不影响整个
通讯网络的运行，实时性好等优点。

另外，CAN的双向通信弥补了
RS485半双工通信的缺陷，不仅能够实现位置信息的上传，必要时，它还可以实时修改地下监测联系人的信息。

比较可知，RS-485网络除了
硬件成本、开发难度比CAN-bus网络稍具优势外其他性能方面都没有
可比性。

在产品更新速度特别快的今天，如果将产品的上市时间，产
品的后期维护软件开发难度等计算在一起，RS-485的硬件成本优势也
变得不十分明显，因而用CAN总线取代RS-485总线是一种比较彻底的
方案。