基于RFID技术的煤矿机电设备管理系统设计与实现

输送带有以下几种控制原则： 逆煤流启动，顺煤流停 车，输送带停止后，相应的给煤机、除铁器应立即停车。 煤仓煤位闭 锁 给 煤 机 和 来 料 皮 带 。 根 据 生 产 需 要，对 输送带报警信号 进 行 分 级 ，对 一 些 报 警 信 号 只 进 行 报 警，不进行停车处理，对一些信号，接到报警后立即停 车。正常情况停车时，先停给煤机，延时一段时间后再 停输送带，以保证输送带拉空。
2012 年第 6 期
85
基于 RFID 技术的煤矿机电设备管理系统设计与实现
张玉军1 ，邵纪峰2
（ 1． 淄博矿业集团有限公司 许厂煤矿，山东 济宁 272000； 2． 济南东之林智能软件有限公司，山东 济南 250000）
摘 要 该文对煤矿机电设备闭环管理必要性进行了阐述，对 RFID 技术应用到煤矿机电设备管理进行探讨。以 J2EE 为平台架构技术、手持 设备为基础对煤矿机电设备管理进行设计和实现，利用井下无线网络、工业环网，实现矿井上下一体监管。 关键词 RFID 设备管理 手持设备 中图分类号 F273． 4 文献标识码 A doi： 10． 3969 / j． issn． 1005 － 2801． 2012． 06． 52
图 1 机电设备管理射频识别框图 FJN624 阅读器通过发射天线发送特定频率的射 频信号，当电子 标 签 进 入 有 效 工 作 区 域 时 产 生 感 应 电 流，从而获得能量被激活，使得电子标签将自身编码信 息通过内置射频天线发送出去； 阅读器的接收天线接 收到从标签发 送 来 的 调 制 信 号，经 天 线 调 节 器 传 送 到 阅读器信号处 理 模 块，经 解 调 和 解 码 后 将 有 效 信 息 送 至 FJN624 系统进行相关处理； FJN624 系统根据逻辑 运算识别该标 签 的 身 份，针 对 不 同 的 设 定 做 出 相 应 的 处理和控制，最 终 发 出 指 令 信 号 控 制 阅 读 器 完 成 不 同 的读写操作。 FJN624 系统根据阅读的机电设备身份识别码，对
目前，煤矿井下机电设备管理仍以经验管理、人工 管理为主，灾害、事 故 发 生 率 居 高 不 下。 此 外，井 下 多 尘、潮湿等恶劣 环 境 因 素 造 成 机 电 设 备 缺 乏 可 靠 的 跟 踪管理手段。针对这种情况，可以利用 RFID 非接触识 别等特点，以其 为 关 键 技 术 且 与 计 算 机、网 络、信 息 管 理技术、井下手持设备 FJN624 有效结合的井下煤矿机 电设备管理系统，实现设备的动态实时管理，改变矿井 安全管理状况。
图 2 机电设备管理系统主站架构 （ 2） 手持设备 手持式设备采用 FJN624 作为监管平台的硬件载 体，FJN624 矿用本质安全兼隔爆型记录仪是井下安全 管理平台的硬件载体。该记录仪采用 Marvell 公司的 PXA310 624MHz 处理器和微软公司的 Windows CE6． 0 操作系统作为软硬件平台，集成了 RFID 阅读器、红 外测温、Wi － Fi、Bluetooth 等。手持设备机电巡检系统 采取两种工作模式： 在线工作模式和离线工作模式，在 线工作模式下管理系统通过 Wi － Fi 无线模块访问地 面上 WEB 服务器，进行机电设备巡检相关操作； 离线 工作模式下管理系统采用手持式设备井下采集数据， 井上通过无 线 基 站 或 无 线 路 由 器 上 传 数 据 至 地 面 上 WEB 服务器的方式，完成与地面服务器的数据通信。 （ 3） 射频标签选择 等 射 频 标 签 工 作 频 率 分 为 低 频 （ 30kHz ～ 300kHz） 、高频（ 3MHz ～ 30MHz） 和超高频（ 300MHz ～ 3GHz） 。常见的工作频率有低频 125kHz、134． 2kHz 及 高频 13． 56MHz 等。高频标签具有识别距离大，通信
2 系统射频部分构成
煤矿机电设备 管 理 系 统 由 井 下 数 据 采 集 传 输 、地 面控制管理和系统运行网络三大部分组成。其中井下
* 收稿日期：2012 － 04 － 16 作者简介：张玉军（ 1963 － ） ，男，大专，工程师，淄博矿业集团有限
责任公司许厂煤矿。
数据采集传输由 FJN624 内的射频系统完成 RFID 标签 的读写，对机电设备进行身份识别。
射频 识 别 系 统 主 要 由 可 以 被 识 别 的 应 答 器 （ （ Transponder） 或被称为电子标签 （ Tag） ） 、读出设备 （ 或被 称 为 读 写 器 （ Reader） ） 、中 央 计 算 机 处 理 系 统 （ 简称 CPS － Central Processing System） 等 组 成［2］。电 子标签安装在 被 识 别 的 煤 矿 机 电 设 备 上，其 内 在 编 码 作为机电设备的身份识别代码，工作原理如图 1。
系统软件包括两大部分： 地面机电设备管理系统 主站和手持设备 FJN624 机电设备巡检系统。
（ 1） 地面主站系统 地面机电管理 系 统 主 站 主 要 由 计 算 机 、服 务 器 及 其互联网络构成，采用 B / S 结构进行设计，管理系统安 装在 PC 主机上，采用 J2EE 架构，用户通过访问服务器 获取数据。数据库选择 ORACLE 10g，应用服 务 器 为 Web Logic9． 0，系统设计采用 MVC 架构，并根据系统的 扩展情况对 MVC 架构添ຫໍສະໝຸດ Baidu中间层，提高系统的灵活 性。在视图层采用 Web 2． 0 技术，使用户操作系统更 加便捷。其系统架构如图 2。
参考文献：
［1］马正午，周德兴． 过程可视化组态软件 InTouch 应用技术［M］ ． 北京： 机械工业出版社 ［2］WonderWare Corporation． InTouch 中文用户使用手册［M］． USA： WonderWare Corporation
86
2012 年第 6 期
设备存储器内 的 机 电 设 备 记 录 进 行 查 询 ，或 者 通 过 设 备 Wi － Fi 无线网络模块访问地面数据库，实现机电设 备监控、检修周期预警、维修计划执行情况查询等。 3 系统结构设计
1 RFID 技术
RFID 技术是一种非接触自动识别技术，其基本原 理是利用射频信号及其空间藕合、传输特性，实现对静 止或移动中的 待 识 别 物 品 的 自 动 机 器 识 别 ，与 其 他 自 动识别技术相 比 具 有 非 接 触 识 别 、可 识 别 高 速 运 动 的 物体、抗恶劣环境（ 防磁、防水、耐高温、防油污等） 、穿 透性强、保密性 强、可 同 时 识 别 多 个 目 标 对 象、可 擦 写 等特点，因此可以在多种场合下使用［1］。
5 总结
InTouch 具有绘图功能方便、网络功能强大和组态 灵活的特点，其在工业控制系统中应用范围十分广阔，
特别适用于现场参数的动态监控。采用 InTouch 监控 软件实现了胶带输送机运行过程所必须的控制功能， 系统界面友好，开放性好，工作可靠。同时 InTouch 组 态软件可以很方便的打印报表，代替人工记录。实践 运行结果表明，采用 InTouch 的带式输送机监控系统 运行稳定，具有较高的可靠性，可控性和管理性。