煤矿井下人员定位系统
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2019/1/6 第六章 煤矿井下人员定位系统 2
2、意义
煤矿井下人员定位系统又称煤矿井下人员位置监测系统或 煤矿井下作业人员管理系统，是由地面监控中心主计算机在系统 软件支持下，通过数据传输接口和沿巷道铺设的通讯光缆或电缆， 无间断、即时地对井下安装的无线数据采集器进行数据信息采集， 无线数据采集器将自动采集有效识别距离内的标识卡的信息，并 通过传输网络将相关数据传送至地面中心站。 该系统能够实现对矿井人员位置、携卡人员出入井时刻、 重点区域出入时刻、限制区域出入时刻、工作时间、井下和重点 区域人员数量、井下人员活动路线等监测、显示、打印、存储、 查询、异常报警、路径跟踪、管理等功能。充分利用矿井安全监 测监控系统平台，无须重复布线，仅需增加相应的人员跟踪定位 无线数据采集基站、无线编码发射器、人员跟踪定位处理软件即 可实现。能够清楚掌握每个人员在煤矿井下的位置及活动轨迹， 为事故抢险提供科学依据。
2019/1/6 第六章 煤矿井下人员定位系统 7
第二节 矿井下无线通讯及射频识别技术
一、煤矿井下无线通讯技术 1、目前常用的无线通信方式 1）蓝牙技术 蓝牙技术是一种全球通用的小范围无线通信技术，是针 2）红外技术 对目前近距离便携式器件之间的红外线链路（ IrDA）而提出的， 红外技术是一种利用红外线进行点对点通信的技术。 3）超宽频技术（ UWB） 是低成本、短距离无线个人网络传输应用，其主要目标是提供一 优点：是无须申请频率使用权，因而红外通信成本低廉； 超宽频技术（ Ultra WideBand，UWB）是一种独特的、 4）Wi-Fi 技术 个全世界通行的无线传输环境，通过无线电波来实现所有移动设 体积小，功耗低，连接方便，简单易用的特点；由于数据传输率 很有前景的无线通信技术。 5）Zigbee Wi-Fi技术 （wireless fidelity，无线保真）即802.11b/g标准工 备之间的信息传输服务。 较高，因而适于传输大容量的文件和多媒体数据；红外线发射角 优点：该技术在时域中以纳秒级的非正旋波窄脉冲信号为 作在2.4GHz 的频带，采用 调制技术，传输速率最高分别可 基于 IEEE 802.15.4CCK 协议规定的 ZigBee技术是一种新兴的 优点：蓝牙技术应用红外线收发器连接虽然能免去电线 度较小，传输安全性高。 载波，因而在领域中具有扁平的很宽的频谱，目前建议标准的带 达到 11Mbit/s和54Mbit/s 。Wi-Fi 是由AP（ Access Point，无线 无线通信技术：蜜蜂（ bee ）+“嗡嗡”（ zig ） 或电缆的连接； 不足：它是一种视距传输，两个相互通信的设备之间必须 宽为55Mb/s ，通过调频避免与其他无线信号的冲突；由于结构简 访问节点）和无线网卡组成的无线网络。 优点：近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率（工作速 缺点：距离只限于1~2m，而且必须在视线上直接对准， 对准，中间不能被其他物体阻隔，因而该技术只能用于两台设备 单，且成本低，在家用方面很有市场。 优点：速度快，可靠性高，在开放性区域，通讯距离可达 率大约为 20~250 kb/s）、低成本（不到蓝牙的1/10）、安全 中间不能有任何阻挡，同时直限于在两个设备之间进行连接，不 之间的连接。 缺点：可能会成为潜在的干扰源，同时由于功率限制，传 305m ，在封闭性区域，通讯距离为 76m 到122m，方便与现有的 （提供了三级安全模式）以及自动动态组网与自主路由。主要适 能同时连接更多的设备。 输距离短，只有10m左右的距离。 有线以太网络整合；可移动性、价格低廉。 合用于自动控制和远程控制领域，支持地理定位功能，它是一种 介于无线标记技术和蓝牙技术之间的技术方案，可以嵌入许多其 2019/1/6 第六章 煤矿井下人员定位系统 它的设备。
2019/1/6 第六章 煤矿井下人员定位系统 3
煤矿井下人员位置监测系统在遏制超定员生产、事故应急救 援、领导下井带班管理、特种作业人员管理、井下作业人员考勤 等方面发挥着重要作用。 （1）遏制超定员生产； （2）防止人员进入危险区域； （3）及时发现未按时升井人员； （4）加强特种作业人员管理； （5）加强干部带班管理； （6）煤矿井下作业人员考勤管理； （7）应急救援与事故调查技术支持（系统有2h备用电源、标识 卡电池7D）； （8）持证上岗管理； （9）具有紧急呼叫功能的系统； （10）减少工作量、提高工作效率； （11）加强企业内部之间信息共享 。
煤矿井下人员定 位系统
第一节 概 述 一、煤矿井下人员定位系统的装备必要性及意义
1、必要性 有利于日常井下人员管理和矿井事故发生后的井下救援工作。 《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知（国发 [2010]23号）》要求煤矿和非煤矿山要安装： 监测监控系统 井下人员定位系统 紧急避险系统 压风自救系统 供水施救系统 通信联络系统等技术装备 要求于3年之内完成。逾期未安装的，依法暂扣安全生产许可 证、生产许可证。
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二、煤矿井下人员定位系统组成及工作原理 1、组成：煤矿井下人员位置监测系统一般由标识卡、位置监测 分站、电源箱（可与分站一体化）、传输接口、主机（含显示 器）、系统软件、服务器、打印机、大屏幕、UPS电源、远程终
端、网络接口、电缆和接线盒等组成。
防火墙 交换机 路由器 矿务局（集团公司） 重点产煤县、市
源自文库
服 务 器
服 务 器
主 机 打 印 机
主 机 打 印 机
电 视 墙 或 投 影
用 户
用 户
传输接口
分站
分站
识 别 卡
识 别 卡
识 别 卡
识 别 卡
煤矿井下人员位置监测系统组成
2019/1/6
煤矿井下人员位置监测系统示意图
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第六章 煤矿井下人员定位系统
2、煤矿井下人员定位系统工作原理
在井下需要进行人员跟踪的区域和巷道中根据现场具体需要 放置一定数量的多功能分站，系统的分站是采集信号的关键部件， 形成系统后，它将不断地通过发射天线发出载波信号（寻找信 号）。当带有标识卡的职工通过分站附近时，它发出的固定频率 的电磁场将同标识卡芯片里的谐振电路产生共振，这时，标识卡 芯片即被唤醒，原本处于“体眠状态”的芯片被激活并将含有自 身种类识别码标志（姓名、年龄、所属单位、工种、通过时间等） 的信息代码调制到载波上经卡内天线发射出。 安装在分站里的读卡模块是采集射频标识卡的第一门户通道， 也是读卡器中最重要的个功能部件。读卡模块内部集成了无线接 收电路及发生基波信号的功率输出电路。它将接受到标识卡发来 的识别码信息在其内部经读卡模块的解调、带通滤波整形后由输
出电路输出序列串行信号
2019/1/6 第六章 煤矿井下人员定位系统 6
三、煤矿井下人员定位系统分类及装备要求 1、煤矿井下人员定位系统分类 1 ）按工作原理分：场强式、射频标签式、其他。 2 、煤矿井下人员定位系统装备要求 2）按信号传输方向分：单向、半双工、全双工。 （ 1）各个人员出入井口、采掘工作面等重点区域出/入口、盲巷 3）按标识卡结构分：与矿灯一体、与手机一体、与BP机一体、 等限制区域等地点应设置分站，并能满足相关要求。 帽卡、胸卡、腰卡、其他。 （ 2）巷道分支处应设置分站，并能满足监测携卡人员出/入方向 4）按系统结构分类：独立式、与煤矿安全监控系统一体、与 的要求。 煤矿井下移动通信系统一体、其他。 （ 3）下井人员应携带标识卡。标识卡严禁擅自拆开。 5）按标识卡供电方式分：有源卡、无源卡。 （ 4）工作不正常的标识卡严禁使用。两个多10%。 6）按标识卡的工作频率分：特高频（ 300MHz~3GHz）、超高 （ 5）矿调度室应设置显示设备，显示井下人员位置等。 频（ 3GHz~30GHz）、其他。 （ 6）设正常和唯一性检测的装置，可采用虹膜、人脸等自动检测 7）按功能分：非连续监测式、连续监测式、其他。 方法。 煤矿井下人员位置监测系统标识卡正常工作和下井人员每人 一张卡，且仅携带表明自己身份的卡，是遏制超能力生产、加强 煤矿井下作业人员管理、为应急救援提供技术支持的必要条件。
2、意义
煤矿井下人员定位系统又称煤矿井下人员位置监测系统或 煤矿井下作业人员管理系统，是由地面监控中心主计算机在系统 软件支持下，通过数据传输接口和沿巷道铺设的通讯光缆或电缆， 无间断、即时地对井下安装的无线数据采集器进行数据信息采集， 无线数据采集器将自动采集有效识别距离内的标识卡的信息，并 通过传输网络将相关数据传送至地面中心站。 该系统能够实现对矿井人员位置、携卡人员出入井时刻、 重点区域出入时刻、限制区域出入时刻、工作时间、井下和重点 区域人员数量、井下人员活动路线等监测、显示、打印、存储、 查询、异常报警、路径跟踪、管理等功能。充分利用矿井安全监 测监控系统平台，无须重复布线，仅需增加相应的人员跟踪定位 无线数据采集基站、无线编码发射器、人员跟踪定位处理软件即 可实现。能够清楚掌握每个人员在煤矿井下的位置及活动轨迹， 为事故抢险提供科学依据。
2019/1/6 第六章 煤矿井下人员定位系统 7
第二节 矿井下无线通讯及射频识别技术
一、煤矿井下无线通讯技术 1、目前常用的无线通信方式 1）蓝牙技术 蓝牙技术是一种全球通用的小范围无线通信技术，是针 2）红外技术 对目前近距离便携式器件之间的红外线链路（ IrDA）而提出的， 红外技术是一种利用红外线进行点对点通信的技术。 3）超宽频技术（ UWB） 是低成本、短距离无线个人网络传输应用，其主要目标是提供一 优点：是无须申请频率使用权，因而红外通信成本低廉； 超宽频技术（ Ultra WideBand，UWB）是一种独特的、 4）Wi-Fi 技术 个全世界通行的无线传输环境，通过无线电波来实现所有移动设 体积小，功耗低，连接方便，简单易用的特点；由于数据传输率 很有前景的无线通信技术。 5）Zigbee Wi-Fi技术 （wireless fidelity，无线保真）即802.11b/g标准工 备之间的信息传输服务。 较高，因而适于传输大容量的文件和多媒体数据；红外线发射角 优点：该技术在时域中以纳秒级的非正旋波窄脉冲信号为 作在2.4GHz 的频带，采用 调制技术，传输速率最高分别可 基于 IEEE 802.15.4CCK 协议规定的 ZigBee技术是一种新兴的 优点：蓝牙技术应用红外线收发器连接虽然能免去电线 度较小，传输安全性高。 载波，因而在领域中具有扁平的很宽的频谱，目前建议标准的带 达到 11Mbit/s和54Mbit/s 。Wi-Fi 是由AP（ Access Point，无线 无线通信技术：蜜蜂（ bee ）+“嗡嗡”（ zig ） 或电缆的连接； 不足：它是一种视距传输，两个相互通信的设备之间必须 宽为55Mb/s ，通过调频避免与其他无线信号的冲突；由于结构简 访问节点）和无线网卡组成的无线网络。 优点：近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率（工作速 缺点：距离只限于1~2m，而且必须在视线上直接对准， 对准，中间不能被其他物体阻隔，因而该技术只能用于两台设备 单，且成本低，在家用方面很有市场。 优点：速度快，可靠性高，在开放性区域，通讯距离可达 率大约为 20~250 kb/s）、低成本（不到蓝牙的1/10）、安全 中间不能有任何阻挡，同时直限于在两个设备之间进行连接，不 之间的连接。 缺点：可能会成为潜在的干扰源，同时由于功率限制，传 305m ，在封闭性区域，通讯距离为 76m 到122m，方便与现有的 （提供了三级安全模式）以及自动动态组网与自主路由。主要适 能同时连接更多的设备。 输距离短，只有10m左右的距离。 有线以太网络整合；可移动性、价格低廉。 合用于自动控制和远程控制领域，支持地理定位功能，它是一种 介于无线标记技术和蓝牙技术之间的技术方案，可以嵌入许多其 2019/1/6 第六章 煤矿井下人员定位系统 它的设备。
2019/1/6 第六章 煤矿井下人员定位系统 3
煤矿井下人员位置监测系统在遏制超定员生产、事故应急救 援、领导下井带班管理、特种作业人员管理、井下作业人员考勤 等方面发挥着重要作用。 （1）遏制超定员生产； （2）防止人员进入危险区域； （3）及时发现未按时升井人员； （4）加强特种作业人员管理； （5）加强干部带班管理； （6）煤矿井下作业人员考勤管理； （7）应急救援与事故调查技术支持（系统有2h备用电源、标识 卡电池7D）； （8）持证上岗管理； （9）具有紧急呼叫功能的系统； （10）减少工作量、提高工作效率； （11）加强企业内部之间信息共享 。
煤矿井下人员定 位系统
第一节 概 述 一、煤矿井下人员定位系统的装备必要性及意义
1、必要性 有利于日常井下人员管理和矿井事故发生后的井下救援工作。 《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知（国发 [2010]23号）》要求煤矿和非煤矿山要安装： 监测监控系统 井下人员定位系统 紧急避险系统 压风自救系统 供水施救系统 通信联络系统等技术装备 要求于3年之内完成。逾期未安装的，依法暂扣安全生产许可 证、生产许可证。
2019/1/6 第六章 煤矿井下人员定位系统 4
二、煤矿井下人员定位系统组成及工作原理 1、组成：煤矿井下人员位置监测系统一般由标识卡、位置监测 分站、电源箱（可与分站一体化）、传输接口、主机（含显示 器）、系统软件、服务器、打印机、大屏幕、UPS电源、远程终
端、网络接口、电缆和接线盒等组成。
防火墙 交换机 路由器 矿务局（集团公司） 重点产煤县、市
源自文库
服 务 器
服 务 器
主 机 打 印 机
主 机 打 印 机
电 视 墙 或 投 影
用 户
用 户
传输接口
分站
分站
识 别 卡
识 别 卡
识 别 卡
识 别 卡
煤矿井下人员位置监测系统组成
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煤矿井下人员位置监测系统示意图
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第六章 煤矿井下人员定位系统
2、煤矿井下人员定位系统工作原理
在井下需要进行人员跟踪的区域和巷道中根据现场具体需要 放置一定数量的多功能分站，系统的分站是采集信号的关键部件， 形成系统后，它将不断地通过发射天线发出载波信号（寻找信 号）。当带有标识卡的职工通过分站附近时，它发出的固定频率 的电磁场将同标识卡芯片里的谐振电路产生共振，这时，标识卡 芯片即被唤醒，原本处于“体眠状态”的芯片被激活并将含有自 身种类识别码标志（姓名、年龄、所属单位、工种、通过时间等） 的信息代码调制到载波上经卡内天线发射出。 安装在分站里的读卡模块是采集射频标识卡的第一门户通道， 也是读卡器中最重要的个功能部件。读卡模块内部集成了无线接 收电路及发生基波信号的功率输出电路。它将接受到标识卡发来 的识别码信息在其内部经读卡模块的解调、带通滤波整形后由输
出电路输出序列串行信号
2019/1/6 第六章 煤矿井下人员定位系统 6
三、煤矿井下人员定位系统分类及装备要求 1、煤矿井下人员定位系统分类 1 ）按工作原理分：场强式、射频标签式、其他。 2 、煤矿井下人员定位系统装备要求 2）按信号传输方向分：单向、半双工、全双工。 （ 1）各个人员出入井口、采掘工作面等重点区域出/入口、盲巷 3）按标识卡结构分：与矿灯一体、与手机一体、与BP机一体、 等限制区域等地点应设置分站，并能满足相关要求。 帽卡、胸卡、腰卡、其他。 （ 2）巷道分支处应设置分站，并能满足监测携卡人员出/入方向 4）按系统结构分类：独立式、与煤矿安全监控系统一体、与 的要求。 煤矿井下移动通信系统一体、其他。 （ 3）下井人员应携带标识卡。标识卡严禁擅自拆开。 5）按标识卡供电方式分：有源卡、无源卡。 （ 4）工作不正常的标识卡严禁使用。两个多10%。 6）按标识卡的工作频率分：特高频（ 300MHz~3GHz）、超高 （ 5）矿调度室应设置显示设备，显示井下人员位置等。 频（ 3GHz~30GHz）、其他。 （ 6）设正常和唯一性检测的装置，可采用虹膜、人脸等自动检测 7）按功能分：非连续监测式、连续监测式、其他。 方法。 煤矿井下人员位置监测系统标识卡正常工作和下井人员每人 一张卡，且仅携带表明自己身份的卡，是遏制超能力生产、加强 煤矿井下作业人员管理、为应急救援提供技术支持的必要条件。