基于RFID技術(shù)的礦井人員定位系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，能源需求持續(xù)劇增。由于礦井作業(yè)環(huán)境特殊復(fù)雜，礦難事故頻繁發(fā)生，導(dǎo)致其安全生產(chǎn)備受關(guān)注。針對(duì)井下人員設(shè)備管理難，礦難事故發(fā)生時(shí)，由于缺乏井下被困人員的可靠信息，救援效率不理想，設(shè)計(jì)一個(gè)礦井人員定位系統(tǒng)，及時(shí)掌握井下作業(yè)人員的活動(dòng)情況，方便對(duì)井下人員、設(shè)備進(jìn)行合理調(diào)度，為災(zāi)后人員搜救工作提供有力依據(jù)，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文在校企合作項(xiàng)目“礦井人員定位系統(tǒng)”實(shí)際工程研究的基礎(chǔ)上，從應(yīng)用角度出發(fā)，針對(duì)礦井安全需要

2、，設(shè)計(jì)一套基于有源RFID技術(shù)的人員定位系統(tǒng)解決方案，主要研究工作如下：
　　(1)從系統(tǒng)目標(biāo)、功能和體系結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，提出了礦井人員定位系統(tǒng)的解決方案：在井下巷道中合理部署閱讀器、參考標(biāo)識(shí)卡，使其覆蓋整個(gè)礦區(qū)，攜帶標(biāo)識(shí)卡的作業(yè)人員或移動(dòng)設(shè)備處于識(shí)別區(qū)域時(shí)，閱讀器獲取標(biāo)識(shí)卡信息和信號(hào)強(qiáng)度值，并加上本身地址編號(hào)，通過(guò)CAN總線上傳至井上定位管理軟件，定位管理軟件綜合閱讀器位置、信號(hào)強(qiáng)度值、參考標(biāo)識(shí)卡的信號(hào)強(qiáng)度值，通過(guò)定位算法

3、計(jì)算出標(biāo)識(shí)卡位置，保存到數(shù)據(jù)庫(kù)并更新實(shí)時(shí)畫面。
　　(2)深入研究基于RFID技術(shù)的無(wú)線定位方法，對(duì)常用定位算法進(jìn)行了分析比較，并重點(diǎn)分析了基于RSSI的LANDMARC算法，針對(duì)實(shí)際應(yīng)用定位時(shí)出現(xiàn)的不足，采用平均RSSI值和方位修正值自校正的方法對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，證明了改進(jìn)算法具有更高的定位精度。
　　(3)針對(duì)定位系統(tǒng)中多個(gè)標(biāo)識(shí)卡間存在無(wú)線數(shù)據(jù)碰撞問(wèn)題，對(duì)RFID標(biāo)識(shí)卡防碰撞算法進(jìn)行了研究，通過(guò)分析常用防碰撞算

4、法，對(duì)動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法進(jìn)行了優(yōu)化，采用hash函數(shù)分配時(shí)隙和分段控制Q值的方法動(dòng)態(tài)調(diào)整幀長(zhǎng)度，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了優(yōu)化后的算法具有更高識(shí)別效率，改進(jìn)算法對(duì)軟硬件要求低，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
　　(4)研究有源RFID設(shè)計(jì)理論，制作了閱讀器、標(biāo)識(shí)卡，根據(jù)礦井定位具體需求，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)分別從后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)與定位管理客戶端方面進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了井下人員實(shí)時(shí)定位、報(bào)表查詢、報(bào)警處理、人員考勤管理等功能模塊。
　　通過(guò)實(shí)際應(yīng)