礦井人員定位系統(tǒng)關鍵設備研究與開發(fā).pdf

1、煤礦行業(yè)中,日常安全生產管理以及事故發(fā)生后的緊急救援始終是業(yè)內人員高度關注的熱點課題。礦井人員定位系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對井下作業(yè)人員的實時定位,在提高生產和管理效率的同時,為事故后的緊急救援提供準確的位置信息,使得救援的效率大大提升。因此,建立一套完善的礦井人員定位系統(tǒng)具有重大的現(xiàn)實意義。
　　本文分析了國內外礦井人員定位系統(tǒng)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀,介紹了RFID技術的特點、標準、工作原理以及發(fā)展歷程,并對電子標簽和讀寫器的組成以及RFID系統(tǒng)

2、中防碰撞問題進行了深入的研究。在此基礎上,通過對礦井人員定位系統(tǒng)功能需求、井下射頻系統(tǒng)的工作頻段、人員定位方案以及井下通信方案的詳細分析,給出了基于工業(yè)以太網(wǎng)和RS-485總線通信方案的礦井人員區(qū)域定位系統(tǒng)總體設計方案,并據(jù)此對礦井人員定位系統(tǒng)中關鍵設備——識別分站與監(jiān)測分站的軟件和硬件進行了設計與實現(xiàn)。
　　為了滿足礦井人員定位系統(tǒng)對實時性的要求,本文通過分析監(jiān)測分站的輕量級TCP/IP協(xié)議棧(Lightweight Inter

3、net Protocol,LwIP)的內部機制及性能瓶頸,設計并實施了LwIP的實時性優(yōu)化方案。同時,考慮到礦井人員定位系統(tǒng)中存在緊急數(shù)據(jù)(比如報警信息)需要以比普通數(shù)據(jù)更高的優(yōu)先級發(fā)送到網(wǎng)絡上的情況,本文設計了LwIP優(yōu)先級管理機制,確保采用DSCP(Differentiated Services Code Point)協(xié)議進行高優(yōu)先級標記的緊急數(shù)據(jù)傳輸時優(yōu)先于普通數(shù)據(jù)。最后,實驗表明,本文的優(yōu)化方法可以顯著提高LwIP的實時性性能。