Według odpowiednich statystyk, liczba ofiar wypadków bezpieczeństwa w kopalniach węgla kamiennego znajduje się w czołówce wypadków związanych z bezpieczeństwem w kraju.

Tunele pod kopalnią są skomplikowane i stwarzają wiele trudności w prowadzeniu akcji ratowniczej. Jednocześnie zarządzanie personelem pod ziemią w kopalniach węgla kamiennego różni się od zarządzania na ziemi. Z jednej strony rozmieszczenie personelu pod ziemią jest ograniczone przez tunel, w związku z czym wiele technologii rozmieszczania personelu nie może zostać zrealizowanych; z drugiej strony technologia pozycjonowania personelu pod ziemią wymaga wyższej odporności na zakłócenia. . Kiedy do wypadku dochodzi pod ziemią w kopalni węgla, najczęściej stosowaną metodą poszukiwawczo-ratowniczą są detektory podczerwieni. Zasadą stosowania detektorów podczerwieni jest wykrywanie promieniowania podczerwonego emitowanego przez organizm ludzki w celu osiągnięcia celu pozycjonowania i ratownictwa. Jednak ze względu na brak środków bezpieczeństwa w kopalniach węgla, obecność gazu spowoduje osłabienie propagacji podczerwieni, a także będzie podatna na zakłócenia pochodzące od innych podziemnych źródeł ciepła podczerwonego, co sprawi, że będzie mniej wydajna w rzeczywistym wykorzystaniu. Oprócz detektorów podczerwieni powszechnie stosowane są także detektory życia. Wykrywają głównie fale o ultraniskiej częstotliwości emitowane przez ludzkie serce, aby zlokalizować ludzi. Mikrofale mają dużą przenikalność, ale mogą również wykryć osoby ze słabym biciem serca. trochę problemów. W tej sytuacji opracowano urządzenie umożliwiające pozycjonowanie w czasie rzeczywistym dla personelu podziemnej kopalni węgla kamiennego. Można go wykorzystać do rozwiązania codziennego zarządzania personelem i poprawy wydajności pracy podczas normalnej pracy; w razie wypadku można użyć tego urządzenia do szybkiego zlokalizowania uwięzionego personelu. W artykule zaproponowano urządzenie lokalizujące dla personelu podziemnego oparte na technologii RFID, zwane dalej ratunkowym urządzeniem lokalizującym RFID. Urządzenie to można nosić na sobie, ma niewielkie rozmiary i może być wykorzystywane jako niezbędny element podziemnej akcji ratowniczej.

1

Ogólny projekt systemu

1.1

Analiza wymagań projektowych

Przed zaprojektowaniem ratowniczego urządzenia pozycjonującego RFID należy przeanalizować potrzeby pozycjonowania i parametry techniczne personelu podziemnej kopalni węgla.

Na koniec można wykonać szczegółowy projekt systemu. Po szczegółowej analizie muszą zostać spełnione 3 wymagania:

(1) Posiada własne zasilanie i ma długie godziny pracy

Biorąc pod uwagę metro

Długość czasu pracy personelu w normalnych warunkach pracy i terminowość działań ratowniczych

wydajność, dlatego system musi być w stanie pracować dłużej niż 48 godzin;

Streszczenie: Ze względu na złożone środowisko podziemne oraz stosowanie instrumentów do detekcji w podczerwieni i wykrywania życia, ratownictwo w kopalniach węgla kamiennego nastręcza wiele problemów.

Ograniczeniem bardzo ważną rolę odgrywa rozwój podziemnego urządzenia do pozycjonowania personelu dla ratownictwa górniczego. zaproponował metodę opartą na technologii RFID

Na podstawie analizy potrzeb systemów lokalizacji podziemnych kopalni węgla kamiennego określono moduł nadawczy i moduł odbiorczy systemu

Zaproponowano projekt, zaproponowano metodę projektowania systemu małej mocy, objaśniono algorytm pozycjonowania RSSI i algorytm KWWN w technologii pozycjonowania personelu RFID oraz zaproponowano algorytm hybrydowy do lokalizacji personelu podziemnego. Zbudowano i przeprowadzono symulację środowiska symulacyjnego oraz zmieniono wartość K. Przy K=4 wartość błędu pozycjonowania personelu jest najmniejsza i system może zaspokoić potrzeby podziemnego pozycjonowania ratownictwa w kopalniach węgla kamiennego.

(2) Wysoka niezawodność i przeciwdziałanie zakłóceniom. Ze względu na trudne warunki podziemne, wysoką wilgotność i wiele źródeł zakłóceń w trakcie i po wypadku,

Ratownicze urządzenie pozycjonujące RFID musi charakteryzować się wysokim stopniem niezawodności i odporności na zakłócenia;

(3) Przechowuj informacje o użytkownikach i wspieraj zarządzanie wieloma użytkownikami. W dużych kopalniach węgla na ogół pracuje ponad 100 pracowników pod ziemią. Biorąc pod uwagę projekt

Pozostał pewien margines, dlatego ratownicze urządzenie pozycjonujące RFID musi być w stanie przechowywać informacje o użytkowniku i obsługiwać funkcje zarządzania użytkownikami dla 150 osób.

1.2

Ogólny projekt systemu

Technologia RFID to stosunkowo dojrzała technologia bezprzewodowej komunikacji radiowej, realizowana głównie poprzez zjawisko sprzęgania sygnałów o częstotliwości radiowej w przestrzeni kosmicznej.

Przekazywanie informacji. Technologia RFID jest szeroko stosowana w takich dziedzinach, jak identyfikacja etykiet produktów i elektroniczne zabezpieczenia przed kradzieżą. W systemie pozycjonowania istnieje możliwość oznaczania zwierząt i samochodów. Typowe zastosowania obejmują znakowanie zwierząt domowych, zarządzanie odpadami medycznymi itp.

Ogólna konstrukcja ratowniczego urządzenia pozycjonującego opartego na technologii RFID jest podzielona na dwie części. Jedną z części jest nadajnik noszony na ciele personelu podziemnego.

Drugą częścią modułu jednostki jest moduł odbiorczy do odbierania sygnałów.

(1) Uruchom moduł jednostki

Ogólny schemat blokowy konstrukcji modułu jednostki nadawczej przedstawiono na rysunku 1. Rysunek 1 Schemat modułowy jednostki nadawczej opartej na technologii RFID

Konstrukcja modułu jednostki nadawczej RFID obejmuje mikrokontroler STC, przyciski, wstępne przechowywanie informacji o znacznikach, interfejs SPI, moduł wysyłania informacji o częstotliwości radiowej i moduł zasilania itp.

①Mikrokontroler STC Mikrokontroler jest podstawową jednostką sterującą. Implementuje

Zaimplementowano teraz wykrywanie przycisku resetowania i przycisku funkcyjnego, które również to realizuje

Wstępne przechowywanie informacji o znacznikach. Wybierz mikrokontroler MSP430F413, rdzeń

Napięcie zasilania wynosi 3,3 V;

②Przycisk

Przycisk jest ważnym elementem realizacji funkcji pozycjonowania ratunkowego.

Elementy, w tym przycisk resetowania i przycisk funkcyjny, przycisk resetowania systemu pomocy

Stan początkowy można przywrócić w przypadku nieprawidłowej pracy, a przycisk funkcyjny może zostać przywrócony

Po naciśnięciu wysyła sygnał o niebezpieczeństwie;

③Wstępne przechowywanie informacji na etykiecie. Ta funkcja wykorzystuje z wyprzedzeniem statystyki podziemne.

Informacje dotyczące pracownika, wiek, płeć, wzrost i choroby podstawowe

itp., przekonwertuj te informacje na informacje binarne i zapisz je w pamięci FLASH

, wybierz K9F1G08U0 o pojemności 128 MB. w potrzebie

Podczas wysyłania informacji mikrokontroler STC najpierw odczytuje fazę w FLASH.

informacja, a na koniec informacja jest wysyłana za pośrednictwem modułu wysyłania informacji o częstotliwości radiowej;

④Interfejs SPI

Interfejs SPI to mikrokontroler i transmisja informacji na częstotliwości radiowej

Wyślij interfejs komunikacyjny pomiędzy modułami;

⑤Moduł wysyłania informacji RF

Ponieważ mikrokontroler STC SPI

Napięcie sygnału komunikacyjnego nie odpowiada końcowemu przesyłanemu sygnałowi, tzw

Należy zrealizować częstotliwość wymaganą do syntezy oraz modulować i demodulować sygnał,

Na koniec sygnał jest wzmacniany i wysyłany;

⑥Moduł mocy Wskaźnik modułu mocy ma zapewnić akcję ratowniczą pod ziemią

Kluczowe czynniki, oprócz modułu jednostki nadawczej sygnału w oprogramowaniu

Oprócz zarządzania energią moduł zasilania musi być również zaprojektowany niezależnie, tak aby

Ogólne napięcie zasilania jest stabilne, a czas ciągłej pracy przekracza 48 godzin.

(2) Projekt modułu odbiorczego

Moduł odbiorczy nadal wykorzystuje mikrokontroler STC jako rdzeń sterujący

jednostki, informacje o znaczniku są przesyłane poprzez komunikację RS232 po modulacji i demodulacji.

Wyślij go do mikrokontrolera STC. Mikrokontroler STC przechowuje informacje o znaczniku RFID.

Zapisz w FLASH, poczekaj, aż polecenie zewnętrznego przycisku użyje wyświetlacza LCD

Wyświetlane są informacje o znaczniku użytkownika przetwarzane przez mikrokontroler i moduł zasilania

Blok odpowiada za zasilanie całego modułu odbiorczego. Paragon oparty na technologii RFID

Metamoduł pokazano na rysunku 2.

Rysunek 2 Schemat modułu modułu odbiorczego opartego na technologii RFID

2

Projektowanie i wdrażanie pozycjonowania personelu o niskim zużyciu energii

2.1

Konstrukcja systemu o niskim zużyciu energii

Moduł zasilania w module nadajnika opartym na technologii RFID

jest pewne, tak aby system mógł pracować stabilnie przez długi czas

Aby system działał, musi być zaprojektowany pod kątem niskiego zużycia energii. Niskie zużycie energii przez system

Projekt obejmuje projekt sprzętu i projekt oprogramowania, w szczególności obejmujący 2

aspekt:

(1) Wybór głównego sterownika

Rdzeń wybrany w tym projekcie

Kontrolerem jest MSP430F413, który ma wiele trybów niskiego poboru mocy

Poznaj długoterminową pracę systemu. Przy zasilaniu 2,2 V,

MSP430F413 prąd 0,5 μA w trybie czuwania, tryb wyłączenia

(prąd zatrzymania pamięci RAM) wynosi 0,1 μA, prąd w trybie pracy o bardzo niskim poborze mocy

Przepływ wynosi 230 µA. Dlatego w zastosowaniach praktycznych moduł jednostki nadawczej jest

Moc jest bardzo niska podczas normalnej pracy;

(2) Projektowanie oprogramowania Aby zdać sobie sprawę, że system może osiągnąć długoterminowe wyniki

ciągłej pracy przez pewien okres czasu, więc system zaczyna wchodzić w stan bardzo niski

Tryb pracy poboru mocy, oparty na własnym systemie zegara w projektowaniu oprogramowania

Do czasu wprowadź bez przerwania wejścia za pomocą zewnętrznego przycisku

Tryb czuwania i zaprojektowany przycisk aktywnego budzenia mogą pomóc pod ziemią

Podczas korzystania z systemu personel może natychmiast przełączyć go ze stanu gotowości na niski pobór mocy.

tryb pracy konsumpcyjny. To nie tylko zaspokaja potrzeby ratownictwa podziemnego, ale także

Stwarza także warunki do kontynuowania przez system pracy w trybie gotowości.