Podle relevantních statistik je počet obětí na životech způsobených bezpečnostními nehodami v uhelných dolech na předních místech mezi bezpečnostními nehodami v zemi.

Tunely pod dolem jsou složité a při provádění záchranných prací je mnoho potíží. Řízení personálu pod zemí v uhelných dolech je přitom odlišné od řízení na zemi. Na jedné straně je umístění personálu v podzemí omezeno tunelem, takže mnoho technologií pro umístění personálu nelze realizovat; na druhou stranu technologie polohování personálu v podzemí vyžaduje vyšší odolnost proti rušení. . Když dojde k neštěstí pod zemí v uhelném dole, nejčastěji používanou vyhledávací a záchrannou metodou jsou infračervené detektory. Principem použití infračervených detektorů je detekovat infračervené záření vyzařované lidským tělem k dosažení účelu určení polohy a záchrany. Kvůli chybějícím bezpečnostním opatřením v uhelných dolech však přítomnost plynu způsobí oslabení šíření infračerveného záření a je také náchylný na rušení z jiných zdrojů infračerveného tepla v podzemí, což snižuje jeho účinnost při skutečném použití. Kromě infračervených detektorů se běžně používají také detektory života. Detekují hlavně ultranízkofrekvenční vlny vyzařované lidským srdcem, aby lokalizovaly lidi. Mikrovlny mají silnou pronikavost, ale mohou také detekovat některé lidi se slabým srdečním tepem. nějaké problémy. Za této situace bylo vyvinuto zařízení schopné určovat polohu v reálném čase pro personál podzemních uhelných dolů. Může být použit k řešení každodenního řízení personálu a zlepšení efektivity práce při běžné práci; když dojde k nehodě, lze toto zařízení použít k rychlé lokalizaci uvězněných osob. Tento článek navrhuje lokalizační zařízení pro podzemní personál založené na technologii RFID, dále označované jako RFID záchranné lokalizační zařízení. Toto zařízení se dá nosit a je malých rozměrů a může být použito jako nezbytná součást podzemních záchranných prací.

1

Celkový návrh systému

1.1

Analýza požadavků na design

Před návrhem záchranného polohovacího zařízení RFID je nutné analyzovat potřeby polohování a technické charakteristiky personálu podzemního uhelného dolu.

Nakonec lze provést detailní návrh systému. Po podrobné analýze musí být splněny 3 požadavky:

(1) Dodává se s vlastním napájecím zdrojem a má dlouhou pracovní dobu

S ohledem na podzemí

Délka práce personálu v běžné práci a včasnost záchranných akcí

výkon, takže systém musí být schopen pracovat déle než 48 hodin;

Abstrakt: Bezpečnostní záchrana v uhelných dolech je v důsledku složitého podzemního prostředí a používání infračervených detekčních přístrojů a přístrojů pro detekci života předmětem mnoha problémů.

Omezení, vývoj podzemního polohovacího zařízení pro záchrany uhelných dolů hraje velmi důležitou roli. navrhl metodu založenou na technologii RFID

Na základě analýzy potřeb hlubinných polohovacích systémů uhelných dolů byl vytvořen vysílací a přijímací modul systému

Byl navržen návrh, navržena metoda návrhu systému s nízkou spotřebou, byl objasněn polohovací algoritmus RSSI a algoritmus KWWN v technologii určování polohy personálu RFID a byl navržen hybridní algoritmus pro lokalizaci podzemního personálu. Bylo vytvořeno a simulováno simulační prostředí a hodnota K byla změněna. Když K=4, je chybová hodnota pro polohování personálu nejmenší a systém může vyhovět potřebám podzemního záchranného polohování v uhelných dolech.

(2) Vysoká spolehlivost a odolnost proti rušení. Kvůli drsnému podzemnímu prostředí, vysoké vlhkosti a mnoha zdrojům rušení během a po havárii,

Záchranné polohovací zařízení RFID musí mít vysoký stupeň spolehlivosti a odolnosti proti rušení;

(3) Ukládejte informace o uživateli a podporujte správu více uživatelů. Ve velkých uhelných dolech je obecně více než 100 podzemních dělníků. S ohledem na design

Zbývá rezerva, takže záchranné polohovací zařízení RFID musí být schopno ukládat informace o uživateli a podporovat funkce správy uživatelů pro 150 osob.

1.2

Celkový návrh systému

Technologie RFID je relativně vyspělá bezdrátová radiofrekvenční komunikační technologie, která je realizována především prostřednictvím vazebního jevu vysokofrekvenčních signálů ve vesmíru.

Přenos informací. Technologie RFID je široce používána v oblastech, jako je identifikace štítků produktu a elektronické zabezpečení proti krádeži. V polohovacím systému lze označit zvířata a auta. Typické aplikace zahrnují označování domácích zvířat, nakládání s lékařským odpadem atd.

Celková konstrukce záchranného polohovacího zařízení na bázi RFID technologie je rozdělena do dvou částí. Jedna část je vysílač nošený na těle podzemního personálu.

Druhou částí modulu jednotky je přijímací modul pro příjem signálů.

(1) Modul spouštěcí jednotky

Celkové blokové schéma návrhu modulu vysílací jednotky je znázorněno na obrázku 1. Obrázek 1 Schéma modulu vysílací jednotky založené na RFID

Konstrukce modulu RFID vysílací jednotky zahrnuje mikrokontrolér STC, tlačítka, předuložení informací o značkách, rozhraní SPI, modul pro odesílání radiofrekvenčních informací a napájecí modul atd.

①Mikrokontrolér STC Mikrokontrolér je hlavní řídicí jednotka. Realizuje

Detekce resetovacího tlačítka a vstupu funkčního tlačítka je nyní implementována a také realizována

Předběžné uložení informací o značkách. Vyberte mikrokontrolér MSP430F413, jádro

Napájecí napětí je 3,3 V;

② Tlačítko

Tlačítko je důležitým faktorem při realizaci funkce záchranného polohování.

Prvky, včetně tlačítka reset a funkčního tlačítka, systému nápovědy resetovacího tlačítka

Při abnormální práci lze obnovit výchozí stav a funkční tlačítko ano

Po stisknutí vyšle nouzový signál;

③Předběžné uložení informací na štítku. Tato funkce předem využívá podzemní statistiky.

Informace týkající se zaměstnance, věk, pohlaví, výška a zda existují základní onemocnění

atd., převést tyto informace na binární informace a uložit je ve FLASH

, vyberte K9F1G08U0 s kapacitou 128 MB. v nouzi

Při odesílání informací mikrokontrolér STC nejprve načte fázi FLASH.

informace a nakonec se informace vysílají přes modul pro odesílání radiofrekvenčních informací;

④ Rozhraní SPI

Rozhraní SPI je mikrokontrolér a radiofrekvenční přenos informací

Odesílat komunikační rozhraní mezi moduly;

⑤ Modul pro odesílání informací RF

Od mikrokontroléru STC SPI

Napětí komunikačního signálu neodpovídá konečnému přenášenému signálu, takže

Je nutné si uvědomit frekvenci potřebnou pro syntézu a modulovat a demodulovat signál,

Nakonec je signál zesílen a odeslán;

⑥Síťový modul Indikátor napájecího modulu zajišťuje záchranu v podzemí

Klíčové faktory kromě modulu jednotky pro přenos signálu v softwaru

Kromě správy napájení musí být napájecí modul také navržen samostatně tak, aby

Celkové napájecí napětí je stabilní a nepřetržitá pracovní doba přesahuje 48 hodin.

(2) Návrh přijímacího modulu

Přijímací modul stále používá mikrokontrolér STC jako jádro řízení

Po modulaci a demodulaci jsou informace o tagu odesílány prostřednictvím komunikace RS232.

Pošlete jej do mikrokontroléru STC. Mikrokontrolér STC ukládá informace RFID tagu.

Uložte do FLASH, počkejte, až projde příkaz externího tlačítka pro použití LCD

Zobrazí se informace o uživatelském štítku zpracované mikrokontrolérem a napájecím modulem

Blok je zodpovědný za napájení celého přijímacího modulu. Účtenka založená na RFID

Meta-modul je znázorněn na obrázku 2.

Obrázek 2 Schéma modulu přijímací jednotky na bázi RFID

2

Návrh s nízkou spotřebou energie a implementace polohování personálu

2.1

Konstrukce systému s nízkou spotřebou energie

Napájecí modul v modulu vysílačové jednotky na bázi RFID

je jisté, aby bylo zajištěno, že systém může fungovat stabilně po dlouhou dobu

Aby systém fungoval, musí být navržen na nízkou spotřebu energie. Systém s nízkou spotřebou energie

Návrh zahrnuje návrh hardwaru a návrh softwaru, konkrétně včetně 2

aspekt:

(1) Výběr základního regulátoru

Jádro zvolené v tomto provedení

Ovladač je MSP430F413, který má několik režimů nízké spotřeby, které mohou

Seznamte se s dlouhodobou prací systému. S napájením 2,2 V,

MSP430F413 proud 0,5 μA v pohotovostním režimu, režim vypnutí

(zachování paměti RAM) proud je 0,1 μA, proud v režimu ultranízké spotřeby

Průtok je 230 μA. Proto je v praktických aplikacích modul vysílací jednotky

Výkon je při normálním provozu velmi nízký;

(2) Návrh softwaru Aby bylo možné si uvědomit, že systém může dosáhnout dlouhodobého

nepřetržitý provoz po určitou dobu, takže systém začne vstupovat do ultranízké

Provozní režim spotřeby energie, založený na vlastním systému hodin v softwarovém designu

Chcete-li čas, zadejte bez přerušení vstupu externím tlačítkem

V podzemí může pomoci pohotovostní režim a navržené tlačítko aktivního probuzení

Personál může systém při používání okamžitě přepnout z pohotovostního stavu na nízkou spotřebu.

pracovní režim spotřeby. To nejen vyhovuje potřebám podzemní záchrany, ale také

Vytváří také podmínky pro to, aby systém mohl pokračovat v práci v pohotovostním režimu.