专利名称：煤矿井下人员位置检测分站的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种人员位置检测站，特别是涉及一种使用无线
射频技术实现身份识别(RFID)的矿用设备，可在煤矿等危险作业环 境下用作考勤、位置检测、身份识别。属于煤矿人员安全管理措施技 术领域。
背景技术：
煤矿施工安全及人员管理是当今煤矿工作者特别煤矿管理者的 一件头等大事，采煤工人在矿井下的位置、区域、数量作为管理者来 说必须做到心中有数。近年来煤矿事故频繁，多数事故煤矿在实施救 援时首先遇到了统计井下被困人数、统计被困人员所处井下的位置区 域这两大难题。
为了解决矿工在矿井下的位置、区域等信息，现有技术中的同类 产品，从技术上大多采用RFID技术，基于现有的检测分站，以读卡 方式是由人员识别卡作为主动发码器，以一个短时间间隔为周期，不 管是否在检测分站信号覆盖区域，都不停地通过高频信号将卡号发送 出去；而检测分站作为一个被动接收器，将在其接收范围内收到的卡 号作存储处理，同时发送到地面监控主机，从而实现读卡和人员识别。 这种读卡方式造成识别卡在经过检测分站信号覆盖区域时，检测分站 会不停地收到同一识别卡发来的重复信息，大量的冗余数据占用了更 多的读卡时隙，而且冗余数据也将发送到地面监控主机，造成地面监 控主机对数据存储处理的压力；当大量识别卡同时经过同一检测分站 时，已经被读取的识别卡继续与未被读取的识别卡竞争读卡时隙，而 且在同一精确时间，同时被检测分站接收时的两个重叠的卡号将被视 作错误数据而不作处理，造成了更大的漏读、误读的可能性。这就是现有检测分站与人员识别卡之间的通信方式存在缺陷，造成检测分站 读卡不准确，并发数量少，漏读情况严重。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种使用无
线射频技术实现身份识别(RFID)的煤矿井下人员位置检测分站。本 实用新型能有效实现考勤、人员区域性位置监测、下井人数统计、井 下工作时间控制等功能。
本实用新型的技术方案是这样实现的
本实用新型的煤矿井下人员位置检测分站，包括中央处理器，所 述中央处理器通过信号线与低频信号发射模块及低频信号接收模块
连接，低频信号发射模块具有将频率为315MHz的信号发射出去，用 于覆盖读识别卡区域，低频信号接收模块具有接收频率为315MHz的 信号，用于接收读卡区域内的识别卡发回的315MHz低频信号，识别 卡内也设置了低频发射模块及低频接收模块的芯片，所述中央处理器 通过信号线与高频信号发射模块及高频信号接收模块连接，高频信号 接收模块用于接收读卡区域内的识别卡的2.4G高频模块发回的识别 卡卡号，所述中央处理器还与存储器连接，所述中央处理器用于校验、 处理识别卡发回的信息，识别卡发回的信息包括井下人员位置、作业 时间、下井人数等，所述存储器用于存储识别卡发回的信息。
而且所述中央处理器通过484数据总线、数据传输接口与上位机 连接，上位机设置在集中控制室，为计算机系统，安装有专门的软件， 所述上位机用于读取存储器中的信息及向检测分站发送指令。
而且所述中央处理器还与安全栅连接，所述安全栅用于保障识别 卡与检测分站的通信安全。
而且所述中央处理器还与信号汇接器连接，所述信号汇接器用于 将多个识别卡发回到检测分站的信息进行汇接。本实用新型的煤矿井下人员位置检测检测分站的传输方式每个 下井工人身上都戴有识别卡，识别卡上也设置了低频接收及发射模
块、高频接收及发射模块。检测分站利用315MHz低频信号覆盖读卡 区域，识别卡使用315MHz低频接收模块听取检测分站指令，并每4 秒钏打开一次低频信号接收模块。
当戴有识别卡的工人进入检测分站的信号覆盖区域时，识别卡接 收到检测分站指令，确认进入了检测分站读卡范围，识别卡向检测分 站发送通信请求，检测分站收到请求指令后，与识别卡建立通信，并 为该识别卡分配读卡时隙，同时向该识别卡发送开卡指令。
识别卡收到开卡指令后，自动打开2.4G高频模块，将卡号发送 到检测分站。
检测分站接收到识别卡号以后通过中央处理器作校验、并通过存 储器作存储处理，确认指令信息完整而且读卡完成后向识别卡发送关 卡指令。
识别卡接收到关卡指令后，自动关闭高频、低频信号模块和中央 处理器，识别卡进入休眠状态，通信中断，休眠时间为30秒，休眠 结束后识别卡重新进入下一个4秒循环听取指令。
本实用新型的煤矿井下人员位置检测分站相对于现有技术具有 如下优点
1、本实用新型把煤矿井下人员位置检测分站作为一个主动获取 卡号的设备，与识别卡在建立通信之前首先利用低频信号进行一次 "握手"，当确认双方能实现高频信号通信时，再在一定时隙内向识 别卡发送开卡指令，让识别卡用高频信号发出卡号信息，此时若收到 错误数据或对数据处理失败，则不发送关卡指令，识别卡继续发送卡 号信息，直至确认信息无误且完成读卡后，才向识别卡发送关卡指令， 使识别卡进入休眠状态，而30秒内不再向检测分站发送卡号信息。 这样，使用检测分站来主动控制读卡过程的开始和结束，可以确保检测分站收到数据的完整性、准确性。
2、本实用新型的读卡技术是检测分站可以首先预设识别卡信息 卡号范围，然后在固定循环时间内为每一个范围内的识别卡分配一个 读卡时隙，在该时隙内检测分站向识别卡发送开卡指令，同时接收指 定识别卡的信息，确认完成读卡后向识别卡发送关卡指令，使识别卡 进入休眠状态而不再往检测分站发送冗余数据，已经读取的识别卡信 息将不再重复发送，减轻检测分站存储处理压力，而且防止大量冗余 数据造成识别卡信息冲突而漏读、误读。在此基础上，使得检测分站 信号覆盖范围内同一时间读卡并发数得到大幅改善。
图1为本实用新型的煤矿井下人员位置检测分站模块连接示意图；具体实施方式
为了使本领域的一般技术人员能够清楚理解本实用新型的技术 方案，现结合附图对本实用新型作进一步说明
本实用新型的煤矿井下人员位置检测分站，包括中央处理器1， 中央处理器1通过信号线与低频信号发射模块4及低频信号接收模块
3连接，低频信号发射模块4用于将315MHz低频信号覆盖读卡区域， 低频信号接收模块3用于接收读卡区域内的识别卡7发回的315MHz 低频信号，中央处理器1通过信号线与高频信号发射模块5及高频信 号接收模块6连接，高频信号接收模块5用于接收读卡区域的识别卡 7的2.4G高频模块发回的识别卡7的卡号，中央处理器1还与存储 器2连接，所述中央处理器1用于校验、处理识别卡7发回的信息， 存储器2用于存储识别卡7发回的信息。
进一步地，中央处理器1通过484数据总线8、数据传输接口 9 与上位机10连接，上位机10用于读取存储器2中的信息及向检测分 站发送指令。进一步地，中央处理器1还与安全栅11连接，安全栅11用于保
障识别卡7与检测分站的通信安全。
进一步地，中央处理器1还与信号汇接器12连接，信号汇接器 12用于将多个识别卡7发回到检测分站的信息进行汇接。
具体实施例1:本实用新型的煤矿井下人员位置检测检测分站， 如图1所示，把检测分站作为一个主动获取卡号的设备，检测分站与 识别卡7在建立通信之前首先利用低频信号进行一次"握手"，当确
认双方能实现高频信号通信时，再由检测分站在一定时隙内向识别卡 7发送开卡指令，让识别卡用高频信号发出卡号信息，此时若检测分 站收到错误数据或对数据处理失败，则不发送关卡指令，识别卡继续 发送卡号信息，直至检测分站确认信息无误且完成读卡时，才向识别 卡7发送关卡指令，使识别卡7进入休眠状态，而30秒内不再向检 测分站发送卡号信息。这样，使用检测检测分站来主动控制读卡过程 的开始和结束，可以确保检测分站收到数据的完整性、准确性。
具体实施例2:本实用新型的检测分站可以首先预设识别卡信息 卡号范围，然后在固定轮循时间内为每一个范围内的识别卡分配一个 读卡时隙，在该时隙内检测分站向识别卡发送开卡指令，同时接收指 定识别卡的信息，确认完成读卡后向识别卡发送关卡指令，使识别卡 进入休眠状态而不再往检测分站发送冗余数据，已经读取的识别卡信 息将不再重复发送，减轻检测分站存储处理压力，而且防止大量冗余 数据造成识别卡信息冲突而漏读、误读。在此基础上，使得检测分站 信号覆盖范围内同一时间读卡并发数得到大幅改善。
具体实施例3:本实用新型检测分站采用循环方式向上位机10
发送数据，当检测分站读取到识别卡7信息时先作存储处理，将信息 放到存储器2中等待上位机10读取，上位机10按照软件预设的检测 分站数量，逐个发送读取指令，当检测分站收到上位机10指令时， 把当前存储的数据发送到上位机10，上位机10确认数据正确并存储后向检测分站发送该识别卡7信息已正确读取指令，检测分站收到确 认指令后将已经被正确读取的存储信息删除，完成一个检测分站的信
息读取后，上位机10循环下一个检测分站，作同样操作。当484数 据总线8网络通信不正常时，检测分站将当前数据存放在存储器2中， 而且不终止与识别卡7的读卡通信工作，当总线正常后， 一直存储的 数据可以继续被上位机10循环读取。
假定某矿工携带识别卡7进入检测分站的低频信号的覆盖范围 即读卡范围，检测分站自动读取该矿工所佩戴的识别卡7的信息并将 该信息存储在检测分站的存储器2中，然后等待上位机10呼叫，当 上位机10轮循到该检测分站时，读取该检测分站的储存器2储存的 识别卡7信息，并在上位机10监控软件上正确显示该识别卡7的相 关信息，通过上位机10显示的该识别卡7的信息可以清楚获得该矿 工在井下的位置、工作时间。按照同样的读卡方式，上位机10可通 过检测分站检测到多个井下矿工的相关信息，如在某一个时间，在某 一个位置，有多个矿工等信息，使得对井下矿工的情况做到清楚了解。
权利要求1、一种煤矿井下人员位置检测分站，包括中央处理器(1)，其特征在于，所述中央处理器(1)通过信号线与低频信号发射模块(4)及低频信号接收模块(3)连接，低频信号发射模块(4)用于将315MHz低频信号覆盖读卡区域，低频信号接收模块(3)用于接收读卡区域内的识别卡(7)发回的315MHz低频信号，所述中央处理器(1)通过信号线与高频信号发射模块(5)及高频信号接收模块(6)连接，高频信号接收模块(6)用于接收读卡区域的识别卡(7)的2.4G高频模块发回的识别卡(7)的卡号，所述中央处理器(1)还与存储器(2)连接，所述中央处理器(1)用于校验、处理识别卡(7)发回的信息，所述存储器(2)用于存储识别卡(7)发回的信息。
2、 根据权利要求1所述的煤矿井下人员位置检测分站，其特征 在于，所述中央处理器通过484数据总线(8)、数据传输接口 (9) 与上位机(10)连接，所述上位机(10)用于读取存储器(2)中的 信息及向检测分站发送指令。
3、 根据权利要求1所述的煤矿井下人员位置检测分站，其特征在 于，所述中央处理器(1)还与安全栅(11)连接，所述安全栅(11) 用于保障识别卡(7)与检测分站的通信安全。
4、 根据权利要求1所述的煤矿井下人员位置检测分站，其特征在 于，所述中央处理器(1)还与信号汇接器(12)连接，所述信号汇 接器(12)用于将多个识别卡(7)发回到检测分站的信息进行汇接。
专利摘要本实用新型的煤矿井下人员位置检测分站，包括与低频信号发射模块及低频信号接收模块连接的中央处理器，低频信号发射模块用于将315MHz低频信号覆盖读识别卡区域，低频信号接收模块用于接收读卡区域内的识别卡发回的315MHz低频信号，中央处理器通过信号线与高频信号发射模块及高频信号接收模块连接，高频信号接收模块用于接收读卡区域的识别卡的2.4G高频模块发回的识别卡卡号，中央处理器还与存储器连接，中央处理器用于校验、处理识别卡发回的信息，存储器用于存储识别卡发回的信息。本实用新型可将井下矿工的相关信息由识别卡发回到检测分站的存储器，上位机从存储器中读取并显示这些信息，实现了管理人员对井下矿工的可靠掌握。
文档编号G01S13/00GK201278022SQ200820123540
公开日2009年7月22日 申请日期2008年11月4日 优先权日2008年11月4日
发明者宋福群 申请人:北京泰安特科技有限公司