井下无线通讯及人员定位考勤系统管理规定（通用9篇）
井下无线通讯及人员定位考勤系统管理规定 篇1
井下无线通讯及人员定位考勤系统管理规定
为切实做好井下无线通讯、人员定位考勤两大系统的管理工作，充分发挥其功能，特做如下规定，望各单位严格执行。
一、井下无线通讯
1、做好小灵通的使用维护工作，如果因使用不当造成小灵通损坏的，按每部800元进行考核。
2、机关部室及区队值班、跟班人员必须严格按编定的号码使用手机并携带，区队值班人员在矿值班时须随身携带，出现调度台调度不接现象，每次考核相关责任人50元。
3、严禁人为故意损坏通讯系统在井上、下安装的相关设备，一经发现，按开除矿籍处理相关责任人。
4、我公司小灵通与调度电话实现了互联互通，小灵通、调度电话之间可以直接拨号。小灵通调度指挥平台号码为6998、6999。
二、井下人员定位考勤系统
1、做好人员定位卡的随身携带及使用，如因使用不当损坏，按每卡100元考核相关责任人。
2、系统投入运行后，人员定位卡将作为今后下井人员的井下考勤、个人信息采集的主要原件，如有丢失应及时到主管单位进行补卡，在新卡未到而需要下井时，必须由单位主要负责人签字并报生产班子主要领导签字后，方可对其下井进行考勤，否则不予考勤。
3、各单位员工必须严格遵守劳动纪律，按照公司规定的时间上下井，下井必须携带人员定位发射器，凡下井时间不足人员一律取消当日出勤，只有下井陪检人员除外，但必须由调度室开具陪检单证明。个人下井时间按月进行统计，月底按下井总时间除以公司规定的每天下井时间，得出实际下井天数，公司根据实际下井天数支付员工下井费，下井陪检人员必须根据调度室开具的陪检单考勤，下井天数为实际下井天数与陪检天数之和。
4、各单位需及时将本单位人员工种及班次变动情况汇报主管单位，由主管单位统一对考勤时间进行修改。若因汇报不及时影响员工考勤的，由各单位自行承担责任。
5、严禁将人员定位发射器交由他人携带下井，一经发现，给予双方当事人各1000元罚款，挂罚单位正职领导100元。
6、严禁人为故意损坏井下人员定位考勤系统系统在井上、下安装的相关设备，一经发现，按开除矿籍处理相关责任人。
7、各单位可在网址：172.61.48.41上查询个人下井的相关信息，账号为11，密码为11。
井下无线通讯及人员定位考勤系统管理规定 篇2
近几年国内外煤炭企业频繁发生重特大安全生产事故, 给国家和人民带来巨大的生命财产损失。地下开采是工作环境非常极端的职业之一, 而且当严重灾害事故发生时, 地下矿井的紧急响应比起其他类型的工作环境要困难得多。
现有的应用于地面和煤矿井下之间的通信主要采用有线通信系统网络进行传输, 其抗突发事故破坏力弱, 当灾害事故发生时, 线路容易遭到破坏, 致使井上与井下通信的中断, 通信系统瘫痪.
而在救援工作中, 无论是预警、指挥及救援, 都需要有一条安全畅通的通讯链路作保证, 地面与井下的通信链路畅通与否将直接影响救灾抢险的效率, 因此建立一套具有抗破坏力的透地通信系统来保障煤矿的矿井通信就显得至关重要。
二、设计思路及原理
本作品设计作为使用矿井人员定位和通信系统, 发生矿难后, 可利用弹性波、超低频电磁波等无线传输方式确定被困人员位置, 并与救援人员相互通信, 帮助救援人员更快掌握被困人员所在地形条件和身体状况, 以实现井下救援目的。
第一部分:有线传输
沿主井、运输大巷、斜巷及煤巷中设立若干基站, 日常工作时, 与现有的人员安全定位系统结合, 进行实时的人员定位、人员的自动考勤制度和身份唯一性核实, 同时与每个矿工携带的无线通信装备相结合, 必要时可以进行与每个矿工的语音交流。
第二部分:无线传输 (矿难发生后)
由于矿难发生后矿内情况复杂, 有线传输很可能因供电系统受损、线缆中断等情况无法正常工作。此时, 基站内备用电源启动, 在线缆受损的位置采用超低频电磁波 (300Hz~3k Hz) 相互传输信息, 线缆正常处继续使用有线传输方式以减小能量损失, 保证工作效率。为防止某一基站损坏导致的系统瘫痪, 基站间采用两路并行方式。
被困矿工发射低频弹性波信号, 相邻两基站接收弹性波后计算角度, 通过两角度和基站间距离计算被困人员所在位置距基站水平距离。
当发生矿难事故时, 被困工人与距离其最近的基站间使用弹性波 (声波) 进行无线传输, 传输主要信息为:
1.被动式发送:被困人员生命体征、被困位置信息。
2.主动式发送:被困人员所处环境 (传输方式:代码通信) 。
第三部分:可靠性保证
在矿难事故中瓦斯爆炸、透水事故、塌陷事故等会对煤巷内部结构产生很大破坏, 因此要想保证各类事故发生后基站正常使用, 基站外部必须有良好的防爆、防水、隔热和抗压性能。
通过对飞机黑匣子外壳的研究, 选择使用“钢筋混凝土——石棉隔热层——钢板”三层防护装置解决材料问题。
利用壳式结构均匀分布压力的原理和三角形的稳定性设计一新型椭圆型支架, 保证受爆炸冲击波压强使得外壳形变较小。
根据solidworks软件模拟压强测试, 给与2Mpa压强此结构形变量为13%, 而选择相同材料, 厚度增加一倍的平面结构的形变量为35%, 厚度增加一倍的椭圆形结构的形变量为19%, 因此所设计的抗压结构效果明显。
选择材料:混凝土强度等级为C40, 钢筋为HRB335级, 泡沫塑料为聚苯乙烯泡沫塑料[3]。
摘要：我国资源赋予的特点, 决定了解决中国能源问题必须以煤为主。而在煤矿开采过程中国内外煤炭企业频繁发生重特大安全生产事故, 无论是预警、指挥及救援, 都需要有一条安全畅通的通讯链路作保证, 因此建立一套具有抗破坏力的透地通信系统来保障煤矿的矿井通信就显得至关重要。本文提供了一种新型井下灾后人员通信及定位系统, 通过两路并行的有线和无线传输方式确保矿难发生后的信息传输并计算被困人员所在位置, 同时设计了壳式防护装置防止发生爆炸后对设备的损坏。本设备既能满足井下日常通信的要求, 又能在矿难发生后保证被困人员与救援人员的信息传输, 应用前景广阔。
关键词：井下救援,信息传输,定位
参考文献
[1]摘自《穿岩应急无线通信系统研究》.郭文彬著
[2]摘自《煤尘一瓦斯混合物爆炸压力研究》.侯万兵著
井下无线通讯及人员定位考勤系统管理规定 篇3
关键词：ZigBee技术定位跟踪移动目标
在煤矿系统中，矿井危险事故时有发生。只有获得受困工人准确的位置信息，抢救工作才能保证及时而又避免误伤。因此，设计安装一套煤矿井下人员的定位跟踪系统，成为一项十分紧迫的任务。
1方案的比较与选取
表1所示为四种无线通信方式的性能参数比较。
由表1可以看出ZigBee技术的优势是成本低、功耗小，而针对于煤炭行业资金不足、煤矿井下巷道曲折多变、风门众多、电源供电控制严格的特点非常适合应用Zig-Bee技术。虽然ZigBee技术的数据传输率不高，但足以满足定位系统的传输速度要求。
本方案选用2.4GHz频段的全球通用的ZigBee技术，采用基于ZigBee的无线传感器网络设计方案实现井下人员定位。在定位算法方面，采用国际上最先进的RSSI（接收讯号强度指标）算法，实现矿工的精确定位。
2定位跟踪系统的组成
定位跟踪系统主要由井上和井下2部分组成。井上部分包括大屏幕、计算机网络、485或光纤传输介质等。井下部分采用以太网技术，按照网络拓扑结构进行模块设置，每个网络模块由一个无线定位网络和若干个移动目标节点组成，定位网络节点简称FFD，移动目标节点简称RFD。系统组成如图1所示。
2.1ZigBee无线定位网络组成ZigBee无线定位网络的有网关、参考和定位节点三个部分，网关节点完成有线与无线信号的切换，参考节点为移动目标节点提供参考坐标与信号强度信息，网关和参考节点均以cc2430芯片为核心。移动目标节点以cc2431芯片为核心。
针对现场环境要求，沿巷道每隔45～180m，或者工作面高度降低45m时，在巷道合适位置（如巷道两侧顶部）设置参考节点，合理布局定位节点，安置完成的网络模块会自动形成一个ZigBee无线定位通信网络。每个节点模块的标识地址都是唯一的。为保证ZigBee网络的可靠通信，网络模块布局要保证每个模块可以保持与两个以上的模块实时通信。
2.2移动目标节点将基于ZigBee并具有身份识别功能的无线模块制作成一个便携式装置，并置于井下作业人员的头盔式安全帽内，完成无线收发功能。为了节省电力，利用IEEE802.15.4无线传输技术对模块的休眠、唤醒过程合理地控制，模块自身也只是每隔10～30s向邻近的定位网络节点发射身份地址码信号。每个下井的作业人员，都随身佩戴这样一个标志唯一身份地址的装置，其位置参数的获得来自于利用无线信号的强弱与定位节点的距离对照换算，理论上定位精度很高，可以达到2.5m。
3定位过程
cc2431模块自带了一个用于定位的引擎硬件，该引擎是在节点层面根据网络中的已知定位节点所接收到的无线信号强度值（RSSI）采用分布式算法对移动目标节点的位置完成估算。其计算原理是：由于通过预先实际环境的测量获得了信号强度与距离的函数关系，因此依据信号的强度，定位引擎可以通过已知的定位节点来确定与正在进行通信的移动目标节点之间的距离。只要利用两个定位节点来计算所获得的此目标节点的信号强度值，该移动目标的具体位置就可以确定。
4结语
通过比较B1ueTeeth、Wi-Fi、ZigBee、UWB这四种无线通信技术的具体特点，选取了基于ZigBee技术设计的头盔式煤矿井下人员无线定位跟踪系统的设计方案，并对系统的设计进行了重点阐述，详细说明了无线定位跟踪的实现流程，该设计方案中无线定位跟踪系统非常适合于煤矿的井下人员使用。
参考文献：
[1]王志中.煤矿井下人员定位系统研究[J].中国优秀硕士学位论文全文数据库，2011，S1.
[2]郭秀才，滕以金，窦美玲.井下人员定位跟踪检测系统的研究[J].矿业安全与环保，2009，36（5）.
[3]谢晓佳，程丽君，王勇.基于zigbee网络平台的井下人员跟踪定位系统[J].煤炭学报，2007，32（8）.
作者简介：
煤矿井下人员考勤管理系统 篇4
湖北襄樊石开网络自主研发的煤矿井下人员考勤管理系统采用指纹识别/虹膜识别功能,集中采集全矿入井人员的指纹，并与入井人员的基本资料相对应进行存储，系统操作简单，方便快捷，识别迅速，误差率低，并可以提供具体的出勤率、上下井及各工种作业时间，有效地杜绝了代签考勤、虚报考勤、晚下井早上井等不良现象的发生。
系 统 概 述
由于煤矿井下作业人员、车辆等动目标流动性大，一旦下井后就无法确切知道他们所处的位置，当矿井发生事故时，就给救灾工作带来极大的困难。因此建设井下动目标跟踪系统至关重要。煤矿井下人员考勤管理系统采用目前最先进的2.4G无线扩频通讯技术，具有很强的抗干扰能力和高速数据传输速率，彻底解决了远距离、大流量、超低功耗、高速移动标识体和数据传输难题，实现矿井人员跟踪定位及考勤管理，清楚掌握每个井下人员的位置及活动轨迹，为事故抢险提供科学依据。
指纹考勤系统是根据指纹的唯一性、独特性和可分类性，引进世界上最先进的指纹识别技术，开发研制的一系列指纹考勤系统。本产品具有稳定性、灵活性、准确性等特点。广泛应用于政府机关、企事业单位、医院、银行、煤矿、酒店等人事管理部门。
指纹考勤系统是利用人体活体指纹所具有的唯一性、排他性而研制的最新一代人事考勤系统。它克服了传统打卡机、磁卡、IC卡等考勤方式在打卡、丢失等不足和缺陷，最为有效地杜绝了考勤管理中的人为因素，充分体现了考勤管理系统的公正，避免不必要的人事纠纷，为企业管理提供科学、可靠的考勤管理手段，是企业体现其管理形象、节约人力力、提高效率、杜绝漏洞的最佳模式。该系统采用指纹识别功能，集中采集全矿入井人员的指纹，并与入井人员的基本资料相对应进行存储，当职工上下井时，只用手指轻轻一点，提取、确认后就考勤成功。煤矿井下考勤定位系统采用指纹识别功能，集中采集全矿入井人员的指纹，并与入井人员的基本资料相对应进行存储，当职工上下井时，只用手指轻轻一点，提取、确认后就考勤成功。该系统操作简单，方便快捷，识别迅速，误差率低，并可以提供具体的出勤率、上下井及各工种作业时间，有效地杜绝了代签考勤、虚报考勤、晚下井早上井等不良现象的发生。煤矿使用指纹考勤系统以来，考勤率大大提高，在全矿形成了“人人出满勤，干满点，为安全生产做贡献”的良好局面，促进了企业安全、稳定发展。
指纹考勤机实现人、地、时三者合一，去除考勤虚假，为公司省去不必要的加班费用付出。对企业职员的人事出勤进行公正合理并有效、科学地管理已成为各单位面临的现实课题。指纹考勤机是利用指纹识别技术，集成考考勤件和人事管理软件的最先进的考勤设备。工作人员不必保管和携带各种证件(如纸卡或IC卡等等)，只要轻轻一按手指就可完成身份识别。确保考勤的公正，数据的准确。
指纹的唯一性彻底根除考勤中存在的虚假现象，只要员工上下班或外出轻轻按一下手指，系统自动记录员工的考勤情况。月底，管理人员操作电脑轻轻松松打印人事考勤报表，财务部门根据考勤数据进行处理轻松输出薪资报表。从考勤到工资管理全部电脑化，确保考勤管理的公正、公平、科学、准确。
指纹考勤系统是利用人体指纹的唯一性这一特性研制而成的人事考勤系统。准确记录全体员工的考勤时间，自动按时间段、按人员、按组等统计考勤信息，输出考勤明细表和统计表，通过电脑网络连接可以在管理机完成管理功能。每一个人可登记1-10枚指纹。在办公室或机房可以查看考勤状况。
它克服了传统打卡钟、磁卡、IC卡等考勤方式存在的代打卡、卡丢失等不足和缺陷，最为有效地杜绝了考勤管理中的人为因素,充分体现了考勤管理的公正，避免不必要的人事纠纷。它为企业管理提供了科学、可靠的考勤管理手段，是企业体现其现代化管理、节约人力财力、提高效率、杜绝漏洞的最佳模式。利用人体指纹的唯一性这一特性研制而成的石开考勤系统，不仅给单位提供了一种科学的考勤管理方式，而且使考勤管理更加简便快捷、客观公正。
我公司根据考勤管理的普遍性，推出了标准版指纹考勤系统，以适应大众化的需求；同时也根据不同单位的特殊要求，推出了石开专业版指纹考勤系统（分单机版、网络版）。根据不同用户单位的具体情况，我公司都提供了相应的考勤系统解决方案，使用户单位既能准确快速完成考勤工作，又能达到节省投资的目的。
指纹考勤功能：
1、无需携带任何考勤卡，只要轻轻一按手指即可完成签到；
2、可以配合小键盘、触摸屏，加快员工的签到速度；
3、可以管理复杂的各种上下班时间；
4、智能化处理算法，无需每月排班，无需频繁调班；
5、可同时处理多个班次考勤；班次设置灵活多样，只需拖动鼠标，各种考勤排班即可设置妥当；
6、不需额外设备，无须系统维护费用，节约配发、补发考勤卡成本；
7、方便、快捷的查询员工的出勤记录及修改历史、考勤例外及在岗情况，使管理人员能及时了解员工出勤状态，便天安排工作；
8、建立员工个人信息档案，便于企业进行人事管理；根据管理的需要输出多种报表；
人员定位系统识别卡管理规定 2 篇5
为了有效管理和使用人员定位系统，充分发挥其在矿井安全生产动态管理过程中可靠的安全保障功能，特制定本使用管理规定。
一、识别卡的申领
由科、队提出申请、出具人员名单交监控队核对。之后报安监处审核盖章后持单据与抵押金xxx元/卡交予财务科，由财务科出具证明至监控队领取识别卡。
二、发放卡时进行信息登录，登录时必须认真核对科队、工种、工号、姓名等重要信息。确定发卡信息无误后，即可按指定人员进行发放。
三、识别卡的更换和注销
1、在卡的使用过程由于卡的电量或其它因素等需要更换时，应提出申请，待审核同意后，连原卡一起交给人员定位系统管理员方可办理。
2、人员识别卡丢失或损坏后，必须及时提出申请补办，同意后，重新交付押金进行补办。在补办期间，应使用备用卡。
3、人员在调动工作或调离我矿时应交回识别卡，由财务科退回抵押金，报系统管理员删除人员信息。
四、识别卡的管理及处罚
1、人员定位系统识别卡由监控队负责日常维护和保养。
2、人员定位系统识别卡由矿灯房统一保管、回收，并检查外观完好性，发现问题及时反映。
3、人员定位系统识别卡具有一人一卡的唯一性，矿灯房不得发错，领卡人领卡后要进行核对。
4、入井人员必须随身携带人员识别卡。
5、职工入井后不得随意敲打识别卡和用水淋。
6、职工入井后故意损坏识别卡的按原价赔偿。
7、矿类房不准把识别卡乱丢乱甩，若丢失按原价赔偿。
8、职工出井后必须把识别卡交回矿灯房。
9、职工不得随意按“紧呼”按钮，必须在特殊情况下才可按，若在没有特殊情况下按此按钮损坏按原价赔偿。
10、职工严禁拆卸识别卡若发现进行处罚。
11、在井下是不可抗拒的因素造成损坏的，由本单位出具证明，安监处调查属实的，免予赔偿。
五、人员识别卡的报废
符合下列情况之一者，可以报废：
1、识别卡出现故障不能正常显示人员动态情况或信号传输不准无法进行修复的。
2、通过个修理虽能恢复性能及技术指标，但一次修理费用超过设备原值80%以上的。
3、受意外灾害、损坏严重，无法修复的。
第二种：人员定位识别卡管理办法
为进一步规范人员安全管理，及时掌握入井人员的分布情况。运行轨迹，实现双向呼叫，精确定位。险情报警等安全管理功能，根据
有关文件精神，结合公司实际情况，经过安装调试后，决定先对人员定位系统进行使用，确保使用正常，特制定本办法。
一.识别卡型号：KJ128A-K3识别卡
二.发放地点煤矿监控中心，以队为单位领取。
三.使用方法（由各队队长负责组织员工学习使用方法）入井人员遇到紧急情况时，可使用识别卡对地面系统中心站发送报警。即长按识别卡的“紧呼”键（须在接收器地点附近50米范围内）向地面系统中心站发出报警信息，绿灯闪，表示紧急呼救信号已发出松开按键可持续发送报警信号。遇到下列情况之一时可向地面系统中心站发送警报，送出求救信号。注明：1.出现水.火、顶板、瓦斯等重大灾变时 2.附近有其他人员遇险时 3.其他重大危险情况
四、考核
1、识别卡统一固定在皮带上，经安全教育培训合格后，入井必须佩戴有标识的识别卡，检身工在人员入井时必须对每个员工进行仔细检查，不佩戴识别卡者不准入井。不听劝阻强行如井的，检身工汇报调度室，给予违反者处罚20元。在井下发现未佩戴识别卡的处罚50元，如发现检身工漏检的，给予检身工处罚10元/人次。
2、对人员定位跟踪系统井下设备.信号基站和无线读卡器，管理人员要定期进行检查，若发现有人为损坏的，必须汇报调度室，按情节轻重进行处罚。
3、各采、掘工作面的读卡器，由所辖队负责管理，若有损坏按价赔偿，并作处罚。
4、佩戴标识卡入井的人员不得互相交换，如发现交换使用的，给予双方各处罚50元。
5、未下井却让他人把标识卡带入井搞弄虚作假的，一经发现，给携带者处罚100元，本人处罚50元。
6、标识卡丢失或损坏应及时上报调度，并进行补卡，丢失的识别卡或损坏的识别卡按原价赔偿（200元/个）。
7、对故意损坏、盗窃人员定位设备者，严格按相关法规进行处罚。
8、使用人员在非紧急情况下严禁使用无线编码标识卡“紧呼”功能，否则对本人作处罚50元/次。
9、上级或其他单位到本矿下井的，在矿领导的陪同下，由监控人员进行发放标识卡。
第三种：井下人员定位识别卡管理规定
为确保下井人员与系统定位人员相符，有效监控、掌握井下人员的动态分布情况，保证井下人员定位系统有效运行，特制订本管理规定。
1、调度监控室负责人员定位识别卡的日常管理，以及定位系统设备的监督检查工作。监控室负责定位系统巡查，每天接班一小时后核对井下人数，及时登记入井人数，以备查。发现设备故障，按规定程序上报，否则一次处罚100元。
2、调度监控室负责人员定位识别卡的发放登记。建立所有入井人员定位识别卡领用、人员信息登记台账，认真核对人员信息，保证信息真实可靠。
3、人员调离井下作业岗位时，持卡人必须将人员定位识别卡上
交调度监控室，并登记销档。如持卡人不交卡，月底监控室将人员花名报矿主管安全领导，经审查属实后，交财务管理人员从工资中扣除定位识别卡赔偿金（标准200元）。
4、所有入井人员必须按规定佩戴人员定位识别卡，否则不准入井。入井人员只能携带本人定位识别卡，严禁一人带多卡入井；出井时，严禁将人员定位识别卡留在井下，发现不按照规定佩戴人员定位识别卡人员一次罚款100元，并且对单位领导罚款100元处理。
5、检身工负责检查出入井人员定位识别卡佩戴情况，违反规定的一律不准登记入井。必须检查出入井人员的定位识别卡是否佩戴，如查处一人违反规定，上报安全科处罚当事人100元。
6、如检身工检查不到位，发现出入井人数与定位系统不符，经核实属于检身工责任，一次处罚100元。
7、如人员定位识别卡在使用过程由于其它因素损坏，需要更换时，必须及时到监控室申请补办人员定位识别卡。如属于人为损坏的，到监控室更换时按原价赔偿，交款后方可给予办理新卡。
8、井口检身工、安检员要随时查看人员定位卡携带情况或低电的定位识别卡人员，应在交接班时立即通知持卡人，并做记录，双方签字确认。
9、矿灯房要配备十个人员定位识别卡，编数字号码为外来人员入井时佩戴，人员定位识别卡由井口矿灯发放工负责保管。
10、调度室根据人员数量和定位卡使用情况，及时向矿主管领导上报购买计划，要保证监控室有30个备用卡，便于人员及时领取、更换。
井下无线通讯及人员定位考勤系统管理规定 篇6
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目 录
第一章 项目背景...................................................2 第二章 系统功能...................................................2 2.1区域监控......................................................2 2.2警示告知......................................................3 2.3信息交互......................................................4 2.4 档案管理......................................................5 2.5 考核管理......................................................6 第三章 技术方案...................................................7 3.1 手机+腕带标签方案.............................................7 3.2 GSM腕带标签方案..............................................8 3.3 RFID腕带标签+GSM读卡器......................................10
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第一章 项目背景
对于社区矫正人员的监外服刑，一直通过司法人员、社区自愿者管理，人员缺乏，同时，矫正人员存在一定的流动性，无法进行行之有效的管理，在流程、监督上存在管理难的问题。如何行之有效的对社区矫正人员进行管理一直是司法部门研究的重要课题，北京创羿科技作为专业信息化解决方案的提供商，针对目前司法部门在社区矫正中存在的问题提出了本解决方案，以期为司法部门在社区矫正执法中提供方便。
为此，公司研究了三种解决方案，方案采用先进的RFID射频识别技术，结合GSM移动通信技术。实现了被矫正人员的实时监管，提高了矫正管理的效率，使得管理更方便更人性化。
第二章 系统功能
2.1区域监控
● 实时位置查询：在设定的时间内了解社区矫正对象是否离开安全活动范围，并提供考核依据。
● 随机查询功能：根据特别的授权可以对矫正对象进行随机查询。
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2.2警示告知
●越界告警：当矫正人员超出安全活动区域，系统自动报警，自动备案，自动发送信息通知矫正管理人员。
●腕带拆卸报警：矫正对象佩戴的创羿腕带标签被非法拆卸时会自动发出报警信号。
●到期提示：社区矫正对象在矫正期满前
7天，系统会自动发出警示，保证矫正对象能在规定的期限准时解矫。
●审核提示：社区矫正对象在矫正期满前
15天，系统会自动发出警示，提醒工作人员对矫正对象期满鉴定表提交。
●宣告提醒：社区矫正对象在矫正期满前
30天，系统会网址：
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自动发出警示，提醒工作人员对矫正对象解矫前资料整理。
2.3信息交互
●资料查询：矫正工作者、矫正对象均可通过手机查询每月的考核情况。
●信息传递：通过系统平台下发教育文件、教育通知等各类信息。
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2.4 档案管理
●个人信息：建立矫正对象个人信息库（年龄、住址、矫正内容、心里类型等基本信息），对矫正对象监控等级进行设置。
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2.5 考核管理
●工作考核：通过系统对矫正对象参加学习、公益劳动、思想汇报、奖惩登记、请假登记、警示告知等情况给矫正对象进行评分考核。
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第三章 技术方案
3.1 手机+腕带标签方案
3.1.1 被矫正人员的手机加装RFID读头
手机作为人们必不可少的通讯工具经常随身携带，即便不在身上，也离身体不远。因此可以作为优质的信息传输载体应用于被矫正人员的管理。创羿科技运用自己的先进技术将RFID读写器加装到手机上，将RFID读头和手机结合起来，RFID读头读取的数据通过手机的电信网络传给远端的系统管理中心。3.1.2 被矫正人员佩戴腕带式电子标签
被矫正人员将腕带式电子标签佩戴在自己的手腕上，此腕带电子标签为有源电子标签，无时无刻不在向外发送信号，信号被人员佩戴的手机读头读取到并发送到远端的系统管理中心。创羿腕带式电子标签采用特殊材质，设计简洁，整个腕带没有金属制品，更好的贴合人员皮肤。采用导电硅胶原理，人员没法拆卸时系统可发出警报信号。该产品具有超低功耗、电池可拆卸可充电，使用寿命长，平均成本低，网址：
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免维护，并且对人体安全、健康，无电磁辐射污染，使用更安全等突出特点。
3.1.3 手机RFID读头实时读取腕带电子标签数据
手机加装的RFID读头作为电子标签的读写设备，实时读取电子标签的信息，当读头读取到腕带单子标签的信息时，并将信息上传，系统中心会得知被矫正人员状态正常，并可通过手机GPS获知人员的位置，当读头读取不到电子标签的信号时，将会发出异常报警信号：标签或手机有可能远离被矫正人。RFID读头性能稳定、工作可靠、信号传输能力强，防水、防雷、防冲击，满足工业环境要求。3.1.4 手机RFID读头将读取的信息通过手机电信网络上传给系统管理中心
管理人员可以通过系统管理中心的软件实时查看到被监管人员的位置等信息。
3.2 GSM腕带标签CY-TCR-200 方案
3.2.1 被矫正人员佩戴GSM腕带式电子标签
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标签采用特殊材质，设计简洁，整个腕带没有金属制品，更好的贴合人员皮肤。采用导电硅胶原理，人员非法拆卸时系统可发出警报信号。该产品具有超低功耗、电池可拆卸可充电，使用寿命长，平均成本低，免维护，并且对人体安全、健康，无电磁辐射污染，使用更安全等突出特点。
3.2.2 腕带标签CY-TCR-200 内置GSM模块，信息可以通过GSM模块将标签信息和位置信息上传给系统管理中心。
腕带内置GPS，可以实时获取人员的位置信息，内置的GSM模块可以将人员的位置信息和状态信息通过电信网络实时上传给系统管理中心。
3.2.3 当标签被非法拆下时，会触发报警信号。
腕带标签采用导电硅胶原理，人员非法拆卸时系统可发出警报信号信号，并通过GSM模块上传给系统管理中心，提醒管理人员采取措施。
管理人员可以通过系统管理中心的软件实时查看到被监管人员的位置、报警等信息。
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3.3 RFID腕带标签CY-TCR-200 +GSM读卡器
3.3.1 在被矫正人员住所安装内置GSM模块的创羿RFID读卡器
GSM模块RFID读卡器可对室内人员进行更精确的定位。其定位精度可到1.5-3M，能够同时稳定读取200张以上的有源电子标签，识别准确率99.999%；在极短的时间内可以确保全部识别不漏读。利用衰减值可推测被标识物离某一读写器的距离。3.3.2 被矫正人员佩戴创羿RFID腕带标签CY-TCR-200
标签采用特殊材质，设计简洁，整个腕带没有金属制品，更好的贴合人员皮肤。采用导电硅胶原理，人员非法拆卸时系统可发出警报信号。该产品具有超低功耗、电池可拆卸可充电，使用寿命长，平均成本低，免维护，并且对人体安全、健康，无电磁辐射污染，使用更安全等突出特点。
3.3.3 读卡器实时读取腕带标签信息，并通过读卡器GSM模块上传到系统管理中心
读卡器内置有GSM模块，可以将读取到的标签信息通过移动电信网络实时上传给系统管理中心。3.3.4 离开/拆卸报警
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当佩戴标签的被矫正人员离开自己的住所，读卡器读取不到标签的信号，将会触发报警信号，并且当被矫正人员非法取下腕带电子标签时，也会触发报警信号。
管理人员可以通过系统管理中心的软件实时查看到被监管人员的位置、报警等信息。
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井下人员定位系统防碰撞算法改进 篇7
我国是世界上矿难事故最多的国家之一,在发生矿难事故时快速、准确、实时地确定井下人员的信息,从而提高抢险救灾、安全救护的效率,是矿井人员管理的主要目标。目前国内煤矿普遍采用基于RFID技术的矿井人员定位系统实现对井下人员的准确定位[1,2]。AQ6210—2007 《煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》中明确要求井下人员定位系统的并发识别数量不得小于80,最大位移速度不得小于5 m/s,而漏卡率不得大于10-4,因此,在人员定位系统的设计中必须考虑标签与读卡器之间的防碰撞算法[3]。
在RFID系统中,防碰撞算法主要有空分多路法(SDMA)、频分多路法(FDMA)、时分多路法(TDMA) 3种。SPWM天线系统复杂,费用高,应用不是很广泛。FDMA读卡器费用较高,应用也受到了限制。目前煤矿应用最为广泛的防碰撞算法是TDMA中最具代表性的ALOHA(Additive Link On-link Hawaii Algorithm)。该算法的主要特点是各标签发射时间完全随机,不需要同步,当标签数量不多时RFID系统可以很好地工作,其缺点是数据在发送过程中发生冲突的概率大[4]。本文针对煤矿井下工作环境的特殊性, 基于碰撞退避思想,对二进制指数退避(Binary Exponential Backoff, BEB)算法进行分析,并提出相应的改进算法,从而进一步减小了井下人员定位系统的漏卡率。
1碰撞退避原理
碰撞退避算法即发生数据碰撞后标签暂时退出竞争,延迟一段时间后再次尝试发送,采用碰撞避免机制而不是碰撞检测。实行退避的目的是为了降低重发时再次发生碰撞的可能性。退避时间的长短与标签内部的随机数相关,可用式(1)确定:
BackoffTime=Random()×aSlotTime (1)
式中:Random()是均匀分布在0～CW之间的随机数,CW为退避发生器的值,由退避算法确定;aSlotTime是物理层的时隙时间。
退避算法是维护退避发生器的算法,退避时间长短可通过改变退避发生器值的大小来控制。当退避发生器值较大时,产生的随机时间一般较长;当退避发生器值较小时,产生的随机时间一般较短。显然,退避发生器的值越小,数据抢占信道的能力越强,退避发生器的值反映了标签接入信道的能力。退避算法的目标是正确反映标签的信道争用状况,赋予标签适当抢占信道的能力,以更加充分地利用信道资源,避免争用碰撞和信道资源浪费。
2BEB算法及其改进
2.1 BEB算法
BEB算法首先给定最小碰撞窗口和最大碰撞窗口,每次发生碰撞时,认为网络中标签之间对信道的竞争程度加剧。标签将当前的CW值增大,直至达到最大门限值CWmax;每次交互成功时,退避发生器的值降到最小。该算法可用式(2)描述:
BEB算法的主要不足:(1) 不能正确反映信道的争用情况。一次成功发送不能认为信道竞争程度降低了,但退避发生器的值却降到了最小。(2) 标签访问信道会带来不公平现象。一次成功发送后,标签退避发生器的值降为最小值,而其它交互不成功标签的退避发生器的值都较大,在后续的竞争中,退避发生器值较小的标签获胜的几率很大。这就使得获胜的标签优势越来越明显,而其它标签更加不容易抢占到信道,造成严重的不公平现象。
2.2 算法改进
针对BEB算法的不定,提出一种改进算法,根据当前碰撞窗口CW值和信道忙闲程度来改善CW更新规则,使其具有一定的自适应性。改进的二进制碰撞退避算法采用乘法增加、线性减小的碰撞窗口调整方式,设置退避的低流量阈值CW1和高流量阈值CW2,根据网络流量大小对碰撞窗口采取不同的更新规则并同步更新优化窗口值,使标签能够自适应快速接入信道。算法规定:CW≥CW2时,网络流量较大;CW≤CW1时,网络流量较小。在低流量下设置较小的CWmin值,使节点能够快速接入,减少信道空闲浪费;在大流量下使CW平滑变化,以避免节点间的碰撞窗口值相差较大,造成短程不公平现象。
改进算法具体描述如下:
(1) 初始化,取较小的CWmin。
(2) 当CWmin≤CW
(3) 当CW1≤CW
(4) 当CW2≤CW≤CWmax时,认为网络流量大,采用乘法增加、乘法减小的方式调整CW。当信道忙碌时,CW增加为原来的α倍(取α=1.3),此时CW自身值较大;若标签发送成功,CW减小为原来的β倍(取β=0.8)。
(5) 标签连续3次发送成功时,认为CW为粗略优化值,在1跳范围内同步更新CW。
3改进的BEB算法性能测试及分析
3.1 性能测试方法
AQ6210—2007明确规定了人员定位系统主要技术指标的测试方法。其中“最大并发识别数量”指标测试方法:多张识别卡以最大位移速度同时通过读卡器识别区,测量读卡器正确识别的识别卡最大数量。“最大位移速度”指标测试方法:以最大并发数量的识别卡同时通过读卡器识别区,测量读卡器能够正确识别的最大速度。 但在实际测试过程中,位移速度很难精确控制。因此本文对该方法进行了改进,将位移速度换为识别时间。AQ 6210—2007规定识别卡与读卡器之间的无线传输距离不小于10 m,而在实际应用中也大多控制在10 m左右,所以识别卡能够被读卡器识别的范围为20 m。如果要求位移速度为5 m/s,则相当于识别卡能够被读卡器识别的时间为4 s,可以通过程序将读卡器的收卡时间控制为4 s。由于时间可以精确控制,而位移速度与识别时间是严格对应的,因此改进后的测试方法较易实现。下面利用该测试方法对BEB算法和改进算法进行性能分析对比。
3.2 最大并发识别数量比较
AQ6210—2007规定的“漏卡率”指标测试方法:并发数为M的识别卡以最大位移速度通过读卡器识别区,共通过不低于104/M次,识别总数为L,将每次漏读的个数相加得N,则漏卡率为N/L。设识别卡固定位移速度为5 m/s(即识别时间为4 s),L=10 000。分别用标签数为40、60、80、100、150、200的识别卡,通过识别区L/M次,采用BEB算法和改进后的BEB算法进行测试,得到相应的漏卡统计结果,见表1。
从表1可看出,BEB算法的最大并发识别数量为60;而改进算法的最大并发识别数量为150,远远超过AQ6210—2007中规定的80。同时,随着标签数的增加,BEB算法的漏卡数急剧上升。可见,改进算法在最大并发识别数量上要优于经典BEB算法,在一定程度上降低了冲突概率,有效地减少了数据的碰撞。
3.3 最大位移速度比较
设标签数M=60,识别总数L=10 020,通过识别区167次,位移速度分别为5、6、7、8、9、10 m/s(即识别时间分别为4、3.3、2.9、2.5、2.2、2 s),采用BEB算法和改进后的算法进行测试,得到相应的漏卡统计结果,见表2。
从表2可以看出,BEB算法的最小识别时间为3.3 s,即最大位移速度为6 m/s,而改进算法的最小识别时间为2 s,即最大位移速度为10 m/s。可见改进算法在最大位移速度上也优于经典BEB算法。
4结语
通过设定两个阈值,根据不同网络流量制定不同的CW更新规则,并同步更新优化窗口值,对BEB算法进行了改进,在设计和实现上兼顾了阅读器和射频标签通信的速度和可靠性,加快了碰撞窗口值的优化速度,提高了数据传输速度,减少了标签漏卡率。测试表明,改进算法的最大并发识别数量为150,最大位移速度为10 m/s,均优于经典BEB算法。因此,改进算法能够有效解决井下多目标识别的防碰撞问题,增强煤矿生产的安全性,具有广阔的应用前景。
摘要：为解决井下人员定位系统中多个标签向接收器发送信息时产生的数据碰撞问题,提出了一种改进的二进制指数退避算法。该算法采用乘法增加、线性减小的碰撞窗口调整方式,设定了两个阈值,并根据不同网络流量制定了不同的退避发生器值更新规则,同时同步更新优化窗口值,使标签能够自适应快速接入信道。测试表明,改进后的算法最大并发识别数量为150,最大位移速度为10m/s,均优于经典的二进制指数退避算法。该算法提高了数据传输率,减少了漏卡率,有效地解决了井下多目标识别的防碰撞问题。
关键词：矿井,人员定位,防碰撞算法,二进制指数退避算法
参考文献
[1]石为人,冯会伟,唐云建.一种无线传感器网络MAC层协议设计与实现[J].计算机科学,2009(7):60-62.
[2]陈鸿,牟颖,马成.基于RFID的动态瓦斯巡更管理系统[J].矿业安全与环保,2010(4):34-36.
[3]张志荣,张龙江,杜鹏.基于RFID煤矿井下人员定位防碰撞研究[J].辽宁工程技术大学学报:自然科学版,2010,29(3):490-493.
[4]WANT R.Enabling Ubiquitous Sensing with RFID[J].Computer,2004,37(4):84-86.
[5]李凡甲,徐钊,颜丙磊,等.基于WSN的煤矿井下人员定位系统防碰撞算法的研究[J].工矿自动化,2009(1):9-12.
人员定位系统讲稿 篇8
人员定位系统是最近一两年发展起来的，发展速度很快。但是现在有一些系统和技术在使用过程中还是有一些不太稳定不太成熟的情况。因为这个产品刚刚发展了一两年的时间，从一个更长远的时期来看，人员定位系统目前还是处在一个发展的初期，所以整个这个人员定位系统它的技术产品、包括它的应用模式还有它的使用等等各方面都处在一个发展的初期，它还有一个逐渐完善的过程，包括这套人员定位系统怎么用，怎么用到我们日常的生产管理当中。
KJ133系统研究的时间比较早，我们从2003年就开始研发，在现在为止已经有4年半的时间了。我们公司在国内做人员定位算是比较早的一个公司，经过了四年的发展，目前已经形成了一个独特的设计思路和与众不同的技术方案。现在做人员定位的厂家比较多，很多厂家经我们了解，相似度很大，差异性小。但是KJ133系统它却有一些独特的使用特点，之所以有一些独特的使用特点，原因在于我们采用了一些与众不同的技术实现方案，由于方案的不同造成了最后结果的使用效果不同。我们这套系统当时提出的一个概念就是全矿井，全覆盖的一个精确定位和无线寻呼。我们现在叫人员定位系统，但是从国家标准包括从行业主管部门来说，他们不叫定位，他们认为现在的人员定位系统作不到定位，所以现在的行业标准它就叫井下作业人员管理系统，曾经有一段时间叫井下人员位置监测系统，后来把位置完全去掉了，改成井下作业人员管理系统，不提定位，但是现在咱们习惯上还是叫人员定位。我们当初在做的时候因为没有国家标准，当初国内的厂家也不多，当时我们就提出一个人员定位的说法。系统的设计之初是希望把它作为一套定位系统。所以最终提出了一个全矿井全覆盖、精确定位。所以我们的技术可以给出一个定位精度，这个后面我会做详细介绍。在一个我们提出一个全矿井全覆盖的概念，全矿井的意思就是地下任何的地形条件，我们都能够覆盖，并不一定说我们一定要把整个矿井覆盖，当然我们有这样的应用实例，但是一般来说我们不是要把所有矿井覆盖，但是你需要覆盖的地方，特别是人员工作的那些区域，像工作面，一些机电垌室等有人员工作的这些区域，我们是希望信号的全覆盖的，为什么要实现这个全覆盖呢，原因就是我们后面要提出的这个双向的无限寻呼、呼救这么一个功能，既然要做到双向的寻呼呼救，双向通讯就必须覆盖信号，如果你这个分站信号覆盖范围只有半径10米20米，几十米的话，你要实现这个双向的通讯是不可能的。所以说实现双线通讯的基础就是首先要实现信号的覆盖，所以我们提出这个全矿井、全覆盖，精确定位和无线寻呼这
么一个概念。而且在国内我们是最早付诸实现的，现在有一些产品也号称做到一些功能，但是还是处于概念的一个状态，我们这个产品已经经过了两代的发展，目前是在向第三代发展，目前KJ133系统已经不断的完善了，各种测试和实际使用过程当中都取得了很好的效果。只是项目的一个简介。
下面会分几部分介绍KJ133人员定位系统，刚才说到了我们独特的设计思路，我们这个思路是采用无线射频识别技术，这个是人员定位系统都要采用的技术：射频识别技术。当然我们在采用这个技术的同时我们还加入了漏泄通讯技术，这个漏泄通讯在煤矿已经用了很多年了，我们的特点就是家用了一个漏泄通讯技术来保证信号在井下巷道内的有效覆盖，设计思路不一样造成了一个与众不用的使用效果，效果就是一：提高了信号的覆盖范围，可以实现重点区域全覆盖，甚至是全矿井全覆盖。像刚才说的工作面，掘进面，这些区域都是人员比较集中的地点，也是比较危险的区域。这些区域我们既想实现精确定位，又想实现双向寻呼，这种情况下，我们在做项目的时候我们会把这些区域的信号完全的覆盖。因为我们采用的是射频识别技术加漏泄通讯技术，所以可以实现工作面信号的连续覆盖。在有一个我们有一个独特的系统叫定位器，国内也就我们一家有这个设备，这个定位器的作用就是刚才说的实现精确定位，比如果一个工作面的长度可能是几百米甚至更长，在这个范围内人员到底在哪个位置，一般来说只靠分站来识别的话是很难识别到的，如果想知道人具体在哪个位置，我们就可以借助定位器实现重点区域的精确定位。再一个在设计原理上我们避免了漏卡，保证了在正常使用情况下不漏卡。刚才说了人员定位系统在最近一两年才开始应用，山西用的比较早，但是用到现在还是有一些问题，其中一个比较主要的问题就是漏卡。漏卡是什么意思呢，比如果有100人下井，但是实际上它只检测到了90个，个别人员检测不到，这个就叫漏卡，这个是人员定位系统在这个行业实际应用时经常出现的问题，之所以出现漏卡，就是咱们现在很多分站的信号覆盖范围也就是读卡的范围太小，咱们现在有一个国家的行业标准d210，d210分站识别的范围是10米，这个十米还是在地面比较理想的环境下测得10米，但实际到井下真正的读写范围和识别范围只有十米的话就很容易出现漏卡。现在很多用户会反映到了井下以后一个是人一多，或者说交接班的时候可能是上百人，这种情况下就是人员非常多，在有一些情况比如说井下有一些电机车，要坐这些电机车，在这些情况下，在加上有一些设备，有一些车辆的遮挡，在这种遮挡的情况下，原来如果是10米的话，一遮挡可能就变成3米或5米了，这个信号的遮挡实际上是很严重的，如果只有3米或5米的话，如果离分站比较远的情况下，信号就很弱甚至就没有了，如果没有信号了这些功能就全都实效了，所以现在很多出现漏卡的原因就是分站的信号覆盖范围太小。我们这个由于设计原理不
一样，我们分站的覆盖范围很大，可以达到二三百米的覆盖范围，而且信号是连续覆盖，中间不会有遮挡，不会中断。二三百米的情况下可以保证有足够的信号，足够的时间去读它周围的卡，哪怕你卡再多，三四百人交接班也没有关系，有足够的的时间把卡都读上来，但是如果你只有十米二十米的话就很难保证把它的卡读上来。这个就是说从设计原理上我们避免了漏卡。在一个我们刚才提到了由于信号范围覆盖比较大，而且是有效覆盖，所以就可以实现双向通讯、双向寻呼。双向通讯在很多煤矿应用人员定位的时候都很感兴趣，有时候招投标的时候他就要求必须要具备双向寻呼。这是系统的一个概述。系统的组成跟一般的人员定位系统差不多，由计算机系统，数据通信接口，定位分站，还要配备防暴的电源，识别卡，还有一些传输的电缆或光缆。我们这个系统和其他系统比较不一样的地方就是多一个射频定位器，在局部区域实现精确定位。定位的原理是这样的：每个下井人员都可以携带识别卡，当这个人员进入某一个分站的信号覆盖范围内的时候，就可以确定人员所处的区域，KJ133系统每个分站的有效信号覆盖范围是可以达到三个方向，我们有三个天线覆盖的方向，每个方向可以延伸250米，每个方向可以接一个漏泄的电缆，三个方向可以达到信号连续覆盖750米以上，这样我们用一台分站就可以覆盖一个完整的工作面，而且不会受地形的限制，比如说转弯、工作面煤层起伏等，通过我们的定位器可以进一步将定位精度定位到10-50米范围之内。这个定位精度也是可以调的。定位系统目前的日常应用很重要一点就是考勤系统，考勤就是通过人员在井上井下分站初夏的时间、顺序自动实现考勤。这个是一个考勤的原理图，在井上一般来说都会布置一台分站，在井底的地方也会布置一台分站，在井下的一些重要的区域，或者人员必经的一些叉路口这些位置上我们也会布置一些分站，人员下井的时候他这张卡本来是在地面的，他下到井底以后会被井底这台分站收到，那么就自动计为入井，这个人就计到井下的人数里，升井的过程也一样，本来这张卡的状态是井下，他升井到地面以后被地面的那台分站收到，这张卡就自动计为升井状态，那么从井下的总人数里清除掉，同时计满一次下井。这就是他考勤的原理。这个整个考勤功能都是系统自动处理的，这个就使我们刚才说的定位技术，我们这个定位技术是获得国家发明专利的。比如说在井下的三岔口上我们可以设置一台分站，刚才说了3个天线可以覆盖三个方向，每个方向250米，在这个750米范围之内，人员到底在哪个位置上我们不知道，只能知道他在这个分站的覆盖范围内，如果像知道他具体在哪个位置，我们就可以在一定的区域内隔一定的区域放一个定位器，通过定位器我们可以把一些比较大的区域划分为比较小的区域，人员在这个区域活动的时候通过定位器的识别就可以知道他具体在哪个位置。定位器的间隔主要是看对定位精度的要求。像我们在铁法煤业大平矿做的，它的工作面我们就是每隔20米放一个定位器，这样他整个的定位精度就是±10米，这个系统我们当时想做的就是一个定位系统，定位系统我们就应该能给出一个定位精度，如果不知道定位精度，只知道他从这个分站通过，但是他到底在哪我们不知道，这样就不能称为定位系统，要是想成为定位系统，像GPS定位器他都有一个定位精度。我们这个定位精度就是可以达到± 10米，一般情况下我们都会做到±20米，像神华集团哈拉沟矿他们的定位精度就是±25米。
系统的特点：
1、系统的漏卡率低，约为10-5。经过近二十万卡次的高速运动情况下的漏卡专项性能测试，未出现漏卡现象，已经稳定运行1年以上。
2、覆盖范围大，单台分站信号的覆盖长度可达250-750米，且不受巷道拐弯、起伏影响，可以沿巷道敷设。
3、定位精度高，可以实现连采、综采面的精确定位、跟踪，定位精度为10-50米。
4、可靠性、容错性强，容量大，单台分站的读卡容量是200张以上，200-250张，200张的情况下我们保证识别速度不低于60km/h，100张的情况下保证识别速度是80km/h。这些都是经过实际测试的。
5、比一般考勤定位系统增加寻呼、呼救功能，紧急情况下，迅速发送危险报警信号，提高救援的及时性。由于信号能够有效覆盖，保证了此项功能的有效性，人员在进行呼救时，卡上有一个呼救拉带，靠这个呼救拉带拉出来以后地面就可以及时地知道人员在什么位置。
6、在一个就是这个卡每天下井的人员都会随身携带，每天要带几个小时，所以他的辐射对人体的安全性也是很重要的一个方面，这个也是孙继平在定国家标准的时候也是特别强调这一点，如果带在帽子上必须经过国家权威部门检测，出具对人体无害的检测报告，我们这个是经过信息产业部通信计量中心的人体吸收率的检测，每个卡的辐射量是国家限值的1/8000，一般来说手机的辐射量是接近国家限值的，也就是我们一个卡的辐射量至相当于一部手机辐射量的1/8000，这样小的辐射量人员每天带着它工作是很安全的。
系统的功能有以下几个方面：1.考勤统计与报表查询，也就是说我们这个定位系统在日常的使用过程中它每天都是发挥作用的。包括下井人员总数、下井时间、升井时间、下井次数、各个区域停留时间、员工及部门考勤日报和月报、部门时点查询等等。这个就是应用人员定位系统对日常管理所起到的作用。2.跟踪定位：一个就是区域定位，我们设计成两级定位，一级就是现在很多厂家采用的分站定位，分站定位就是知道人员经过哪个分战，定位到一定的区域。再一个就是精确定位，一般我们使用在人员工作的区域。再一个就是人员移动的轨迹，路线。3.双向寻呼：包括地面对井下人员的无线寻呼、井下人员对地面的无线呼救。
4.井口验卡：这个是按照国家的标准来设置的。井口安装KJ133验卡系统，验卡系统会有一个计算机，有的会有一个LED的显示屏，人员经过的时候会显示他的照片、姓名，通过它可以检测不带卡，或者多带卡、带错卡的情况。另外我们还有一个像PDA一样的手持验卡器，这个可以用于日常的抽查。5.卡集中管理系统。我们有一套集中管理系统。6.另外我们可以与虹膜考勤系统对接，有些井口可能安装了虹膜的考勤系统，我们可以跟它实现数据的交换，保证卡和人员的一一对应。
实现功能介绍：一地图功能：可以直接导入，如果地图太复杂，可以画一些简单的巷道，这个图是矢量图，可以任意的方大、缩小、移动，是不会变形的。第二个是可以显示井下的总人数。左下角可以显示井下的总人数，右侧会显示详细信息。还可以显示各个分站的处、各个定位器处人员的数量。
报警功能：入井超时报警功能：可以分两级报警，一般超时（超过12小时）和严重超时（超过24小时）。入井超员报警功能。区域超时、超员报警功能。禁入报警功能。工作异常报警功能。系统自我维护信息报警。分站信号中断报警。识别卡电池电压低报警。定位器电池报警。呼救报警。报警会有详细的报表。此外还有人员的移动轨迹。
井下无线通讯及人员定位考勤系统管理规定 篇9
建立可靠的井下人员定位系统, 对改善矿山安全生产管理有着十分重要的意义[1-2]。现有的井下人员定位系统主要包括2类:基于射频识别 (RadioFrequency Identification, RFID) 技术的井下人员定位系统 (简称RFID系统) 和基于无线传感器网络 (Wireless Sensor Network, WSN) 技术的井下人员定位系统 (简称WSN系统) [3]。其中, RFID系统通过读取所安装的读卡器信息对人员进行登记, 以读卡器的位置作为井下人员位置信息, 但该系统无法实时地报告井下人员的具体位置和实现语音通信, 只能用于井下人员区域定位和考勤登记管理。WSN系统通过在井下广泛布置的传感器监测点收集井下人员随身携带的识别卡信息, 从而对人员进行定位。该系统与RFID系统相比, 大大提高了人员定位性能, 但其研究主要集中在局部区域上, 构建一个全矿井WSN还存在组网困难、数据库难以建立及硬件设备笨重等问题。
综上分析, 目前井下人员定位系统虽然在定位性能上有了较大的提升, 但对实时全局定位和发生矿难后搜救方案等方面尚未展开研究。随着微机电系统 (Micro Electro Mechanical System, MEMS) 的微惯性器件出现, 极大推动了微惯性测量组合 (Micro Inertial Measurement Unit, MIMU) 的发展[4]。MIMU系统是一种新型的捷联惯导系统 (Strapdown Inertial Navigation System, SINS) , 它继承了SINS的自主性和抗干扰性强、隐蔽性好等传统特性的同时又具有尺寸小、成本低和便于安装调试等优点。因此, 将MIMU系统运用到炼矿井下环境中, 进行实时全局定位具有重要意义。然而, 由于微惯性器件的随机漂移导致其误差随时间逐渐积累, 长时间运行必将导致客观的误差积累, 因此, 需要另一种定位系统来对其定位误差进行校正。WiFi定位技术的覆盖范围广、定位精度高, 适合长时间定位, 且没有误差积累, 但其定位精度极易受到环境因素的影响。鉴此, 本文设计了一种MIMU/WiFi井下人员组合定位系统。
1 MIMU系统工作原理
MIMU系统由三轴微陀螺仪和三轴微加速度计分别同时测量3个正交方向上的角速度和加速度, 由此六自由度信息经导航算法计算来获得载体的三维运动轨迹。MIMU系统将微惯性器件直接固连于载体上, 通过对三轴微陀螺仪的输出值进行积分计算来获得井下人员自身的姿态信息, 对三轴微加速度计的输出值进行2次积分来获得井下人员的速度和位置信息, 进而实现对井下人员的定位功能。MIMU系统工作原理如图1所示。
图1中, 定义n系为导航坐标系 (本文选取东-北-天地理坐标系作为导航坐标系) ;b系为载体坐标系;i系为惯性坐标系[5];表示在b系的比力值;表示在n系的比力值;表示b系相对于i系的转动角速度在b系下的投影;表示b系相对于n系的转动角速度在b系下的投影;表示n系相对于i系的转动角速度在b系下的投影。
姿态矩阵可通过四元数法求解姿态矩阵微分方程来获得, 姿态矩阵的方向余弦阵为
式中:θ为俯仰角, 其定义域为 (-90°, 90°) ;ψ为航向角, 其定义域为 (-180°, 180°) ;γ为横滚角, 其定义域为 (0°, 360°) 。从Cnb中可求得载体的姿态角, 即θ=arcsin T32, ψ=arctan (-T12/T22) , γ=arctan (-T31/T33) 。
位置矩阵可以通过求解位置矩阵微分方程来获得, 位置矩阵的方向余弦阵为
式中:λ为载体所处的经度, λ=arctan M33;L为载体所处的纬度, L=arcsin (M33/M31) 。
2 WiFi定位原理
在WiFi定位中, 常用的定位算法有基于到达时间差 (Time Difference of Arrival, TDOA) 定位算法和基于接收信号强度指示 (Received SignalStrength Indicator, RSSI) 定位算法, 但这2种定位算法都必须保证至少有3个接入点 (Access Point, AP) 同时接收到同一井下工作人员随身携带的定位终端的信号, 使得井下巷道中AP数量将大大增加, 同时给组网带来了麻烦。因此, 本文采用基于RSSI的位置指纹识别算法[6], 其定位原理如图2所示。位置指纹识别依靠表征目标特征的数据库进行识别, 其定位过程主要分为训练阶段和定位阶段。
训练阶段的目的在于建立一个位置指纹识别数据库, 通过采集不同基站RSSI值, 将相应的MAC地址与参考点的位置信息记录在数据库中。为了克服RSSI不稳定对定位的影响, 通常将每个参考点上的多次测量求平均值作为该参考点的RSSI值。定位阶段是在给定数据库后, 根据接收到AP的RSSIi值, 依据一定的匹配算法与数据库中的已有数据RSSIj进行比较, 通过匹配判断, 计算出待测人员位置的估计值。常用的匹配算法有最近邻法 (Nearest Neighbor, NN) 、K- 邻近法 (K-NearestNeighbor, KNN) 、神经网络等[7], 本文选用NN匹配算法。
3 组合定位系统设计
将MIMU与WiFi构成组合定位系统[8]可充分发挥两者各自的优势。利用WiFi提供的可靠位置信息来给定MIMU最初的位置信息并校正MIMU的位置, 从而可放宽对MIMU系统的精度要求, 并且弥补了MIMU误差随时间累积的缺点[9-12];利用MIMU的实时全局定位来弥补WiFi的局部定位。此外, 二者都具有体积小、成本低的优点, 因而可以构成性价比优越的微型组合定位系统。
在井下需要进行人员跟踪的区域和巷道中布置若干WiFi基站, 井下人员携带含MIMU/WiFi模块的定位终端。随着人员的移动, 定位终端中的MIMU系统对井下人员进行定位。当人员进入WiFi基站工作区域时, 定位终端的WiFi模块被激活, 根据获得的信号强度与数据库相对比获得人员的位置信息, 并以此信息对MIMU系统的定位误差进行校正, 进而与MIMU系统进行组合定位。定位终端还通过WiFi网络将自身的位置信息包传送到相应的数据库中, 地面计算机接收到基站信号后, 从数据库中读出相关采集信息, 实现对人员信息的采集记录和分析处理。
3.1 组合定位系统硬件设计
MIMU系统由三轴微陀螺仪、三轴微加速度计及相关辅助电路构成。将WiFi系统硬件嵌入到MIMU系统中, 构成硬件一体化组合系统。MIMU/WiFi组合定位系统硬件结构如图3所示。
数据接收及滤波处理、系统控制及定位坐标绘制通过开发平台中ARM处理器实现, 本文选用高性能ARM芯片STM32F103VET6, 该芯片含有64kB片内SPAM, 512kB片内Flash, FSMC和SDIO接口及外设接口, 具有容量大、体积适中等特点。利用该芯片内基于卡尔曼滤波的组合定位算法程序计算定位信息数据;数据经嵌入式μC/OS-II操作系统平台上的窗口应用程序处理, 在液晶屏上绘制出移动终端的三维空间运动轨迹。
微惯性器件选用MPU-6050模块, 该模块同时具有三轴微陀螺仪和三轴微加速度计2个微惯性器件, 其供电电源为3~5V, 芯片内置16bit的AD转换器, 具有16位数据输出能力。该模块以数字输出6轴的旋转矩阵、四元数、欧拉角公式的融合演算数据。其中三轴微陀螺仪测量范围为±250、±500、1 000 (°) /s, 三轴微加速度计测量范围为 ±2g、±4g、±8g、±16g (g为重力加速度) , 引脚间距为2.54mm。三轴微陀螺仪运作电流为5mA, 待命电流为5μA;三轴微加速度计运作电流为350μA, 省电模式电流为20μA。在2.4GHz通信领域中, 选用NRF24L01 作为WiFi定位模块, 使系统具有2Mbit/s、1Mbit/s和250kbit/s三种可选传输速率的无线数据通信能力。MAX8902A是一款低噪声、高稳定性线性稳压器, 能够在很宽的输入范围内保持稳定的电压输出。MAX8902A可通过芯片端口选定输出电压, 其输入输出电压范围完全满足系统应用需求。
设计组合滤波器时应注意, 当WiFi或MIMU某一个子系统不能正常工作时, 系统应能自动重构并转换成单独WiFi或MIMU数据处理器。因此, 通过对2种定位系统的组合能够提高可靠性和定位精度, 并且组合定位系统的体积、电耗等指标均明显下降。
3.2 组合定位系统软件设计
将WiFi系统的输出信息与MIMU系统的微惯性测量信息传送到载体计算机中, 首先利用相应的软件进行2套数据的坐标统一, 然后利用卡尔曼滤波器进行最优组合处理[13]。有关校正计算可以在计算机上实现, 无需反馈回子系统的硬件。本文选用集中卡尔曼滤波器进行系统组合, 利用间接法对组合定位系统进行估计, 滤波器的状态为定位参数误差。组合定位系统的信息融合如图4所示, 在WiFi系统测量输出量的基础上, 利用卡尔曼滤波器估计MIMU系统的各种误差状态, 并采用闭环校正法 (即用误差状态的估计值) 去校正MIMU系统, 以达到系统组合的目的。
MIMU系统定位处理软件主要包括MIMU输出信号的采集及预处理、导航参数的计算、误差校正等部分。程序的核心部分是姿态矩阵计算和卡尔曼滤波方程的建立。姿态更新算法是影响MIMU系统能否正常工作的决定性因素, 本文选用四元数法来获取MIMU系统的姿态矩阵信息, 并采用四阶龙格-库塔法来对四元数微分方程进行求解, 其中, 初始对准为四元数算法提供初始姿态, 通过三轴微陀螺仪测得的角速度增量对姿态矩阵的更新进行计算。在信息融合过程中, 采用位置为观测信息, 因此, 组合定位系统的卡尔曼滤波方程的误差状态变量只取MIMU系统的误差状态变量, 系统的测量值包含位置测量差值, 该差值是由MIMU系统给出的位置信息与WiFi系统获得相应位置信息间的差值。WiFi系统为组合定位系统提供初始位置信息, 三轴微加速度计输出经坐标变换和积分计算获得速度和位置信息。基于MIMU/WiFi组合定位解算流程如图5所示。
4 搜救方案
一旦矿难发生, 搜救人员可携带基于MIMU/WiFi组合定位系统的搜救仪下井进行搜救。该搜救仪含有接收模块、报警模块和显示模块, 能够接收到定位终端和基站传输的信息, 并在显示屏上显示出被困人员的位置信息。
矿难发生后, 如果基站损坏, 井下人员携带的定位终端无法接收到基站的信号强度, 进而无法对人员进行定位, 更不能通过WiFi向井上传输定位信息。但MIMU系统不受基站影响, 可以自主进行定位。因此, MIMU系统的定位信息将存储在定位终端中, 随着被困人员离开事故现场, 定位终端将MIMU定位系统的定位信息发送出去, 一旦搜救人员接收到信息, 就能够在显示屏上显示出被困人员的位置。如果被困人员逃离到基站没有损坏的区域, 这时定位终端发送出去的位置信息可通过基站间的传输进行传送, 一旦搜救人员搜到该区域时, 基站传送的信息将被搜救人员携带的搜救仪接收到, 获得被困人员的信息, 进而缩短了搜救时间, 提高了搜救效率。
5 结语