人员识别论文（精选7篇）
人员识别论文 篇1
1 绪论
地铁治安管理工作日益繁重, 正常秩序维护与生活密切相关。城市轨道交通公共安全防范不仅仅需要在人员的协同指挥和指导下完成, 更需要在配合上现代通讯设备技术, 完成对公共安全的基本保障从而达到阻止、发现、延缓安全威胁;最好最快的解决安全威胁, 保障大众的人生安全, 减少人员伤亡和财产损失, 最快地恢复公共交通。
多方位的视频处理技术运用在客流技术统计上, 这在轨道交通领域上得到了很好的应用。轨道交通领域大面积使用视频监控设备后, 实现了低成本、高精度、可控有效地管理氛围。所以此类方法不仅具有很有好的实用价值, 同时具备很强的科研价值。
2 边缘检测软件设计与实验仿真
本系统针对人流量较大的车厢设计, 为避免水平拍摄时人体目标相互遮挡较为严重的问题, 并且考虑到系统的复杂程度, 采用了单目摄像头垂直拍摄方式。这样所获得的图像特征比较简单, 便于处理, 主要是人的头部及肩膀躯干部分, 能有效避免相互遮挡问题。在过道中, 背景环境一般情况下比较稳定, 不用过多考虑光照、杂物、晃动等负面影响。
为便于计数, 在过道左侧与右侧分别设立出入两条准线, 当有人员通过时对其进行跟踪计数。设置两条准线是为了防止行人在计数线附近逗留, 左右晃动对计数造成不便, 出现误计数的现象, 所以采用了双线单向计数的方法对行人进行计数, 可以有效地避免误计数的产生。
根据本系统整体设计, 可以分为两大部分来实现过道行人进出人数的统计。首先, 要建立行人目标检测的各个模块, 实现对感兴趣的目标进行检测分割, 并确保识别出来的目标为人体目标, 将得到的目标图像即前景图像进行二值化处理, 便于接下来对检测出来的目标进行进一步的处理。而后是建立行人目标跟踪计数的各个模块, 实现对多个目标同时进行跟踪, 得到目标运动的方向, 建立目标坐标并对通过计数线的目标进行计数。
3 实验结果及分析
实际测试过程中, 选取上海南站的数据作为测试数据进行测试此算法的有效性和精确度。如表1为定义不同场景下的人流密度等级表。
实际应用场景中, 高密度和告警密度的样本比较难以获取, 所以测试中, 为了满足测试要求, 等级四和等级五采用仿真样本完成。从表2中可以验证出新推出的算法在复杂环境下可以对人员密度预估有较好的估计精度。低密度情况下, 相同的环境不同的算法, 新算法比原使用算法预估效果也有明显的改善, 符合实际需求。如图1所示。
4 设计小结与展望
本文构建了一套基于单摄像头视频检测的过道人数统计系统总体方案, 并通过实验室环境进行了系统的实现与验证, 实验证明, 该系统可以在允许存在一定误差的情况下反应出过道里行人通过情况, 对于场所管理有一定现实意义。
参考文献
[1]霍艳玲, 王海宾, 柴旭光.基于人脸识别技术的身份甄别辅助系统设计与实现[J].网络安全技术与应用, 2014 (05) :42-43.
[2]靳海燕, 熊庆宇, 王楷, 石为人.基于图像处理的电梯轿厢内人数统计方法研究[A].中国仪器仪表学会电子测量与仪器分会.2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C].中国仪器仪表学会电子测量与仪器分会, 2011:5.
人员识别论文 篇2
1、高级职称人员能力识别评价标准
A、具有系统广博的专业基础理论知识和专业技术知识，掌握本专业国内外现状和发展趋势。
B、具有独立承担重要研究课题、主持和组织重大技术、管理项目的能力，能解决本专业领域的关键技术、管理问题。
C、具有丰富的技术、管理研究的实践经验，取得过具有实用价值或显著经济效益的研究成果或发表过有较高学术水平的技术、管理著作、论文等。
D、具有指导研究生和中级职称人员工作和学习的能力。
E、取得博士学位，在本专业岗位从事中级职称工作二年以上；取得硕士学位或双学士学位，在本专业岗位从事中级职称工作三年以上；取得大学本科毕业学历，在本专业岗位从事中级职称工作五年以上。
2、中级职称人员能力识别评价标准
A、具有系统的专业基础理论知识和专业技术知识，熟悉本专业国内外现状和发展趋势。
B、具有一定的实际工作经验，有独立承担复杂的研究工作的能力，能解决本专业领域比较复杂的技术、管理问题。
C、具有承担部分技术、管理课题，做好技术、管理的组织开发工作的能力。
D、具有指导初级职称人员工作和学习的能力。
E、取得博士学位，经考察合格；取得硕士学位或双学士学位，在本专业岗位从事中级职称工作二年以上；取得大学本科毕业学历，在本专业岗位从事中级职称工作五年以上。
3、助理级职称人员能力识别评价标准
A、具有本专业的基础理论知识和专业技术知识，了解企业生产、技术、管理的基本情况和组织方式。
B、具有完成一般性技术、管理工作的能力。
人员识别论文 篇3
随着我国全面建设小康社会工作的深入开展, 国家对基础设施建设的投入不断增加, 特别是西部大开发、中部崛起、东北振兴等战略的进一步实施, 将会修建更多的公路。我国是一个多山的国家, 许多地区崇山峻岭, 山区面积占国土面积的69%, 这就意味着我国公路隧道的建设将进入一个崭新的高潮阶段。
云南省地处我国西部高原山区, 地形、地貌、地质条件复杂, 异常气候复杂多变, 公路穿越高山峡谷地带, 桥梁和隧道众多。截至2015年底, 云南省公路总里程达23.5万公里。“十二五”期, 云南省高速公路新增里程1375公里, 全省高速公路通车里程达4002公里, 公路隧道达400多公里, 涉及隧道较多, 施工难度大, 相关安全配套设施短[1]。在公路隧道建设中, 由于受自然地质条件的影响, 施工条件限制及相关安全应急救援体系的不健全, 导致坍塌、突水、涌泥沙、溶洞等病害多发、频发, 给隧道施工带来极大危险。如2011年3月29日16时许, 迪庆州香格里拉至德钦二级公路十六合同段肯古隧道发生大面积塌方, 正在隧道施工的19名人员被困洞内, 经28小时紧急救援, 被困人员于3月30日19时40分全部救出[2]。
在公路隧道施工的日常安全管理中, 对施工作业人员进行考勤还普遍采用纸质登记的形式, 进出隧道记录容易丢失, 且管理成本较高。同时, 当公路隧道施工发生意外事故时, 救援人员往往无法准确判断被困人员的数量和具体位置, 给救援工作带来了极大的困难。如何实现对进出公路隧道的施工人员进行自动化考勤, 对施工人员的运行轨迹进行准确定位, 对提高公路隧道施工安全管理和应急救援水平具有很好的现实意义。
近年来随着无线传感器技术的发展, 用于区域无线定位的WIFI定位技术、Bluetooth定位技术、红外定位技术、RFID (射频技术) 定位技术及Zige Bee定位技术等得到全面应用[3,4]。尤其是Zig Bee定位技术具有功耗小、成本低、延时短、容量大及高可靠性等优势, 且定位精度可达1m以内, 故得到了广泛应用与推广[5,6,7]。
因此, 本文通过对公路隧道施工人员识别定位系统的系统原理、特点及系统设计等进行研究, 提出适合于云南省公路隧道施工的人员识别定位系统设计方案, 并对系统进行研发与生产。最后, 选择具有代表性的高速公路隧道, 对公路隧道施工人员识别定位系统的可靠性和稳定性进行了验证。同时, 希望文本的研究成果为大家从事公路隧道施工应急救援的相关工作提供借鉴和帮助。
1 系统原理
1.1 系统定位方法概述
目前, 市场上的人员识别定位系统所采用的定位方法主要有以下两种:
(1) 场强定位法:2台基站信号的交叠区域才能实现精确定位, 如图1。在2台基站中间的部分可以实现精确定位, 而两端无法实现精确定位。
(2) 信号飞行时间定位法:单基站定位, 不需要多台基站信号交叠, 可实现施工面的精确定位, 且整套系统的定位基站数量更少, 系统更精简, 定位效果更精准, 如图2。
因此, 本系统将采用信号飞行时间定位法来对隧道施工人员进行准确识别与定位。
1.2 系统定位原理
利用信号飞行时间定位法获取距离数据, 可以基本消除信号强度带来的影响, 可以在各种环境条件下获得精确的定位数据, 如图3。
主站发送一个Poll包给定位卡, 定位卡经过处理后回复一个ACK。则定位卡与主站之间的实际距离L可用如下公式表示:
式中:TTOT———主站Poll包发出时间与ACK包接收时间的差值, 单位s;
TTAT———定位卡Poll包接收时间与ACK包发出时间差值, 单位s;
C———光速, 3×108m/s。
定位卡方向判别原理如图4。
2 系统特点
2.1 无线传输、多网合一、高效灵活
人员定位系统和无信通信系统共用一套主要设备 (基站、线缆或微波网桥、光缆、电源等) , 并可在现有基础上直接扩展LED同步控制系统, 同样共用主要设备, 节省大量成本。后续升级扩容也非常方便, 只需要增加相应的终端设备。
2.2 信号全覆盖, 抗干扰性强
基站与基站之间采用线缆加5G无线网桥的连接方式, 对隧道干扰源、周围环境无特殊要求, 环境适应性强。同时, 其识别距离远, 无线覆盖距离可达1000m, 即在通视条件下, 基站可对进洞方向500m内和出洞方向500m内的识别卡进行定位, 通过若干基站就可以保证隧道信号全覆盖。
2.3 定位精度高
系统采用Zig Bee (IEEE802.15.4) 技术, 能够实现对隧道施工人员进行精确定位, 定位精度可达到±5m。当隧道施工发生突发事件时, 其能够从真正意义上指导应急救援工作。
2.4 高度识别可靠性
Zig Bee全面高效的识别技术, 保证了本系统高度的识别可靠性, 能够实现100%的前端识别率, 施工人员只要正确佩戴射频卡 (除非坏掉) , 就能被附近的读卡器读到。
2.5 高度的识别稳定性
Zig Bee特殊的碰撞避免策略以及灵活的随机算法保证高度的识别稳定性 (误码率小于1/100000) , 真正达到无误码、不漏卡。
2.6 快速的识别速度
同时, 本识别定位系统基站具有快速的识别速度, 最快可达到200km/h的识别速度。经实践证明200张以较高速度同时经过一个定位基站定位范围时不发生漏卡现象。
2.7 双向报警, 紧急情况下达撤离和求救报警
本识别定位系统使用的有源射频卡具有双向报警功能。当发生伤害事故时可以按定位识别卡上报警按钮, 求救信息即可到达监控中心。控制软件可下达撤离时, 定位识别卡上的蜂鸣器提醒持卡人员, 持卡人按下定位识别卡上确认按钮, 监控中心显示持卡人已收到撤离信息。
2.8 隧道使用通信线缆, 维护方便
定位主站和定位辅站之间使用通信线缆连接供电;洞口主站与掌子面主站之间用微波网桥连接;洞口主站与监控机房用通讯电缆连接, 维护和使用方便。
2.9 单套基站即可实现定位
单套基站 (定位主站、定位辅站组成, 且主辅站间保持35m距离即可) 只要通电就可以支持基站无线覆盖范围内的定位。
2.1 0 报表打印功能全面, 适应性强
本系统中施工人员信息报表打印根据云南省隧道施工安全管理特点和要求专门定制, 打印功能全面, 并经过多次修改和完善, 能够满足和适应云南省的施工安全管理需要。
3 系统设计
3.1 设计方案
首先根据企业实际需要布置读卡主站 (用于人员定位) , 典型情况 (无弯道) 下每隔1000m布置一台读卡主站, 可保证网络覆盖范围内人员定位卡。然后在隧道入口及二衬台车后各放一台通信基站, 实现对隧道主要区域的人员考勤、定位需求;在隧道口附近安装的基站用于人员考勤以及本基站覆盖范围内的人员定位;二衬台车后基站用于本基站覆盖范围内的人员定位, 特别对二衬台车至掌子面间的人员进行定位。
当施工管理人员佩带本安型定位卡, 当人员进入隧道以后, 只要在隧道定位覆盖范围内, 在任何时刻任意一点, 基站都可以感应到信号, 并上传到信息工作站, 经过软件处理, 得出各具体信息 (如:是谁, 在哪个位置, 具体时间) , 同时可把它动态显示 (实时) 在监控中心的电脑上或隧道外的LED大屏幕上, 并由数据库自动记录备份。监管人员可实时和事后了解隧道中人员的状态。
管理者也可以根据电脑上的分布示意图查看某一区域, 计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。管理者能实时的观察到隧道内工作人员的即时区域位置, 实现隧道内人员区域定位。另外一旦隧道内发生事故, 可根据电脑中的人员定位分布信息马上查出事故地点的人员情况, 以便帮助营救人员以准确快速的方式营救出被困人员。 (图5)
一旦隧道内发生突发情况, 隧道内人员可通过所携带的定位仪 (识别卡) 发出警报。隧道内人员只要按定位仪上的报警按钮即可发出报警。在监控室的动态显示界面会立即弹出红色报警信号。
3.2 系统主要设备
3.2.1 本安型读卡主站
读卡主站用于隧道内人员考勤、定位, 可接收、存储标识卡的无线信号, 通过传输分站上传到隧道外, 读卡主站也可向标识卡发送无线信号, 如图6。
3.2.2 本安型读卡辅站
读卡辅站的作用辅助定位, 它不能单独对标识卡的进行定位, 需要和读卡主站配合使用, 读卡辅站仅对标识卡方向进行判别, 如图7。
3.2.3 标识卡
定位卡相当于“隧道内身份证”, 所有隧道内人员和机车各携一张, 该卡不断地自动向读卡主站发送信号, 报告其实时地理位置信息, 使系统全程掌握人员的活动路线和时间, 如图8。
3.2.4 无线网桥
无线网桥就是无线网络的桥接, 它利用无线传输方式实现在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁;无线网桥从通信机制上分为电路型网桥和数据型网桥, 如图9。
3.2.5 系统验证
为了验证公路隧道施工人员识别定位系统的可靠性与稳定性, 本文选取龙瑞高速公路三台山隧道进行了实例试验。云南省龙瑞高速公路 (龙陵至瑞丽) 起于龙陵县龙山卡, 与保龙高速公路相连, 途经芒市, 止于瑞丽市姐勒, 是国家高速公路网杭州至瑞丽公路的重要组成部分, 也是云南重点推进的“四出境”国际大通道之一。龙瑞高速公路主线全长128.9km, 建设标准为双向四车道, 路基宽度为24.5m, 设计行车时速80km/h;设计建设特大桥9座, 大桥91座, 隧道15座。其隧址区沟壑纵横, 地表植被种类繁多, 以灌丛和草坡为主, 整体地形起伏较大, 且隧道地质水文情况复杂、不良地质地段多, 全隧道为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩, 施工安全形势异常严峻。
因此, 本文选取该隧道对公路隧道施工人员识别定位系统的稳定性和可靠性进行了验证, 验证结果表明:采用信号飞行时间定位法在施工隧道洞口、洞内、二衬台车后安装定位基站, 通过系统局域网与传输分站连接和配置, 隧道施工人员佩带定位卡, 可实现对隧道施工人员进行精确定位。同时, 采用信号飞行时间定位法得到的隧道施工人员测量距离与其实际距离基本一致, 系统稳定可靠, 如图10。
4 结语
当隧道发生坍塌事故时, 如何准确掌握被困人员的数量和具体位置, 成为了应急救援工作的关键。因此, 本文对公路隧道施工人员识别定位系统进行研究, 并提出了切实可行的系统方案。最后选取具有代表性的龙瑞高速公路三台山隧道, 对公路隧道施工人员识别定位系统的可靠性和稳定性进行了验证。验证结果表明, 公路隧道施工人员识别定位系统稳定、可靠, 为公路隧道施工应急救援工作的开展提供了借鉴和帮助。
摘要：针对公路隧道施工发生坍塌事故时, 无法对被困人员进行被困人员的数量和具体位置进行准确判断的情况, 通过对公路隧道施工人员识别定位系统的系统原理、特点及系统设计等进行研究, 提出适合于云南省公路隧道施工的人员识别定位系统设计方案。最后, 选择具有代表性的龙瑞高速公路三台山隧道, 对公路隧道施工人员识别定位系统的可靠性和稳定性进行了验证。同时, 希望文本的研究成果为大家从事公路隧道施工应急救援的相关工作提供借鉴和帮助。
关键词：公路隧道,识别定位系统,设计,研究
参考文献
[1]云南省交通运输厅.云南交通运输行业“十二五”规划总结[EB/OL].h ttp://www.moc.gov.cn/st2010/yunnan/yn_tongzhigg/tzgg_gu ihuatj/201512/t20151214_1946926.html, 2015-12-14[2016-03-08].
[2]云南香格里拉隧道坍塌事故中被困19名工人全部获救[EB/OL].新华网, http://news.xinhuanet.com/2011-03/31/c_121250609.htm, 2011-03-31[2016-03-08].
[3]黄旭慧.基于Zig Bee技术的煤矿井下人员定位系统研究与应用[D].南昌大学, 2008.
[4]李泳.基于Zig Bee技术的室内定位系统设计[D].上海师范大学, 2008.
[5]Sunghoi Park, Myeong-in Choi, Byeongkwan Kang, Sehyun Park.Design and Implementation of Smart Energy Management System for Reducing Power Consumption Using Zig Bee Wireless Communication Module[J].Procedia Computer Science, 2013, 19.
[6]Wen-Tsai Sung, Yao-Chi Hsu.Designing an industrial realtime measurement and monitoring system based on embedded system and Zig Bee[J].Expert Systems With Applications, 2010, 384.
人员识别论文 篇4
银行工作人员教你眼看手摸识别KJ32开头百元假币 中国宁波网讯 记者昨日采访人民银行市中心支行得知，目前发现的“ＫＪ３２”冠字号码１００元假币，今年６月已经在我市金融机构营业网点柜面被发现收缴。这些假币属于普通机制版假币，银行点钞机能识别。市民不用特别担心，在收进百元大钞时，仔细一点就可以了。
“这些假币与已发现的其它冠字号码假币特征相同，公众仅凭眼看、手摸即可识别。我们特意整理了一些此类假币的特征。”这位工作人员介绍，“ＫＪ３２”冠字号码１００元假币都是机制胶印假币；纸张光滑较脆；固定人像水印为白色油墨在正面印刷而成，透光观察模糊不清、无立体感；部分假币无白水印，部分虽有白水印但透光效果较差；安全线系印刷而成，透光观察安全线不连续；缩微文字模糊不清；胶印对印图案出现漏白和错位；光变油墨面额数字采用绿色油墨印刷而成，无光变效果；部分假币无凹印手感，部分假币凹印手感为硬物压印而成，与真币的凹版印刷明显不同。
人民银行工作人员表示，只看冠字号码来辨别真假币是不科学的。目前市场上的点验钞机质量良莠不齐，市民在购买点验钞机时要选择符合国家质检标准的正规厂家产品，在日常使用过程中也要对点验钞机进行维护和升级。另外，市民收进钱款时，发现有人故意使用假币，应及时报警。
人员识别论文 篇5
1.1 物联网的定义
物联网技术的核心和基础是互联网, 它是互联网的延伸和拓展。网络节点扩展到接入网络的任意物体和物体间, 交流数据、信息并执行控制命令[2]。其定义就是通过射频设别 (RFID) 、红外线感应器、GPS、激光扫描等信息传感仪器, 按照一定的协议, 将任意物品和互联网连接, 并进行信息的交换和通信, 以达到对物品的智能化识别、定位、跟踪及监测管理于一体的一种网络。
1.2 基于物联网船舶人员定位识别系统
系统通过异构网络通讯技术, 连接布放在关键通道及区域 (如船舶、区域、设备及重点舱室) 的识别定位设备, 结合人员佩戴的远距离RFID识别卡, 采用标准化数据表达技术, 将捕捉到的海量数据通过核心算法经分析、统计、汇总到前台系统, 实现人员的远程识别、统计、工时及其他管理, 进而实现对船舶及海工设备人员的全局化管理和服务。
2 系统功能与结构
2.1 系统的结构
基于物联网技术的船舶人员定位识别系统是融合计算机硬件、软件、网络技术及信息采集和射频识别多项技术的综合应用。该系统主要通过远距离读卡分站的实时巡视, 达到对船舶人员的定位效果, 系统通过识别技术对船舶相关人员进行统一、规范、有效的定位管理。
基于物联网技术的船舶定位识别系统主要包括:远程实时监控、远程实时安全、智能报表、远程实时管理等。
2.2 系统的具体功能
基于物联网技术的船舶人员定位识别系统的功能包括两个方面: (1) 对外:外来务工人员的工时与安全管理, 主要有三层工时管理体系、授权区域管理、实时人员安全、行动轨迹管理、有效工时提升及外包工工时结算及智能分析报表等 (包括与派工单结合使用预留接口) ; (2) 对内:员工的工时与劳动纪律管理, 主要有安全巡检记录、人员自动考勤、实时在船人员、项目工时统计、现场6s管理以及一卡通结合使用等。不管是对内还是对外功能, 都是为了更好的降低成本, 提高人员的管控水平。
2.3 系统模块构成
本系统实施后, 可根据船舶运输企业人员管理的特点, 采取客户化的开发保证系统流程完全符合实际业务需求。功能覆盖关于人员工时、定位及识别管理、安全管理等的关键业务环节, 避免信息盲区。并且对与其他系统的数据接口模块进行了标准化处理。可在船舶及海工设备项目的建造或修理的过程中, 充分保证数据的唯一性、准确性和可追溯性。
3 识别卡和读卡分站设计
本系统采用半有源RFID技术, 对于船舶作业人员所佩带的标识卡由IC卡和RFID发射芯片 (n RF2402) 两个核心部件构成, 该发射芯片卡具有功率低的优点, 工作频率为2.4~2.4835GHz、通讯速率是2000 Kbit/s, IC卡的频段为13.56MHz, 垂直极化, 工作温度在-40℃~+80℃之间, 且具有良好的抗电磁干扰效果, 10V/m 0.1~1000MHz AM。
船舶读卡分站的主要构成主要包括单片机、存储器、定时时钟、无线信号接收芯片等, 运行原理图如图1。
4 读卡分站系统软件的构成
读卡分站对识别卡的无线识别功能是通过嵌入式系统软件来实现的, 系统软件包括初始化、系统设置、功能自检、数据采集与处理、接收和发送等功能。船舶作业中, 先要读取存储卡上的系统信息并记录下系统状态, 当识别卡发送数据信息过程中的IP、地址字段和读卡分站预先设置的信息相同的话, 则可完成数据的接收和传送。
5 数据通讯协议
该系统的数据通讯采用的是多点通信方式, 多点通信数据传输应通过技术手段预防数据冲突, 防止通信不稳定现象的发生。解决多点通信数据冲突的主要技术有载波监听技术、时分多址技术等。本研究系统采用了时分多址技术, 也就是应用了接收发送端之间的地址匹配方式来实现多点通信到点对点通信的良好转化。同时, 为保证通信质量, 不被外界所影响, 应设计有效通信协议来纠正错误, 确保通信的稳定性。
6 结语
为实现船舶作业和运输的效率和工作人员的安全性, 开发船舶人员定位识别系统意义重大。基于物联网技术的船舶人员定位识别系统采用了IC芯片卡实现无线通信, 采用RFID发射芯片识别定位, 具有通信距离长、功耗率低、可扩展性好、定位识别准确度高、通信稳定性好及经济安全的优点。船舶控制管理中心可随时掌握船舶人员的运动轨迹、船舶运行状态等情况, 具有重要的现实意义。同时本系统已在船舶行业成功应用示范, 市场前景广阔。
参考文献
[1]范小龙.基于物联网技术的系船舶监测系统研究[D].大连交通大学, 2013, 6 (7) :144-146.
人员识别论文 篇6
1.1 矿井人员定位系统的简介
矿井人员定位系统包括无线数据的传输系统、信息采集系统、网络传输系统以及自动控制技术等为一体的全方位的监控系统。矿井人员定位系统能够对动态的目标进行观察, 对动态的目标的移动情况有一个全方位的监控, 并能够迅速确定目标现在的位置, 对煤矿的人员安全控制起到一个重要的辅助作用。事故发生时该系统能够迅速反应, 并确定事故发生地点以及事故的紧急程度, 获取矿井工作人员的具体位置, 通过提供图形和数据的形式, 在救援过程中减少盲目性, 对于整个安全管理具有很重要的意义。
1.2 矿井人员定位系统的特点
系统接入组网的方式非常灵活, 可以直接就近接入工业用的以太网, 这样就大大的方便控制系统的安装, 突破了地域和空间的限制。
矿井人员定位系统的电压比较低, 功率消耗比较小, 这就确保了在矿井中工作的安全性。
矿井定位系统的识别速度快, 记录的信息准确, 能够对矿工进、出入矿井时间进行准确的控制。
矿井人员定位系统具有无线接收的功能, 高速的数据处理功能, 对存储中的标识卡的数据进行快速的处理。同时具有系统故障保护能力, 保证了信息不至于在事故中损失, 当事故结束时, 信息能够自动从系统中传输到地面。
矿井人员定位系统采用了射频技术、天线技术以及FSK调制的方式, 采用校检技术和无线防冲突算法, 在数据处理的过程中提高了数据的可靠性和抗干扰能力。
1.3 矿井人员定位系统主要功能
矿井定位系统具有系统巡检功能, 能够通过分布的传输接入口采集来自于矿井的信息, 将这些信息输送到矿井安全控制中心。
矿井定位系统具有系统自诊断功能, 能够通过自身的诊断, 了解系统内部的一些具体故障, 从而方便工作人员对这些故障进行维修。
矿井定位系统的人员管理软件能够通过对采集的数据分析, 实时显示各个识别分站的工作状态 (在线与离线) , 显示采集的识别卡与识别分站的电压状态。
以上是矿井人员定位系统的主要功能, 其次还有一些其他的功能。1井下人员位置监测与运动轨迹跟踪。2井下机车设备位置监测与运动轨迹跟踪描述, 随时掌握它们在井下的位置和运行路线, 从而对车辆设备进行合理调度, 最大限度地提高生产效率。3井下人员精确统计与考勤, 准确实现下井人员的工作出勤和在岗考核。4双向寻呼与救援报警。当井下发生水、火等灾害时, 人员可以通过标识卡发送求援信号, 第一时间通知地面监控中心, 地面控制中心通过系统及时通知附近人员按指示路线前往救援点提供帮助。6安全监测管理。跟踪安全监测人员在井下的运动轨迹, 从而保证瓦斯巡检工作的严格执行。
2 传统射频识别技术的矿井人员定位系统采用高频的优缺点
传统的高频射频技术存在着很多的缺点, 有很多漏洞威胁着矿井人员定位系统的安全运行, 以下对高频射频技术的缺点进行分析。
2.1 高频电磁波传输的方向性单一
高频电磁波的传播方向性极强, 可以讲是定向的。因此, 被监测人员在经过低频读卡器时, 只要在其有效的识别范围 (直径10米的范围内) , 就能被准确识别到。而在经过高频读卡器时, 要求被监测人员准确行走到高频电磁波传播方向上, 才能被读卡器识别。因此, 在规定的识别区域内, 采用低频识别比采用高频识别要有更高的精度。
2.2 高频电磁波的穿透性和抗干扰性弱
高频电磁波由于其本身的穿透性能较弱, 读卡器和识别卡之间的物体 (如水汽、人体、尤其是金属物体等) 阻挡, 很有可能导致读卡器无法识别。
2.3 高频电磁波的兼容性有限
高频的电磁波的方向性非常强, 而且在传送的过程中是逐渐扩散的, 要想对整个矿井实现控制必须要很长一段距离, 不然就会产生控制的漏洞。从矿井的安全生产的标准来看, 在井内会安装更多的门禁系统, 这些门禁系统需要感应识别才能开启, 如果采用高频的电磁波, 就要实现远距离的电磁波传输, 并且要克服电磁波之间的干涉, 如果干涉严重, 就会造成矿井门禁系统瘫痪。如果矿井安装的高频读卡器较多, 势必影响到识别卡在门禁等其他智能化领域的应用, 这就会产生不兼容问题。还有, 当多个高频读卡器安装得很近时, 他们之间也会产生严重的交叉干扰, 导致识别性能减弱, 严重降低其识别的准确率。
2.4 高频产品的环保性较差
通过对高频电磁波的研究发现, 高频电磁波对于人体的危害要远远的高于低频电磁波, 高频电磁波的传输距离远, 从而扩大了矿井人员的受辐射范围, 因为智能系统需要暗转的一些读卡器, 也会造成很严重的辐射, 这些电磁波的辐射严重威胁着矿井工作人员的健康。
3 低频射频识别技术在矿井人员定位系统中的应用
3.1 低频射频技术的核心技术优势
自2005年起, 英国戴维斯德比公司开发成功矿井用低频矿井人员管理系统, 目前经大量实际运行, 已日臻完善。该管理系统将尖端的远距离多重射频识别技术、网络通信技术、自动控制技术和计算机技术有机结合, 解决了该系统产品应用于煤矿井下的设备安全运行、网络数据通信、数据的远距离传输、信号转换接口和信息处理等方面的技术难题, 为煤矿井下人员监测、控制和跟踪管理, 以及生产统计管理等方面提供有效的科技支撑。
3.2 低频射频技术的应用
在设备运转的过程中, 系统可以自动避免很多故障, 利用智能系统对自身的一些故障进行检测, 并且能够得出一个故障的明确结果, 这样也有利于维护人员进行检修。
运行稳定、可靠, 在恶劣环境下正常运转。系统的正常工作不受环境变化的影响, 并提供断电后较长时间的供电电源, 保证在恶劣环境下24小时正常运转。
高速、高效的识别率。同高频信号相反, 低频信号具有相对较强的穿透力和绕开障碍物能力, 使得系统具有极高的目标识别率。
显示各个区域当前人数。该图是动态的, 随着井下人员移动, 该图显示的各区域人数会随时更新。输入任意人员的姓名和编号, 可以立即以图形方式显示此人当前所在区域;也可以同时输入多个人员, 以文字方式显示这些人各自在井下的当前位置。可以督促和落实重要巡查人员 (如:瓦斯检测员、温度检测员、测风人员等) 是否按时、到点的进行各项数据的测试和处理, 从根本上杜绝因人为因素而造成的相关事故。
统计查询进入特殊区域人员。对井下的某些特殊区域, 例如不准一般人员进入的危险区域, 在行踪保留时段内可以随时进行查询, 列出进入该区域的人员和出、入时间, 从而形成考勤记录, 进而形成各种考勤报表和查询、统计功能。
强大的紧急处理机制。在紧急的情况下通讯系统就会启动广播, 即时对特定或矿山范围内的紧急情况进行通知, 在监控机房和管理人员对井下紧急情况进行有效判断后, 可以通过系统的小区广播选件对井下特定范围或全部进行广播通知, 有效告知和疏散井下人员。
4 低频射频识别技术在矿井定位系统中的创新点
4.1 低频射频识别技术具有强大的穿透性和识别力
由于低频、高频电磁波本身的传输特性, 决定了低频射频识别技术比高频射频识别术的漏读率要低得多。低频电磁波与高频电磁波相比, 在同一范围内, 磁场区域能够很好的被定义, 正是低频电磁波的这种可预见性, 使得识别卡可以被定位到更精确的范围, 并提供人员定位应用的性能优势。
4.2 低频射频识别技术在天线接收技术上的优势明显
在与安全相关的应用中, 需首先考虑人员移动方向判断的可靠性。低频读卡器可带两组天线, 每组天线由多路天线组成。当人员分别经过两组天线时, 充分利用低频电磁波磁场区域能够很好的被定义的特点, 就能准确判断人员的移动方向。而高频技术产品, 由于其电磁波的特性所限, 难以解决这一问题。
4.3 低频射频识别技术的兼容性很强
低频电磁波的传播距离可以较容易的加以控制, 可以较为准确的设定其读卡距离, 使得在其有限的传播范围内。一方面很好地利用其识别功能, 另一方面又不至于影响其他智能化产品的利用, 有效地规避系统干扰现象, 较好地解决了兼容问题。因此, 从煤矿其他智能化系统产品的扩张和集成方面来讲, 尽量选用低频射频识别技术。
4.4 低频射频识别技术具有环保的优点
低频技术的发射电功率非常的小, 电磁波的传播距离也相对较短, 一般在十米以内。因此, 从环保角度讲, 选用低频技术比高频技术更优越。
5 结束语
就低频射频与高频射频技术之间的不同展开论述, 详细的介绍了低频射频技术的优点, 从中能够看出低频技术发展的前景十分广阔, 尤其是低频射频技术在矿井中的应用更是越来越重要。在不久的将来, 低频射频技术必将被广泛的应用到矿井的安全管理之中。
摘要：低频射频识别技术是矿井人员定位系统的核心技术, 以往采用高频射频技术存在着很多不足的问题, 基于这种现状, 将低频射频技术引进到矿井人员定位系统中来, 以弥补高频射频技术存在的缺陷。就矿井人员系统的实际要求出发, 对矿井定位技术进行分析, 从低频射频识别技术的创新点入手, 为低频射频识别技术在矿井人员定位系统的使用提供理论的基础。
关键词：低频,射频识别,矿井人员定位系统
参考文献
[1]郎为民.射频识别 (RFID) 技术原理与应用[M].北京:机械工业出版社, 2006.06.
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[3]慈新新, 王苏滨, 王硕.无线射频识别 (RFID) 系统技术与应用[M].北京:人民邮电出版社, 2007.
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[5]谭民, 刘禹, 曾隽芳.RFID技术系统工程及应用指南[M].北京:机械工业出版社, 2007.
人员识别论文 篇7
近年来,多种精确定位技术广泛应用于煤矿井下人员定位,大大提高了井下人员的人身安全。定位系统要完成对井下巷道工作人员的精确定位,精准的方向识别是其所必须具备的首要功能[1,2,3]。然而,现有的精确定位系统在对人员位置进行方向识别时,需要由2个基站相互协作才能完成方向判定, 因此,在每个精确定位区域内至少必须安装2个基站,这样会导致整个系统配置的基站较多。同时,煤矿井下恶劣环境不利于对每个基站进行近距离供电,大多采用由本质安全型电源进行远程供电。过多的基站配置需要更多的电源为其供电,增加了系统的安装成本和难度。
本文提出一种单基站方向识别技术,由单个基站通过一对定向天线分别在不同时间接收同一个工作人员发出的无线信号,根据2个天线接收到的信号强度(Received Signal Strength Indication,RSSI) 值的比较结果来判定工作人员所在位置的方向[4]。将这种单基站方向识别技术应用于煤矿井下精确人员定位系统,在不影响方向识别成功率的基础上,能减少基站及电源的配置数量,从而降低了整个系统的成本和施工难度。
1 单基站方向识别技术
对现有的精确人员定位基站进行如下改进:添加一个新的定位模块,并让其与基站中的一个天线相连接。改进后的基站结构如图1所示,采用一对前后比为20dB的定向天线进行信号收发,每个定向天线与一个定位模块相连,2个天线主瓣方向成180°,天线和定位模块均安装在基站内部[5]。
图1 改进后的精确人员定位基站结构
基站内的定位模块A和B采用不同的工作频点FA和FB,并分别与天线A和天线B相连。运用单基站进行方向识别的具体过程如下:1基站首先采用TOA(Time of Arrival,抵达时间)技术[6,7]分别测量出定位人员与基站定位模块A和B之间的距离D1和D2,由于D1和D2远大于定位模块A,B之间的间距,所以可认为D1与D2近似相等。基站可获取到其与定位人员的距离D=D1=D2。2在测距的同时,定位模块A和B分别计算出其接收到的测距信号的RSSI值为RA和RB,然后定位模块B将数据RB通过SPI总线发送给定位模块A,定位模块A对RA和RB进行比较。3最后,定位模块A根据RSSI值的比较 结果来判 断定位人 员的方向,并通过通信总线将已判断出方向的距离信息上传给地面控制站。由于定位基站位于狭窄的煤矿巷道,被定位的工作人员只能在基站的两侧,即2个方向:天线A的正前方和天线B的正前方。若RA> RB,由于天线A正向接收信号强度大于天线B的反向接收信号强度,可以判定定位人员在基站天线A的正前方;反之,则判定定位人员在基站天线B的正前方。
2 定位距离对 RSSI值的影响
要保证单基站对井下定位人员位置的方向判定的准确性,需满足如下条件:对于任意定位距离,基站中的一天线正向接收到的信号RSSI值始终都比另一天线反向接收到的信号RSSI值大。理论上前后比为20dB的定向天线正反向接收到同一信号的RSSI差值应为20dB·m,但在实际应用中,由于受到外界环境的影响,这个差值是存在波动的。
图2展示了定位人员在距离精确人员定位基站10,100,150m处静止时,基站中一天线正向接收到的信号RSSI值和另一天线反向接收到的信号RSSI值对比情况。由于无线信号传输具有不稳定性,所以实验中在同一定位距离进行了10次RSSI值测量,每次测量时间间隔为5s。
图2 10,100,150m 处定向天线正反向 RSSI值
从图2可以看出,在150m的定位范围内,对于同一定位距离,基站中一天线正向接收的信号RSSI值在大多数情况下都高于另一天线反向接收到的信号RSSI值,正向RSSI值比反向RSSI值约高15~ 20dB·m。但偶尔也存在正向和反向接收到的信号RSSI差值不明显的情况,如图2(c)所示,在时间为40s时,测得两者最小差值仅为3dB·m。如果考虑基站定向天线的差异性和环境干扰的偶然性, 在基站的最大覆盖半径150 m之内就不能保证天线正向的RSSI值一定明显高于反向的RSSI值,那么必然会存在无法判定方向的情况,因此,还需要通过方向识别滤波算法来解决该问题。
3 方向识别滤波算法
由于精确人员定位基站的微控制单 元 (Micro Control Unit,MCU)性能有限[8],同时MCU还需完成计算井下人员与基站的距离、定位模块同步、与地面中心站交互数据等功能,所以方向识别滤波算法不能过于复杂,否则会大幅度增加MCU的工作负荷,降低整个系统的性能。
从图2可以看出,出现天线反向RSSI值大于或等于正向RSSI值的概率很小,因此,设计了一种较为简单的方向识别滤波算法。假定根据第n次测得的天线正反向RSSI值判定出的定位人员位置所在方向用Sn表示,前2次判定的方向表示为Sn-1和Sn-2,而滤波后的方向用S′表示,则滤波过程如下: If Sn-1=Sn-2≠Sn,则S′=Sn-1,Else S′=Sn。
4 实验分析
在模拟煤矿井下环境的实验巷道中搭建相应的测试平台,如图3所示。
图3 测试平台
将定位人员从-150m处向150m处移动称为正向移动,从150m处向-150m处移动称为反向移动。定位人员平均移动速度为2 m/s,定位基站每隔5s采集一次定位人员的距离及方向数据。
图4显示了定位人员正向移动时,基站使用滤波算法前和使用滤波算法后分别获取的定位人员移动轨迹。从图4可以看出,在定位人员正向移动过程中出现2次方向误判的情况,分别在-120,41m处。采用滤波算法后,这2次方向误判数据均得到修正。
图4 基站测得的定位人员正向移动轨迹
图5显示了定位人员反向移动时,基站使用滤波算法前和使用滤波算法后获取的定位人员移动轨迹。从图5可以看出,在定位人员反向移动过程中出现3次方向误判的情况,分别在89,19,-139 m处。采用滤波算法后,这3次方向误判数据均得到修正。
图5 基站测得的定位人员反向移动轨迹
从图4和图5可看出,结合滤波算法的单基站方向识别技术可以对井下人员所在位置的方向进行有效识别,并可纠正偶尔出现的方向误判情况。
5 结语