Menurut statistik yang berkaitan, bilangan korban yang disebabkan oleh kemalangan keselamatan di lombong arang batu adalah yang paling tinggi dalam kemalangan keselamatan di negara ini.

Terowong di bawah lombong adalah kompleks dan terdapat banyak kesukaran dalam menjalankan kerja-kerja menyelamat. Pada masa yang sama, pengurusan kakitangan di bawah tanah di lombong arang batu adalah berbeza daripada pengurusan di atas tanah. Di satu pihak, kedudukan kakitangan di bawah tanah adalah terhad oleh terowong, jadi banyak teknologi kedudukan kakitangan tidak dapat direalisasikan; sebaliknya, teknologi kedudukan kakitangan di bawah tanah memerlukan anti-gangguan yang lebih tinggi. Apabila kemalangan berlaku di bawah tanah di lombong arang batu, kaedah mencari dan menyelamat yang paling biasa digunakan ialah pengesan inframerah. Prinsip penggunaan pengesan inframerah adalah untuk mengesan sinaran inframerah yang dipancarkan oleh tubuh manusia untuk mencapai tujuan kedudukan dan menyelamat. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh kekurangan langkah keselamatan di lombong arang batu, kehadiran gas akan menyebabkan penyebaran inframerah menjadi lemah, dan ia juga mudah terdedah kepada gangguan daripada sumber haba inframerah lain di bawah tanah, menjadikannya kurang cekap dalam penggunaan sebenar. Selain pengesan inframerah, pengesan nyawa juga biasa digunakan. Ia terutamanya mengesan gelombang frekuensi ultra rendah yang dipancarkan oleh jantung manusia untuk mencari orang. Gelombang mikro mempunyai penembusan yang kuat, tetapi ia juga boleh mengesan sesetengah orang yang mempunyai degupan jantung yang lemah. Dalam situasi ini, satu peranti yang mampu menentukan kedudukan masa nyata telah dibangunkan untuk kakitangan lombong arang batu bawah tanah. Ia boleh digunakan untuk menyelesaikan pengurusan harian kakitangan dan meningkatkan kecekapan buruh semasa kerja biasa; apabila kemalangan berlaku, peranti ini boleh digunakan untuk mencari kakitangan yang terperangkap dengan segera. Artikel ini mencadangkan peranti pencarian untuk kakitangan bawah tanah berdasarkan teknologi RFID, selepas ini dirujuk sebagai peranti pencarian menyelamat RFID. Peranti ini boleh dipakai dan bersaiz kecil, dan boleh digunakan sebagai komponen penting dalam kerja menyelamat bawah tanah.

1

Reka bentuk sistem keseluruhan

1.1

Analisis keperluan reka bentuk

Sebelum mereka bentuk peranti kedudukan menyelamat RFID, adalah perlu untuk menganalisis keperluan kedudukan dan ciri-ciri teknikal kakitangan lombong arang batu bawah tanah.

Akhirnya, reka bentuk sistem yang terperinci dapat dibuat. Selepas analisis terperinci, 3 keperluan mesti dipenuhi:

(1) Dilengkapi dengan bekalan kuasa sendiri dan mempunyai waktu kerja yang panjang

Mempertimbangkan jalan bawah tanah

Tempoh masa kakitangan bekerja dalam kerja biasa dan ketepatan masa operasi menyelamat

prestasi, jadi sistem mesti berupaya berfungsi selama lebih daripada 48 jam;

Abstrak: Disebabkan persekitaran bawah tanah yang kompleks dan penggunaan instrumen pengesanan inframerah dan pengesanan nyawa, penyelamatan keselamatan di lombong arang batu tertakluk kepada banyak masalah.

Hadnya, pembangunan peranti kedudukan kakitangan bawah tanah untuk menyelamat lombong arang batu memainkan peranan yang sangat penting. mencadangkan kaedah berdasarkan teknologi RFID

Berdasarkan analisis keperluan sistem kedudukan bawah tanah lombong arang batu, modul penghantaran dan modul penerima sistem telah

Reka bentuk telah dicadangkan, kaedah reka bentuk sistem kuasa rendah telah dicadangkan, algoritma kedudukan RSSI dan algoritma KWWN dalam teknologi kedudukan kakitangan RFID telah dihuraikan, dan algoritma hibrid telah dicadangkan untuk mencari kakitangan bawah tanah. Persekitaran simulasi telah dibina dan disimulasikan, dan nilai K telah diubah. Apabila K=4, nilai ralat untuk kedudukan kakitangan adalah yang terkecil, dan sistem tersebut dapat memenuhi keperluan kedudukan menyelamat bawah tanah di lombong arang batu.

(2) Kebolehpercayaan yang tinggi dan anti-gangguan. Disebabkan persekitaran bawah tanah yang keras, kelembapan yang tinggi dan banyak sumber gangguan semasa dan selepas kemalangan,

Peranti kedudukan penyelamat RFID perlu mempunyai tahap kebolehpercayaan dan anti-gangguan yang tinggi;

(3) Menyimpan maklumat pengguna dan menyokong pengurusan berbilang pengguna. Secara amnya terdapat lebih daripada 100 pekerja bawah tanah di lombong arang batu yang besar. Memandangkan reka bentuk

Terdapat margin yang tinggal, jadi peranti kedudukan penyelamat RFID mesti dapat menyimpan maklumat pengguna dan menyokong fungsi pengurusan pengguna untuk 150 orang.

1.2

Reka bentuk sistem keseluruhan

Teknologi RFID merupakan teknologi komunikasi frekuensi radio tanpa wayar yang agak matang, yang kebanyakannya direalisasikan melalui fenomena gandingan isyarat frekuensi radio di angkasa lepas.

Penghantaran maklumat. Teknologi RFID digunakan secara meluas dalam bidang seperti pengenalpastian tag produk dan anti-kecurian elektronik. Dalam sistem penentuan kedudukan, haiwan dan kereta boleh ditanda. Aplikasi biasa termasuk penandaan haiwan peliharaan, pengurusan sisa perubatan, dsb.

Reka bentuk keseluruhan peranti kedudukan menyelamat berdasarkan teknologi RFID dibahagikan kepada dua bahagian. Satu bahagian ialah pemancar yang dipakai pada badan kakitangan bawah tanah.

Bahagian lain modul unit ialah modul penerima untuk menerima isyarat.

(1) Modul unit pelancaran

Gambarajah blok keseluruhan reka bentuk modul unit pemancar ditunjukkan dalam Rajah 1. Rajah 1 Gambarajah modul unit pemancar berdasarkan RFID

Reka bentuk modul unit pemancar RFID merangkumi mikropengawal STC, butang, pra-penyimpanan maklumat tag, antara muka SPI, modul penghantaran maklumat frekuensi radio dan modul kuasa, dsb.

①Mikropengawal STC Mikropengawal ialah unit kawalan teras. Ia melaksanakan

Pengesanan butang set semula dan input butang fungsi kini dilaksanakan, dan ia juga menyedari

Pra-penyimpanan maklumat tag. Pilih mikropengawal MSP430F413, teras

Voltan bekalan ialah 3.3 V;

②Butang

Butang merupakan faktor penting dalam merealisasikan fungsi kedudukan menyelamat.

Elemen, termasuk butang set semula dan butang fungsi, sistem bantuan butang set semula dalam

Keadaan awal boleh dipulihkan apabila berfungsi secara tidak normal, dan butang fungsi boleh

Menghantar isyarat kecemasan apabila ditekan;

③Penyimpanan maklumat label secara pra-penyimpanan. Fungsi ini menggunakan statistik bawah tanah terlebih dahulu.

Maklumat berkaitan pekerja, umur, jantina, ketinggian dan sama ada terdapat penyakit yang mendasarinya

dll., tukar maklumat ini kepada maklumat binari dan simpannya dalam FLASH

, pilih K9F1G08U0 dengan kapasiti 128 MB. yang memerlukan

Apabila menghantar maklumat, mikropengawal STC mula-mula membaca fasa dalam FLASH.

maklumat, dan akhirnya maklumat dihantar melalui modul penghantaran maklumat frekuensi radio;

④Antara muka SPI

Antara muka SPI ialah mikropengawal dan penghantaran maklumat frekuensi radio

Hantar antara muka komunikasi antara modul;

⑤Modul penghantaran maklumat RF

Oleh kerana mikropengawal STC SPI

Voltan isyarat komunikasi tidak sepadan dengan isyarat akhir yang dihantar, jadi

Adalah perlu untuk merealisasikan frekuensi yang diperlukan untuk sintesis dan memodulasi serta mendemodulasi isyarat,

Akhirnya, isyarat dikuatkan dan dihantar;

⑥Modul kuasa Penunjuk modul kuasa adalah untuk memastikan penyelamatan bawah tanah

Faktor utama, selain modul unit pemancar isyarat dalam perisian

Selain pengurusan kuasa, modul kuasa juga perlu direka bentuk secara bebas supaya

Voltan bekalan kuasa keseluruhan adalah stabil dan masa kerja berterusan melebihi 48 jam.

(2) Reka bentuk modul penerima

Modul penerima masih menggunakan mikropengawal STC sebagai kawalan teras

Dalam unit ini, maklumat tag dihantar melalui komunikasi RS232 selepas modulasi dan penyahmodulasian.

Hantarkannya ke mikropengawal STC. Mikropengawal STC menyimpan maklumat tag RFID.

Simpan ke FLASH, tunggu arahan butang luaran untuk menggunakan LCD untuk lulus

Maklumat tag pengguna yang diproses oleh mikropengawal dipaparkan, dan modul kuasa

Blok ini bertanggungjawab untuk bekalan kuasa keseluruhan modul penerima. Resit berasaskan RFID

Meta-modul ditunjukkan dalam Rajah 2.

Rajah 2 Gambarajah modul unit penerima berasaskan RFID

2

Reka bentuk penggunaan kuasa yang rendah dan pelaksanaan kedudukan kakitangan

2.1

Reka bentuk penggunaan kuasa rendah sistem

Modul bekalan kuasa dalam modul unit pemancar berasaskan RFID

adalah pasti, jadi untuk memastikan sistem ini dapat berfungsi dengan stabil untuk jangka masa yang lama

Untuk beroperasi, sistem mesti direka bentuk untuk penggunaan kuasa yang rendah. Sistem penggunaan kuasa yang rendah

Reka bentuk merangkumi reka bentuk perkakasan dan reka bentuk perisian, khususnya termasuk 2

aspek:

(1) Pemilihan pengawal teras

Teras yang dipilih dalam reka bentuk ini

Pengawalnya ialah MSP430F413, yang mempunyai pelbagai mod kuasa rendah yang boleh

Memenuhi kerja jangka panjang sistem. Dengan bekalan 2.2 V,

Arus MSP430F413 0.5 μA dalam mod siap sedia, mod penutupan

Arus (pengekalan RAM) ialah 0.1 μA, arus mod jalan kuasa ultra rendah

Alirannya ialah 230 μA. Oleh itu, dalam aplikasi praktikal, modul unit pemancar adalah

Kuasa sangat rendah semasa operasi biasa;

(2) Reka bentuk perisian Untuk merealisasikan bahawa sistem boleh mencapai jangka panjang

operasi berterusan untuk tempoh masa tertentu, jadi sistem mula memasuki tahap ultra rendah

Mod operasi penggunaan kuasa, berdasarkan sistem jamnya sendiri dalam reka bentuk perisian

Untuk memasukkan masa, masuk tanpa gangguan entri butang luaran

Mod siap sedia, dan butang bangun aktif yang direka bentuk boleh membantu di bawah tanah

Kakitangan boleh serta-merta menetapkan sistem daripada keadaan siap sedia kepada kuasa rendah semasa menggunakannya.

mod kerja penggunaan. Ini bukan sahaja memenuhi keperluan penyelamatan bawah tanah, tetapi juga

Ia juga mewujudkan keadaan untuk sistem terus melaksanakan kerja tunggu sedia.