專利名稱：煤礦井下人員位置標(biāo)識(shí)卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種標(biāo)識(shí)卡，特別是涉及一種通過(guò)無(wú)線射頻技 術(shù)實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別的煤礦井下人員身上攜帶的標(biāo)識(shí)卡。屬于煤礦井下人 員安全管理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤礦的安全管理是確保安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，如何確保煤礦井下 工人的安全是各級(jí)主管部門最為關(guān)心和重視的工作。要保證煤礦井下 工人的安全首當(dāng)其中的采用安全管理措施，其次是要有切實(shí)可行的安 全管理設(shè)備，用現(xiàn)代化的手段實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦井下工人在井下的位置、作 業(yè)工人數(shù)量、作業(yè)時(shí)間等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。近年來(lái)，煤礦事故頻繁，多數(shù)事 故發(fā)生后在實(shí)施救援時(shí)常常遇到統(tǒng)計(jì)井下被困人數(shù)、被困人員所處井 下的位置區(qū)域兩大難題。為了避免這兩大難題，為了在煤礦井下發(fā)生 事故后能夠及時(shí)地對(duì)被困人員實(shí)施救援，現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用對(duì)煤 礦井下工人身上攜帶標(biāo)識(shí)卡，通過(guò)標(biāo)識(shí)卡與地面設(shè)備的通訊實(shí)現(xiàn)對(duì)煤
礦井下人員的監(jiān)控， 一旦煤礦發(fā)生事故，地面設(shè)備便能及時(shí)掌握井下 工人的位置情況，以便施救。但現(xiàn)有技術(shù)的標(biāo)識(shí)卡與地面設(shè)備的讀卡
方式大多采用RFID技術(shù)，這種通信方式存在缺陷，容易造成設(shè)置在 井下的礦用分站讀卡不準(zhǔn)確，并發(fā)數(shù)量少，漏讀情況嚴(yán)重。
第一，現(xiàn)有的讀卡技術(shù)中，礦用分站作為一個(gè)被動(dòng)的卡號(hào)接收裝 置，只能不停接收標(biāo)識(shí)卡發(fā)來(lái)的卡號(hào)，不管礦用分站是否準(zhǔn)確接收到 標(biāo)識(shí)卡信息，礦用分站將接收到的所有數(shù)據(jù)直接上傳至地面設(shè)備中的 上位機(jī)或礦用分站自行作存儲(chǔ)處理等待上位機(jī)讀取，而標(biāo)識(shí)卡只作為 一個(gè)發(fā)碼器，不間斷的在一定時(shí)間間隔內(nèi)往外發(fā)送卡號(hào)信息，在進(jìn)入 礦用分站接收范圍時(shí)，則礦用分站捕捉信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的卡號(hào)信息，標(biāo)識(shí)卡卻無(wú)從得知是否已被礦用分站讀取。這樣在大量標(biāo)識(shí)卡同時(shí)進(jìn) 入礦用分站接收范圍時(shí)，會(huì)有大量重復(fù)的數(shù)據(jù)不停地往礦用分站發(fā) 送，礦用分站只能對(duì)接收到的完整、無(wú)沖突數(shù)據(jù)作存儲(chǔ)處理，而已讀 取的卡號(hào)若不停地重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)則無(wú)法識(shí)別而反復(fù)存儲(chǔ)，對(duì)于同 一時(shí) 間接收到的不同數(shù)據(jù)也會(huì)因?yàn)闆_突造成誤碼而只能存儲(chǔ)一條信息或 多條信息丟失，致使大量標(biāo)識(shí)卡經(jīng)過(guò)礦用分站信號(hào)范圍時(shí)漏讀、誤讀 情況嚴(yán)重。其次，現(xiàn)有技術(shù)中，礦用分站多采用主動(dòng)把存儲(chǔ)信息發(fā)送 到上位機(jī)的方法傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)礦用分站同時(shí)讀取到標(biāo)識(shí)卡 信息，需要向上位機(jī)發(fā)送時(shí)，上位機(jī)對(duì)同時(shí)收到的不同礦用分站發(fā)來(lái) 的信息也存在數(shù)據(jù)沖突的隱患，輕者數(shù)據(jù)沖突造成誤碼而上位機(jī)無(wú)法 識(shí)別，重者會(huì)造成總線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)堵塞，而且分站主動(dòng)把存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā) 送出去并立即刪除，若上位機(jī)無(wú)法正確接受則數(shù)據(jù)永久丟失。
鑒于前述現(xiàn)有技術(shù)的標(biāo)識(shí)卡存在的與礦用分站的通訊方式問(wèn)題， 因而往往導(dǎo)致對(duì)井下部分工人身上攜帶的標(biāo)識(shí)卡的錯(cuò)讀漏讀現(xiàn)象，因 此，也難免造成一旦發(fā)生事故，對(duì)井下情況掌握不清的現(xiàn)象，給救援 工作帶來(lái)極大困難。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中標(biāo)識(shí)卡與礦用分站之間 的通訊方式存在的錯(cuò)讀漏讀缺點(diǎn)，而提供的一種使用無(wú)線射頻技術(shù)實(shí) 現(xiàn)對(duì)煤礦井下工人攜帶的標(biāo)識(shí)卡與礦用分站的通訊方式。這種通訊方 式確保礦用分站收到標(biāo)識(shí)卡數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性。
本實(shí)用新型的是通過(guò)以下4支術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本實(shí)用新型的煤礦井下人員位置標(biāo)識(shí)卡，所述標(biāo)識(shí)卡內(nèi)設(shè)置有中 央處理器，所述中央處理器與低頻信號(hào)接收模塊及低頻信號(hào)發(fā)射模塊 連接，所述中央處理器還與高頻信號(hào)接收模塊及高頻信號(hào)發(fā)射模塊連 接，所述低頻信號(hào)接收模塊用于每間隔4秒聽(tīng)取一次礦用分站的315MHz低頻信號(hào)的覆蓋，所述低頻信號(hào)發(fā)射模塊用于向礦用分站發(fā) 射低頻信號(hào)，所述高頻信號(hào)接收模塊用于接收礦用分站發(fā)射的2.4G 高頻信號(hào)，所述高頻信號(hào)發(fā)射模塊用于所述標(biāo)識(shí)卡向礦用分站發(fā)射 2.4G高頻信號(hào)，所述中央處理器還與一電池模塊連接，所述電池模 塊用于向所述標(biāo)識(shí)卡的各模塊供電。
本實(shí)用新型的煤礦井下人員位置標(biāo)識(shí)卡設(shè)置的各模塊，與礦用分 站內(nèi)所設(shè)置的各模塊具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，標(biāo)識(shí)卡與礦用分站的讀卡技術(shù) 是把礦用分站作為一個(gè)主動(dòng)獲取卡號(hào)的設(shè)備，礦用分站與標(biāo)識(shí)卡 在建立通信之前首先利用低頻信號(hào)進(jìn)行一次"握手"，當(dāng)確認(rèn)雙 方能實(shí)現(xiàn)高頻信號(hào)通信時(shí)，再由礦用分站在一定時(shí)隙內(nèi)向標(biāo)識(shí)卡 發(fā)送開(kāi)卡指令，讓標(biāo)識(shí)卡用高頻信號(hào)發(fā)出卡號(hào)信息，此時(shí)若礦用 分站收到錯(cuò)誤數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)處理失敗，則不發(fā)送關(guān)卡指令，標(biāo)識(shí) 卡繼續(xù)發(fā)送卡號(hào)信息，直至礦用分站確認(rèn)信息無(wú)誤且完成讀卡 時(shí)，才向標(biāo)識(shí)卡發(fā)送關(guān)卡指令，使標(biāo)識(shí)卡進(jìn)入休眠狀態(tài)，而30 秒內(nèi)不再向礦用分站發(fā)送卡號(hào)信息。這樣，使用礦用分站來(lái)主動(dòng) 控制讀卡過(guò)程的開(kāi)始和結(jié)束，可以確保分站收到數(shù)據(jù)的完整性、 準(zhǔn)確性。
本實(shí)用新型的煤礦井下人員位置標(biāo)識(shí)卡，礦用分站可以首先預(yù) 設(shè)標(biāo)識(shí)卡信息卡號(hào)范圍，然后在固定輪循時(shí)間內(nèi)為每一個(gè)范圍內(nèi) 的標(biāo)識(shí)卡分配一個(gè)讀卡時(shí)隙，在該時(shí)隙內(nèi)礦用分站向標(biāo)識(shí)卡發(fā)送 開(kāi)卡指令，同時(shí)接收指定標(biāo)識(shí)卡的信息，確認(rèn)完成讀卡后向標(biāo)識(shí) 卡發(fā)送關(guān)卡指令，使標(biāo)識(shí)卡進(jìn)入休眠狀態(tài)而不再往礦用分站發(fā)送 冗余數(shù)據(jù)，已經(jīng)讀取的標(biāo)識(shí)卡信息將不再重復(fù)發(fā)送，減輕分站存 儲(chǔ)處理壓力，而且防止大量冗余數(shù)據(jù)造成標(biāo)識(shí)卡信息沖突而漏 讀、誤讀。在此基礎(chǔ)上，使得礦用分站信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)同一時(shí)間 讀卡并發(fā)數(shù)得到大幅改善。
本實(shí)用新型的煤礦井下人員位置標(biāo)識(shí)卡，礦用分站釆用輪循方式向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)V用分站讀取到標(biāo)識(shí)卡信息時(shí)先作存 儲(chǔ)處理，將信息放到存儲(chǔ)模塊中等待上位機(jī)讀取，上位機(jī)按照軟 件預(yù)設(shè)的分站數(shù)量，逐個(gè)發(fā)送讀取指令，當(dāng)?shù)V用分站收到上位機(jī) 指令時(shí)，把當(dāng)前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)，上位機(jī)確認(rèn)數(shù)據(jù)正確 并存儲(chǔ)后向分站發(fā)送該標(biāo)識(shí)卡信息已正確讀取指令，分站收到確 認(rèn)指令后將已經(jīng)被正確讀取的存儲(chǔ)信息刪除，完成一個(gè)分站的信 息讀取后，上位機(jī)輪循下一個(gè)礦用分站，做同樣操作。當(dāng)總線網(wǎng) 絡(luò)通信不正常時(shí)，礦用分站將當(dāng)前數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)模塊中，而且 不終止與標(biāo)識(shí)卡的讀卡通信工作，當(dāng)總線正常后， 一直存儲(chǔ)的數(shù) 據(jù)可以繼續(xù)被上位機(jī)輪循讀取。
本實(shí)用新型相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有的有益效果
1，本實(shí)用新型的煤礦井下人員位置標(biāo)識(shí)卡，是把礦用分站作為 一個(gè)主動(dòng)獲取卡號(hào)的設(shè)備，使用礦用分站來(lái)主動(dòng)控制讀卡過(guò)程的開(kāi)始 和結(jié)束，可以確保礦用分站收到數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性。
2，本實(shí)用新型的煤礦井下人員位置標(biāo)識(shí)卡，是礦用分站可以首 先預(yù)設(shè)標(biāo)識(shí)卡信息卡號(hào)范圍，然后在固定輪循時(shí)間內(nèi)為每一個(gè)范圍內(nèi) 的標(biāo)識(shí)卡分配一個(gè)讀卡時(shí)隙，在該時(shí)隙內(nèi)礦用分站向標(biāo)識(shí)卡發(fā)送開(kāi)卡 指令，同時(shí)接收指定標(biāo)識(shí)卡的信息，確認(rèn)完成讀卡后向標(biāo)識(shí)卡發(fā)送關(guān) 卡指令，使標(biāo)識(shí)卡進(jìn)入休眠狀態(tài)而不再往礦用分站發(fā)送冗余數(shù)據(jù)，已 經(jīng)讀取的標(biāo)識(shí)卡信息將不再重復(fù)發(fā)送，減輕分站存儲(chǔ)處理壓力，而且 防止大量冗余數(shù)據(jù)造成標(biāo)識(shí)卡信息沖突而漏讀、誤讀。在此基礎(chǔ)上， 使得礦用分站信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)同一時(shí)間讀卡并發(fā)數(shù)得到大幅改善。
3，本實(shí)用新型的煤礦井下人員位置標(biāo)識(shí)卡，礦用分站采用輪循 方式向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)V用分站讀取到標(biāo)識(shí)卡信息時(shí)先作存儲(chǔ)處 理，將信息放到存儲(chǔ)模塊中等待上位機(jī)讀取，上位機(jī)按照軟件預(yù)設(shè)的 分站數(shù)量，逐個(gè)發(fā)送讀取指令，當(dāng)?shù)V用分站收到上位機(jī)指令時(shí)，把當(dāng) 前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)，上位機(jī)確認(rèn)數(shù)據(jù)正確并存儲(chǔ)后向礦用分200820124729.X
說(shuō)明書(shū)第5/6頁(yè)
站發(fā)送該標(biāo)識(shí)卡信息已正確讀取指令，礦用分站收到確認(rèn)指令后將已 經(jīng)被正確讀取的存儲(chǔ)信息刪除，完成一個(gè)礦用分站的信息讀取后，上 位機(jī)輪循下一個(gè)分站，作同樣操作。當(dāng)總線網(wǎng)絡(luò)通信不正常時(shí)，礦用 分站將當(dāng)前數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)模塊中，而且不終止與標(biāo)識(shí)卡的讀卡通信 工作，當(dāng)總線正常后， 一直存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以繼續(xù)被上位機(jī)輪循讀取。


圖1為本實(shí)用新型的煤礦井下人員位置標(biāo)識(shí)卡內(nèi)部;f莫塊結(jié)構(gòu)及與礦 用分站、上位機(jī)聯(lián)絡(luò)方式圖。
具體實(shí)施方式
為了使本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員能夠清楚理解本實(shí)用新型的技術(shù)
方案，現(xiàn)結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳盡地說(shuō)明
實(shí)施l:如圖1所示，設(shè)置在煤礦井下的若干個(gè)礦用分站7利用 315MHz低頻信號(hào)覆蓋讀卡區(qū)域，井下的作業(yè)區(qū)及礦工活動(dòng)區(qū)均在若 干個(gè)礦用分站7的覆蓋范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)V工在井下的各區(qū)域作業(yè)或活動(dòng) 時(shí)，礦工攜帶的標(biāo)識(shí)卡使用低頻接收模塊3的315MHz低頻信號(hào)聽(tīng)取 礦用分站7指令，聽(tīng)取方式是每間隔4秒打開(kāi)一次低頻信號(hào)接收模塊 3。當(dāng)標(biāo)識(shí)卡進(jìn)入礦用分站7的信號(hào)覆蓋區(qū)域時(shí)，標(biāo)識(shí)卡即能接收到 礦用分站7的指令，此時(shí)即能確認(rèn)進(jìn)入了礦用分站7的讀卡范圍。此 時(shí)，標(biāo)識(shí)卡向礦用分站7發(fā)送通信請(qǐng)求，礦用分站7收到請(qǐng)求指令后， 與標(biāo)識(shí)卡建立通信，并為該標(biāo)識(shí)卡分配讀卡時(shí)隙，同時(shí)向該標(biāo)識(shí)卡發(fā) 送開(kāi)卡指令。該標(biāo)識(shí)卡收到開(kāi)卡指令后，打開(kāi)2.4G的高頻接收模塊 6及高頻發(fā)射模塊5，通過(guò)高頻發(fā)射模塊5將自身的卡號(hào)發(fā)送到礦用 分站7。礦用分站7接收到該標(biāo)識(shí)卡卡號(hào)以后作校驗(yàn)、存儲(chǔ)處理，確 認(rèn)指令信息完整，而且讀卡完成后向該標(biāo)識(shí)卡發(fā)送關(guān)卡指令。該標(biāo)識(shí) 卡接收到關(guān)卡指令后，關(guān)閉高頻發(fā)射模塊5、高頻接收模塊6、低頻接收模塊3、低頻發(fā)射模塊4及中央處理器1，該標(biāo)識(shí)卡進(jìn)入休眠狀 態(tài)，通信中止，休眠時(shí)間為30秒，休眠結(jié)束后該標(biāo)識(shí)卡重新進(jìn)入4 秒輪循聽(tīng)取指令。
實(shí)施例2，如圖1所示，實(shí)施例1中說(shuō)明的是某一位礦工所攜帶 的標(biāo)識(shí)卡與某一礦用分站7的聯(lián)絡(luò)關(guān)系。本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相 同，所不同的是，當(dāng)在井下作業(yè)的礦工有若干名時(shí)，而每一名礦工所 處的區(qū)域又不同，也并不固定，而井下也i殳立了若干個(gè)礦用分站7. 也就是說(shuō)，只要在井下作業(yè)區(qū)或礦工活動(dòng)區(qū)域中的每一位礦工都通過(guò) 自身攜帶的標(biāo)識(shí)卡按間隔4秒時(shí)間與所覆蓋該標(biāo)識(shí)卡保持通信。因 此，井下的所有礦工通過(guò)實(shí)施例1中的讀卡方式確保了其在井下的位 置，井下的各個(gè)礦用分站7將與所覆蓋的標(biāo)識(shí)卡信息保存或上傳到上 位機(jī)8，使得控制室的管理人員對(duì)井下的人員位置、人員數(shù)量、工作 時(shí)間都做到了如指掌。
實(shí)施例3，如圖1所示，每一名礦工身上所攜帶的標(biāo)識(shí)卡為了能 正常工作，都要做到及時(shí)供電，本實(shí)用新型的標(biāo)識(shí)卡的供電方式是通 過(guò)安裝在該標(biāo)識(shí)卡芯片內(nèi)的電池模塊2為其它各模塊供電，保證標(biāo)識(shí) 卡正常工作。
權(quán)利要求1、一種煤礦井下人員位置標(biāo)識(shí)卡，其特征在于，所述標(biāo)識(shí)卡內(nèi)設(shè)有中央處理器(1)，所述中央處理器(1)與低頻信號(hào)接收模塊(3)及低頻信號(hào)發(fā)射模塊(4)連接，所述中央處理器(1)還與高頻信號(hào)接收模塊(6)及高頻信號(hào)發(fā)射模塊(5)連接，所述中央處理器(1)與一電池模塊(2)連接。
專利摘要本實(shí)用新型的煤礦井下人員位置標(biāo)識(shí)卡，標(biāo)識(shí)卡內(nèi)設(shè)置有中央處理器，中央處理器與低頻信號(hào)接收模塊及低頻信號(hào)發(fā)射模塊連接，中央處理器還與高頻信號(hào)接收模塊及高頻信號(hào)發(fā)射模塊連接，低頻信號(hào)接收模塊用于每間隔4秒聽(tīng)取一次礦用分站的315MHz低頻信號(hào)的覆蓋，低頻信號(hào)發(fā)射模塊用于向礦用分站發(fā)射低頻信號(hào)，高頻信號(hào)接收模塊用于接收礦用分站發(fā)射的2.4G高頻信號(hào)，高頻信號(hào)發(fā)射模塊用于標(biāo)識(shí)卡向礦用分站發(fā)射2.4G高頻信號(hào)，中央處理器還與一電池模塊連接，電池模塊用于向所述標(biāo)識(shí)卡的各模塊供電。本實(shí)用新型的識(shí)別卡與礦用分站通過(guò)一種無(wú)線射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別，確保礦用分站收到標(biāo)識(shí)卡數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G06K19/07GK201311645SQ200820124729
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者宋福群 申請(qǐng)人:北京泰安特科技有限公司