礦井人員定位系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備研究與開發(fā).pdf

1、煤礦行業(yè)中,日常安全生產(chǎn)管理以及事故發(fā)生后的緊急救援始終是業(yè)內(nèi)人員高度關(guān)注的熱點(diǎn)課題。礦井人員定位系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)井下作業(yè)人員的實(shí)時(shí)定位,在提高生產(chǎn)和管理效率的同時(shí),為事故后的緊急救援提供準(zhǔn)確的位置信息,使得救援的效率大大提升。因此,建立一套完善的礦井人員定位系統(tǒng)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文分析了國(guó)內(nèi)外礦井人員定位系統(tǒng)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀,介紹了RFID技術(shù)的特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)、工作原理以及發(fā)展歷程,并對(duì)電子標(biāo)簽和讀寫器的組成以及RFID系統(tǒng)

2、中防碰撞問題進(jìn)行了深入的研究。在此基礎(chǔ)上,通過對(duì)礦井人員定位系統(tǒng)功能需求、井下射頻系統(tǒng)的工作頻段、人員定位方案以及井下通信方案的詳細(xì)分析,給出了基于工業(yè)以太網(wǎng)和RS-485總線通信方案的礦井人員區(qū)域定位系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案,并據(jù)此對(duì)礦井人員定位系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備——識(shí)別分站與監(jiān)測(cè)分站的軟件和硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　為了滿足礦井人員定位系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求,本文通過分析監(jiān)測(cè)分站的輕量級(jí)TCP/IP協(xié)議棧(Lightweight Inter

3、net Protocol,LwIP)的內(nèi)部機(jī)制及性能瓶頸,設(shè)計(jì)并實(shí)施了LwIP的實(shí)時(shí)性優(yōu)化方案。同時(shí),考慮到礦井人員定位系統(tǒng)中存在緊急數(shù)據(jù)(比如報(bào)警信息)需要以比普通數(shù)據(jù)更高的優(yōu)先級(jí)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上的情況,本文設(shè)計(jì)了LwIP優(yōu)先級(jí)管理機(jī)制,確保采用DSCP(Differentiated Services Code Point)協(xié)議進(jìn)行高優(yōu)先級(jí)標(biāo)記的緊急數(shù)據(jù)傳輸時(shí)優(yōu)先于普通數(shù)據(jù)。最后,實(shí)驗(yàn)表明,本文的優(yōu)化方法可以顯著提高LwIP的實(shí)時(shí)性性能。