基于人员定位的智能矿山一卡通系统设计

天地（常州）自动化股份有限公司 张 靖

基于人员定位的智能矿山一卡通系统设计

天地（常州）自动化股份有限公司 张 靖

针对目前煤矿安装的各类生产管理、安全监控的应用系统，各个系统都要与人进行绑定但是各系统又互相独立，所以人员需要携带各类识别和排队等候，效率低下。针对这种情况提出基于人员定位的智能矿山一卡通系统，采用基于ZigBee技术的人员定位卡和通用无源卡相结合刷卡的方案，旨在提高效率。与传统系统相比，该方案查询人员状态及时性更强、准确性更高，能进一步提升矿山生产管理效率，甚至可以增强灾变时的应急指挥救援能力。

ZigBee；人员定位；一卡通；有源卡；无源卡

引言

随着我国计算机技术的快速发展，煤矿生产的各类监控和生产管理系统都得到不停的完善和发展。但各类系统都还处在相互独立的运行模式之下，人员往往需要在不同的系统中都录一遍信息，并且使用时都要排队等候，一旦在上下班的高峰期，时间会很长，使得生产效率低下。矿山对通信的安全性、便捷性、可靠性、实用性的需求日益强烈。随着人员定位成为每一座矿山都有的标配系统，基于人员定位系统来发展矿山个诶安全监控和生产管理系统成为一种新的趋势。本文提出将人员定位系统作为核心，对井口大屏显示系统、出入井唯一性检测系统、瓦检仪借还系统、班中餐系统、矿灯管理系统等系统进行统一整合管理，重点介绍系统结构、客户端设计和主要功能等。

1.系统设计

智能矿山一卡通系统是基于人员定位系统的，整体架构如图1所示为保证井口刷卡的距离控制，采用的是ZigBee 技术，这样可以保证刷卡距离的精确性，其他各个系统都配置有源或者无源刷卡机，用户只需要携带一张有源卡（无源卡在有源卡的内壳上）那么大的卡就可以了，然后人员刷卡，刷卡机收到信息后将刷卡信息提交到控制该刷卡机的电脑，然后电脑再与人员定位服务器进行交互，得到所需要的该人员对应的信息，电脑得到所要的信息后再通过安装在电脑上的控制程序控制相应的设备进行对应的操作。并且所有的操作信息最终都可以通过人员定位WEB来查询和匹配判断。

该系统的主要技术指标有以下几点：（1）可允许不低于500个用户同时登陆人员定位WEB进行相关操作。（2）适用于井上井下各个机关部门进行操作，具有稳定性高、各个系统也能独立运行，一个系统出问题不会影响其他系统。（3）可以在现有系统的基础上介入矿方所需要的生产管理应用系统。如：矿灯管理。

2.查询操作端设计及主要功能

查询操作端的设计是在硬件功能完备的前提下做到运行稳定、界面友好、操作方便。客户端设计主要包含以下几个方面：

人员定位WEB：人员定位WEB操作是所有系统查询的核心，主要因为该系统建立在人员定位系统的基础上，为了方便所有人员的查询和操作方便，使用网页浏览查询无疑是最好的方式。

班中餐领取系统：班中餐领取有多种方式，可以在领取的时候直接在领取窗口刷卡，然后可以看到下井的信息从而知道自己是否符合领取条件；也可以在进入食堂的时候先刷卡，通过卡来控制闸机，并通过闸机上方的显示屏来看到自己是否满足领取条件，满足则闸机打开否则不打开（此处可添加语音提示）。界面设计只需要给出人员基本信息和该次下井信息。

图1

瓦检仪借还系统：无需人员再去一个个找，每个人员随即领取瓦检仪，先刷瓦检仪上的卡，再刷自己的卡通过绑定在瓦检仪上的无源卡和人员自带的卡将瓦检仪和人员动态的绑定在一起，这样就无需排队，快速借还。界面设计只需要给定瓦检仪卡号和人员卡号，绑定成功后给出提示即可。还的时候同样如此。

井口闸机控制系统：可以提前录入判断该人员是否符合下井的条件，这样可以通过闸机来控制该人员能否下井，同时增加显示屏来给出提示。

井口唯一系检测系统：通过虹膜或者人脸识别等生物技术识别来确定的唯一性特征[1]和人员的卡号来判断该人员是否只带自己的卡入井，同时能够确认下井的具体人员，这带来的好处是能够在发生紧急情况的时候知道有哪些人在井下。

人员定位系统的井口检卡：通过ZigBee 技术可以很好的控制卡的接受距离[2]，这样就可以在上下井高峰期的时候，不会造成大量人员都被接收器接收到而造成大屏显示人员太多。也避免了有些矿的井口离定位卡储藏室太近而造成井口接受器一直有大量的人员，影响了系统的效率。

3.软件发布与更新

虽然涉及到的系统比较多，但都是以人员定位系统为核心的，所以单独软件升级不会影响其他系统，各个软件只需要在安装所在电脑上进行覆盖安装即可，人员定位WEB只需要在服务器上更细即可，也可以将各个软件放到服务器上，然后用户发现新版软件后点击确定然后自动安装。

4.结束语

本文阐述了一种基于人员定位系统的智能矿山一卡通系统。该系统有效的增加了各种已装或者在该系统上衍生出来系统的使用率，极大的提高了煤矿的安全生产管理水平和效率。该系统也使得原来在各个系统的效率得以提升，只要携带定位卡就可以从入井到出井一路通过人员定位。

其系统框图如图1所示。

[1]郭海军.矿井人员定位系统中标识卡唯一性检测装置设计[J].工矿自动化,2012.

[2]张长森,董鹏永,徐景涛.基于ZigBee技术的矿井人员定位系统的设计[J].工矿自动化,2008.