α———给煤机挡板偏转的角度。煤层运动速度通过旋转解码器获取电动机的运动脉冲信号传输给PLC，经过PLC处理与计算，得到给煤机输送带的移动速度，减去煤层与输送带的相对速度即可得到煤层的运动速度。（3）检测系统程序执行流程检测过程的流程：给煤机工作后首先获取挡板夹角，根据式（2）计算得到煤层厚度，同时结合获取的煤层运行速度根据式（1）计算得到给煤量。给煤机检测系统程序初始化流程图如图2所示。整个检测系统程序运行通过就地单机控制与远程控制2种方式完成，程序流程图如图3所示。图2程序初始化流程图图3检测系统流程图（4）上位机软件设计给煤机检测系统的远程控制由调度室内的监控机完成，监控机除了完成给煤机的启停控制，还可以直观检测给煤机的运转情况，将速度、给煤量等信息直观显示，上位机监控软件使用MCGS开发，通过PLC采集的给煤机工况数据传递给监控机后，通过MCGS组态软件的VB脚本程序接收处理，将处理后的数据以动画的形式显示，达到直观显示给煤机运行工况的目的。在MCGS环境中图形界面的模拟较为方便，系统提供了大量的图元对象以供选择，通过系统提供的动画构件，可以根据需要快速建立形象逼真的动画效果。MCGS提供的图元库部分对象如图4所示。图4MCGS图元库对象3结语刮板给煤机系统简单，工作稳定，广泛使用在煤矿、发电等行业，使用PLC为控制中心，利用旋转编码器、角位移传感器等设备完成刮板给煤机给煤量的精确测量，利用组态软件完成上位机监控软件的开发设计，整个检测系统操作方便，运行可靠，精确计算给煤量，提高刮板给煤机使用效率。参考文献：［1］乔坤元.无级变速大倾角链式刮板给煤机的研究与实现［J］.煤矿机械，2012，33（2）：152-153.［2］孙杰,辛君.主井煤仓ZGD-35液压振荡式给煤机的改造［J］.煤矿机械，2013，34（6）：175［3］王永华.现代电气控制及PLC应用技术［M］.北京:北京航空航天大学出版社，2008.［4］俞果亮.PLC原理与应用［M］.北京:清华大学出版社，2006.作者简介：陈新（1971-），女，广西贵港人，研究生，柳州职业技术学院机电工程系讲师，研究方向：机械设计与制造，电子信箱：yangwei19800112@126.com.责任编辑：武伟民收稿日期：2013－10－21基于RFID技术的井下人员跟踪定位系统张立启，李铁鹰（太原理工大学信息工程学院，太原030024）摘要：基于矿山生产的特殊性，为了更好地保障井下人员的生命安全，提出了基于RFID技术的井下人员跟踪定位系统。简要描述了RFID技术的工作原理，重点介绍了井下人员跟踪定位系统组成、工作原理及其主要功能。该系统可以为矿山的安全生产提供有力保障。关键词：RFID；阅读器；标签；人员跟踪定位；安全生产中图分类号：TD76文献标志码：A文章编号：1003－0794（2014）04－0206－02UndergroundStaffTrackingandPositioningSystemBasedonRFIDTechnologyZHANGLi-qi，LITie-ying(CollegeofInformationEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)Abstract:Basedontheparticularityofmineproduction,inordertobettersafeguardthelifesafetyoftheminestaff,thispaperputsforwardtheminepersonnelpositioningandtrackingsystembasedonRFIDtechnology.ThispaperbrieflyintroducestheworkingprincipleofRFIDtechnologyandfocusontrackingtheminepersonnelpositioningsystemcomposition,workingprincipleandmainfunction.Thesystemcanprovidepowerfulguaranteeforminesafetyproduction.Keywords:RFID；reader；tag；personneltrackingandorientation；safetyproduction!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!煤矿机械CoalMineMachineryVol.35No.04Apr.2014第35卷第04期2014年04月doi:10.13436/j.mkjx.201404092阀1阀2阀3阀4阀5阀6角位移传感器角度信号α煤层厚度h=H-Lcosα瞬时给煤量G=hvbp输送带转速v请求给煤量GoPID自定整控制给煤机启动给煤机主电动机停机工作方式选择系统初始化上电启动远程就地转速调节PID校验否？否是校验结束转速调节PID测速传感器206

0引言由于矿山生产的特殊性，瓦斯、火、水、顶板等一系列自然灾害时刻都有可能威胁到井下相关工作人员的生命安全，矿井灾害及与之相对应的伤亡事故随时都可能发生。如果地面管理人员不能实时地掌握井下人员的作业及分布情况，进行准确定位，一旦发生事故，救援工作效率低，搜救效果差，安全生产状况很不乐观。基于RFID技术的井下人员跟踪定位系统可以实现对矿山井下人员的安全生产管理，是提高企业效益的有效途径。1RFID工作原理RFID主要由电子标签、读写器和天线3部分组成。如图1所示：（1）读写器通过发射一定频率的射频信号，标签进入磁场后产生感应电流，标签利用自身的电源或是通过从读写器获得的能量自动处于激活状态；（2）标签将储存在其自带存储器上的RFID编码等信息通过标签的内置发射天线发送出去；RFID读写器的接收天线接收到从标签发送来的载波信号，经过对接收到的信号进行解调和解码等相关处理后，把处理完的信息送到后台主系统，再由后台系统处理；（3）主系统会根据逻辑运算判断该标签编码的完整性以及合法性，针对不同的应用业务逻辑作出相应的处理和控制。图1RFID的工作原理2井下人员跟踪定位系统构成及工作原理（1）系统构成井下人员跟踪定位系统的井上设备主要包括中心站主机（含服务器）、备用主机、大屏LED显示器、软件数据库、接口设备、打印机和网络接口等；井下设备主要包括通信基站、防爆电源和RFID阅读器等。此外，传输接口及地下的每个通行基站都要配有一台本安电源，所有电源不得共地。（2）工作原理如图2所示，井下人员跟踪定位系统是地面监控主机在相应的系统软件支持下，通过接口设备和沿巷道铺设的光缆网络，无间断、及时地对井下安装的RFID阅读器进行数据采集，RFID阅读器把有效识别距离内的井下人员携有的RFID标签的信息，无间断、实时地通过传输网络将相关数据传输给地面中心站，并保存到数据服务器中。收集来的信息经过分析处理，会将井下人员的动态分布实时地反映在大屏LED显示器上，从而实现井下安全状态在井上数字化管理的目的。图2系统结构图1.RFID阅读器2.携卡员工3系统功能该系统对井下每一个人员某一时间点、某一时间段处于某一位置，都给予准确定位。如图3所示，该系统的主要功能有：（1）井下人员跟踪系统能实时跟踪和回放相关人员的轨迹信息，并实时地跟踪显示；（2）下井人员的考勤通过对工人的出/入井时间及井下停留时间的记录和统计，建立相应的数据库，以供查询打印；（3）查询、打印不仅能查询人员的当前位置，还能实现人员轨迹查询、人员分布情况查询、超时人员的查询及考勤查询，并可以打印报表；（4）信息共享矿领导可以通过互联网实时地进行矿井信息的查询和管理；（5）灾后紧急救援，事故调查提供信息发生事故时，能查出当时井下人员分布、姓名及具体位置等信息，给救援人员提供及时准确的信息。图3系统数据处理流程4结语和目前成熟的条码技术相比，RFID技术在成本、标准等方面的局限限制了其大范围的推广及应用。但在某些领域，RFID技术已开始崭露头角。本文基于RFID技术的井下人员跟踪定位系统，该系统可以掌握井下相关工作人员的实时位置及某一时间段的活动轨迹，对矿山的安全生产起到了积极作用，为矿山的安全生产提供了强有力的保障。参考文献：［1］李蔚田.物联网基础与应用［M］.北京：北京大学出版社，2012.［2］李向文.物联网概论-物联网框架及产业链蓝图［M］.北京：中国物资出版社，2011.［3］蒋文娟.RFID存在的隐私问题及应用建议［J］.计算机安全，2005（10）：21-22.［4］闵晓勇.基于RFID的煤矿井下人员定位系统的实现［J］.矿山机械，2007（9）:42-44.［5］袁志金.矿山物联网体系及其应用［J］.煤矿机械，2013，34（2）:279-281.［6］方概.基于无线传感器网络的煤矿井下人员定位系统的研究与实现［D］.北京:北京交通大学,2011.作者简介：张立启（1986-），山西大同人，控制科学与工程专业，硕士研究生，研究方向为智能控制，电子信箱：374335992@qq.com；通讯作者：李铁鹰.责任编辑：武伟民收稿日期：2013－10－23第35卷第04期Vol.35No.04基于RFID技术的井下人员跟踪定位系统———张立启，等读写器电源时钟读写模块计算机网络系统射频模块能量数据输入数据输出天线控制模块存储器天线射频模块标签数据输出电池数据输入数据输出时钟能量时钟数据输入12Internet大屏LED显示器接口设备终端管理主机备用主机打印机地面井下光纤网布发布人工设置人员定位数据库查询及报表打印实时显示人员实时数据与煤矿监控系统连接矿井人员跟踪定位处理软件207