基于RFID和Wi-Fi技術(shù)的礦井機(jī)車管理系統(tǒng)

(2)閱讀器。井下車場(chǎng)、各分支巷道入口以及重要路段處安裝RFID閱讀器，同時(shí)在采區(qū)煤倉(cāng)裝有l(wèi)臺(tái)閱讀器。對(duì)每個(gè)閱讀器設(shè)置不同的ID編號(hào)，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中建立一個(gè)ID編號(hào)與閱讀器匹配的數(shù)據(jù)庫(kù)。安裝完成后，需要根據(jù)礦區(qū)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試各個(gè)閱讀器的讀取距離。閱讀器的讀取范同以10m為準(zhǔn)。距離過(guò)長(zhǎng)不僅需要增加閱讀器的功率，也可能造成多個(gè)閱讀器同時(shí)讀取一個(gè)電子芯片的情況，使定位失準(zhǔn)。

(3)通信模塊。每臺(tái)閱讀器配有一個(gè)WIFI無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸終端。將每一個(gè)閱讀器獲取的工作人員信息和機(jī)車信息通過(guò)無(wú)線傳輸至井下以太環(huán)網(wǎng)。

無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)為IEEE802.1lg標(biāo)準(zhǔn)，在物理層采用2.4GHz的無(wú)線頻率。在數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層，使用“載波偵聽多點(diǎn)接人/沖突避免(CSMA/CA)”媒體訪問(wèn)控制(MAC)協(xié)議。

與有線連接部分采用了IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)是尤線和有線兼顧，所以需要支持802.3。802.3描述r物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層的實(shí)現(xiàn)方法，在多種物理媒體卜以多種速率采用CSMA/CD訪問(wèn)方式，對(duì)于高速以太網(wǎng)該標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明的實(shí)現(xiàn)方法有所擴(kuò)展。

2.2.2 軟件設(shè)計(jì)

從礦井采集的機(jī)車信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)車的定位功能、機(jī)車作業(yè)管理功能和工作人員管理功能。

(1)機(jī)車定位。閱讀器采集某一時(shí)刻通過(guò)該處機(jī)車電子標(biāo)簽的信息并一起返回ID編號(hào)，服務(wù)器查找出與ID編號(hào)相匹配的數(shù)據(jù)庫(kù)，確定閱讀器所屬區(qū)段，判斷出機(jī)車所在具體位置。同時(shí)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，建市定位讀頭表，記錄讀頭的ID號(hào);建立巷道節(jié)點(diǎn)表;記錄節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值;建市路由表。記錄一個(gè)讀頭到與其相鄰的讀頭所經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)ID和節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值，系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)描繪井下工作車輛的行動(dòng)軌跡。

(2)機(jī)車作業(yè)管理。服務(wù)器通過(guò)分析機(jī)車進(jìn)出采區(qū)煤倉(cāng)的時(shí)間，統(tǒng)計(jì)每一臺(tái)機(jī)車某一班次運(yùn)載次數(shù)，也可以按不同時(shí)段進(jìn)行次數(shù)統(tǒng)計(jì)，并夠根據(jù)統(tǒng)計(jì)情況生成班報(bào)表、月報(bào)表和季報(bào)表。根據(jù)機(jī)車的維修記錄和檢修年限，判斷機(jī)車是否需要檢修。

(3)工作人員作業(yè)管理。該部分工作由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)自動(dòng)完成對(duì)工作人員的作業(yè)管理，主要包括：登記各工作人員出入工作面、工作時(shí)間信息，各丁作人員所屬班組，工作時(shí)使用的機(jī)車，并自動(dòng)生成考勤作業(yè)統(tǒng)計(jì)與報(bào)表。

3 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

礦井機(jī)車監(jiān)控與管理數(shù)據(jù)庫(kù)，以MicmmftVisualstudio2005為開發(fā)平臺(tái)，采用MicrosoftSQLServer2000作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，采用基于NetFramework的組件技術(shù)，提高開發(fā)效率，使得系統(tǒng)易于維護(hù)和擴(kuò)充。在系統(tǒng)功能分析的基礎(chǔ)上，設(shè)定系統(tǒng)的功能模塊。礦井機(jī)車監(jiān)控與管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)為3層分布式結(jié)構(gòu)。根據(jù)礦區(qū)機(jī)車管理的需要，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)了7個(gè)方面的功能，使管理人員能監(jiān)控對(duì)井下機(jī)車運(yùn)行，作出決策，同時(shí)生成相關(guān)作業(yè)統(tǒng)計(jì)表。

圖2 礦井機(jī)車監(jiān)控與管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫(kù)的功能如下：

(1)顯示機(jī)車上下井、出入采區(qū)煤倉(cāng)時(shí)間。

(2)查詢一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)車實(shí)時(shí)的井下實(shí)際位置。

(3)記錄機(jī)車在任一地點(diǎn)的到/離時(shí)間和總滯留時(shí)間等一系列信息，并對(duì)超時(shí)滯留機(jī)車進(jìn)行報(bào)警。

(4)查詢井下軌道占用情況，警示可能發(fā)生沖突的軌道區(qū)域。

(5)生成機(jī)車運(yùn)載次數(shù)的統(tǒng)計(jì)表。

(6)建屯機(jī)車使用、維修數(shù)據(jù)庫(kù)。

(7)生成工作人員出勤和作業(yè)量統(tǒng)計(jì)表。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)該系統(tǒng)能夠清楚了解全礦每臺(tái)機(jī)車運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)能對(duì)機(jī)車運(yùn)載次數(shù)和工作人員作業(yè)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。利用WIN無(wú)線局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，節(jié)省電纜，減少了線路維護(hù)工作量。從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，基于RFID/Wi—Fi技術(shù)的礦井機(jī)車監(jiān)控與管理系統(tǒng)降低了建設(shè)、維護(hù)和管理成本，提高了井下運(yùn)輸管理效率。從社會(huì)效益看，該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)反映機(jī)車的井下位置，便于調(diào)度人員的監(jiān)督和控制，提高了井下運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/span>