基于RFID技术的煤矿井下人员管理系统

论文摘要

二零零零年以来,煤炭能源工业在我国进入了快速发展期,煤炭需求量的增大,使大部分煤炭企业超负荷运营,导致煤炭企业事故频发,瓦斯泄漏、井下渗水、矿井冒顶等灾害事故随时都在威胁煤矿井工作人员的生命,因此如何快速、及时处理井下突发事件依然是矿井安全生产的重要环节。同时,由于煤矿井下地形非常复杂,在灾害性事故发生之后,快速、精准地了解井下工作人员的伤亡情况和位置,对于事故救援工作的开展具有着极为重要的意义。本文研究一种实现煤矿井下人员定位管理系统的新兴技术和方法---射频身份识别（RFID）技术以及系统中的使用射频标识卡（定位卡）的具体设计。一套射频识别系统应当包含进行读写识别的读卡器和射频标识卡。由于煤矿井下工作环境的特殊性,设计建设的人员管理系统需要适应对井下人员管理的要求且符合井下人员工作使用流程,对井下人员和相关移动目标的活动信息识别应具备快速移动识别特性、多目标同时识别特性、远距离识别特性,且移动标识卡的体积要足够小、功耗要低、携带要方便,因此采用常规的射频识别技术不能满足煤矿井下人员管理系统的要求,必须融合RFID技术与其它相关技术才能达到井下人员管理应用要求。为了满足这个设计目标,我们在设计标识卡时融合了RFID技术与突发跳时扩频技术。本文主要从以下几个方面介绍了我所作的这个系统,第一部分主要介绍了我所研究的这一方向的背景和国内外现状,以及我所做的研究的重要意义,第二部分主要介绍了相关的技术以及本系统实现的理论分析,包括RFID的技术特点,相关实现方法,如VC++、MFC、MSCOMM控件等；第三部分主要介绍本系统的整体设计思路,包括系统架构设计、系统工作原理,制定了由监控计算机,RS485,还有信息采集片组成的系统方案等；第四部分着重介绍了系统的硬件设计部分,主要介绍了电路设计,标识卡设计,标识卡控制电路是由MCU和RC振荡器组成的,晶体振荡器、2.45GHz射频收发集成电路及天线构成了定位卡射频收发电路,通过SPI总线MCU可以读写2.45GHz射频收发集成电路的数据。第五部分主要介绍了系统的软件设计部分,主要介绍了总线扩频技术以及标识卡主程序流程图等信息。第六部分主要介绍了本系统的实际应用以及与其他系统相比具有何等优势。第七部分主要总结了本系统的研究内容以及下一步要开展的主要工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状及发展
• 1.3 研究内容
• 第二章 系统实现的技术选择
• 2.1 RFID技术特点
• 2.2 相关软件技术选择
• 2.2.1 VC++MFC优点
• 2.2.2 嵌入式技术
• 2.2.3 ARM技术
• 2.2.4 操作系统的选择
• 2.2.5 MSCOMM控件
• 2.3 本章小结
• 第三章 系统整体设计
• 3.1 系统组成
• 3.2 系统功能
• 3.3 系统设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 硬件系统的组成
• 4.1 电路组成设计
• 4.1.1 电路设计
• 4.1.2 标识卡组成
• 4.2 射频定位卡和监控分站读写器设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 软件系统设计
• 5.1 总线扩频通信概述
• 5.2 软件设计
• 5.2.1 射频识别卡软件设计
• 5.2.2 读写器软件设计
• 5.2.3 上位机应用软件界面设计
• 5.3 井下射频卡主通信设计与流程图
• 5.3.1 主程序的设计流程图
• 5.3.2 A/D转换器采集电池的流程图
• 5.4 本章小结
• 第六章 系统应用与调试
• 6.1 系统的具体应用
• 6.2 测试与分析
• 6.2.1 硬件测试与分析
• 6.2.2 软件测试与分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结
• 7.1 小结
• 7.2 未来工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录:系统实现部分代码