内容发布更新时间 : 2024/11/5 19:05:01星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

井下人员定位系统

摘要:本文主要介绍了综合应用WSN,RFID,WLAN,SDR技术的WMSRS系统，描述了系统总体目标、整体方案，详细介绍了运用射频技术进行井下定位的工作原理，给出了WMSRS监控系统主控软件结构体系框图。 关键词:WMSRS;RFID;定位;实时监控 1前言

我国是世界第一产煤大国，煤矿矿山近3万多个，其中大中型煤矿500多个，小煤矿2万多个，井下工作人员超过100万人。近年来矿井危险性事故时有发生，煤矿事故死亡人数是世界上其他主要采煤国家死亡人数的4倍。山西省小煤矿爆炸、北京大安山煤矿巷道塌陷、吉林省万宝煤矿火灾……随着对煤炭需求量的不断增大，近年来我国煤矿事故攀升趋势严重，煤矿安全状况令人担忧。分析近期几个煤矿发生的特大事故时发现最主要的原因是地面与井下人员的信息沟通不及时，以至地面人员难以及时动态掌握井下人员的分布及作业情况，难以进行精确人员定位。井下地形复杂给人员撤离和事故抢救带来了极大的困难。若能及早确定井下人员所处的位置，会给营救工作带来极大的方便，并且能节省大量的时间，将人员损失减少到最小。无线矿井生

命安全与救援系统(WMSRS,WirelessMineSecureandRescueSystem)是基于RFID(RadioFrequencyIdentification)技术进行井下定位，可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，其传输范围大，成本低，因此备受关注。

2WMSRS系统设计目标

(1)实时统计考勤与井下人车查询功能，主要包括人员以及车辆的下井统计与报告(AccessReport)、位置报告(PositionReport)、工作时间报告(WorkerInsiderMineReport)。

(2)实时地进行瓦斯浓度报告(GasDensityReport).温度与湿度报告(TemperatureandHumidityReport)

、

环

境

参

数

报

告

(OtherSurroundingParametersReport)。

(3)事故救援:出现任何形式的事故，比如塌方、瓦斯爆炸等，可对事故现场被埋人员进行搜寻和定位，与其进行简单通信(语音、数据及视频)，以便有效准确的进行救援，最大限度的减少人员的损失，并且可以通过通讯手段将事故的发生地点和事故性质进行通知，进而可以指挥井下工作人员选择最合理的逃生路线及进行自救。

(4)安全保障功能:实现人员定位，阻止违章事件，并将违章人员记录在

案。如出现人员丢失即时报警或发现井下人员超过规定时间，自动报警提示并提供相关人员的名单。

(5)视频实时监控:BS可装备带图像编码的数字网络摄像机，对采矿现场进行实时高清晰度图像监控。

3WMSRS系统整体方案

WMSRS综合应用WSN(WirelessSensorNetwork无线传感器网)、RFID,WLAN,SDR(ShortDistanceRadio短距离无线通信设备)技术相结合实现一套高效、高可靠性、低成本、布设容易的无线矿井安全与救援系统。它是采用射频识别技术对井下人员进行识别，利用无线传感网进行数据采集、传送。系统结构如图1所示。

WMSRS系统分为地上和地下两个部分。其地上部分主要为WMSRS信息监控中心以及与其相关网络设备与硬软件平台。位于WMSRS信息监控中心的WMSRSSeve:主要是基于数据库技术的软件系统，通过适时采集的数据，系统软件对整个矿井进行适时监控，同时该软件也具备考勤记录功能，环境数据分析与比较以及通过有线和无线网络在整个矿区报警等功能。WMSRS系统的地下部分有两种设备，一种是WMSRSBS(WMSRS无线基站)，结构如图2所示，BS实现WSN网络的