[发明专利]一种矿工刷卡的分析系统

权利要求书

1.一种矿工刷卡的分析系统，其特征在于，包括：人员定位卡、基站和控制平台，所述人员定位卡通过三轴加速度模块采集矿工的状态数据，并通过无线网络将每一个人员定位卡所采集到的状态数据传送给基站；所述基站与人员定位卡之间进行周期性的TOF测距以获得定位数据，所述基站将接收到的定位数据和状态数据转发给控制平台进行实时分析，进而得到与人员定位卡所对应的位置信息、运动状态、运动轨迹和运动方向，所述控制平台对比不同的人员定位卡之间的位置信息、运动状态、运动轨迹以及运动方向是否一致，进而判断出同一个矿工身上是否携带了多张人员定位卡。

2.根据权利要求1所述的矿工刷卡的分析系统，其特征在于，所述控制平台通过基站与人员定位卡之间进行周期性的TOF测距，所述人员定位卡周期性采集矿工的位置信息、运动状态、运动轨迹和运动方向并主动将其传送至基站；所述分析系统包括以下步骤：

步骤A，人员定位卡周期性与基站做TOF测距，并采集三轴加速度模块的三轴运动传感器的数据，通过无线通信上传至基站，基站打包人员定位卡的定位数据及状态数据，上传至控制平台；

步骤B，实时读取T时刻的人员定位卡的采集数据，并跳转至下一时刻进行采集数据的读取；

步骤C，分析人员定位卡的采集数据，对采集数据进行平滑处理后实现存储，并判断当前的时刻是否大于周期N，如果当前时刻不大于周期N则跳转至步骤B，否则跳转至步骤D；

步骤D，分析所有的采集数据，并判断是否存在任意两个或两个以上的人员数据卡的采集数据相似，若不存在则跳转至步骤B，否则跳转至步骤E；

步骤E，分析相似的人员定位卡的运动轨迹，并判断是否存在任意两个或两个以上的人员定位卡的运动轨迹和运动方向一致，若是则发出报警提示并显示人员定位卡的卡号，否则返回步骤B。

3.根据权利要求1所述的矿工刷卡的分析系统，其特征在于，所述控制平台对得到的状态数据进行实时分析包括以下步骤：所述人员定位卡上报信息；所述基站收到信息后，打包基站ID与信息上传给控制平台的数据分析模块；所述数据分析模块按三轴加速度模块的三轴值进行姿态分析，将对姿态分析的数据写入至数据库中并发送至控制平台进行显示。

4.根据权利要求3所述的矿工刷卡的分析系统，其特征在于，所述控制平台通过基站主动下发命令至人员定位卡，包括以下步骤：控制平台对指定的人员定位卡下发撤离命令；撤离命令写入数据库中以备查验；数据库分析模块得到撤离命令后开始下发；基站收到下发的命令后开发广播给周围的人员定位卡，同时也转发给与其相连接的附近的基站；人员定位卡接收到命令后判断该命令是否是发给自己的命令，是则触发报警，否则丢弃命令。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的矿工刷卡的分析系统，其特征在于，所述控制平台对得到的运动状态进行实时分析，当分析结果显示运动状态为非正常工作的姿态时，所述控制平台通过基站向对应的人员定位卡发命令信息，当人员定位卡接收到命令信息后触发报警。

6.根据权利要求5所述的矿工刷卡的分析系统，其特征在于，所述对控制平台对运动状态进行的实时分析为：对三轴加速度模块所采集的三轴值进行相应的权重组合，进而得出分析结果，然后将该分析结果写入至数据库中并显示出来。

7.根据权利要求6所述的矿工刷卡的分析系统，其特征在于，所述三轴值设定为：坐标(0，0，g)为正常状态；坐标(-g，0，0)为平躺状态；坐标(0，0，-g)为佩带异态；坐标(0.5g，0.25g，0.25g)为曲身状态；坐标(g，0，0)为平趴状态；坐标(0，-g，0)为侧卧状态；坐标(0，ng，g)为加速运动状态。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的矿工刷卡的分析系统，其特征在于，所述人员定位卡包括电源、无线控制模块、射频模块、三轴加速度模块、报警模块、天线和定位模块，所述无线控制模块、射频模块、三轴加速度模块、报警模块和定位模块分别与电源相连接，所述无线控制模块分别与射频模块、三轴加速度模块、报警模块和定位模块相连接，所述射频模块与天线相连接。

9.根据权利要求8所述的矿工刷卡的分析系统，其特征在于，还包括LED指示灯和解除报警按钮，所述LED指示灯分别与无线控制模块和电源相连接，所述解除报警按钮分别与无线控制模块和报警模块相连接，所述无线控制模块为ZigBee无线控制模块。

10.根据权利要求9所述的矿工刷卡的分析系统，其特征在于，所述无线控制模块包括无线微控制器U1，所述三轴加速度模块包括三轴加速度传感器U6，所述无线微控制器U1通过IIC总线与三轴加速度传感器U6相连接；所述无线微控制器U1的DIO8管脚和DIO9管脚分别与发光二极管D1和发光二极管D3相连接，所述发光二极管D1和发光二极管D3分别通过上拉电阻R1和上拉电阻R8连接至VCC端；所述无线微控制器U1的VCC管脚和GND管脚之间连接有电容C1。