[发明专利]一种基于RFID的矿井安全监测装置、系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及射频通讯技术领域，具体涉及一种基于RFID的矿井安全监测装置、系统及方法。

背景技术

RFID是利用射频信号自动识别目标对象并获得应用的系统。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，不需光学可视即可完成信息输入和处理，可工作于各种恶劣环境，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID基本工作原理是：阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，发射天线工作区域内一旦有射频卡进入，就会产生感应电流，将射频卡激活；射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，接收的信号经阅读器解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。

斜井是指在钻井工程中，具有倾斜角度的井。井口与设计目标点不在一条铅垂线上而是按照人为的需要，在一个给定的方向上与井口垂线偏离一定距离的井。我国矿山众多，斜井因其易开拓、工程量小、投资较少等特点，得到了广泛地采用。然而，由于在斜井中物资运输基于斜坡，容易出现诸如矿车挂钩脱落、钢丝绳断裂、绞车故障等问题，而导致出现跑车事故，轻则巷道损坏，重则出现人员伤亡。对于规模小、投入少、电气化和自动化程度低的小型矿井，其斜井安全防范问题尤为严重，发生跑车的事故概率非常高，对井下作业人员的安全造成威胁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于RFID的矿井安全监测装置、系统及方法，用于矿井的安全监测，通过RFID技术，能够及时对矿车跑车现象做出应对，防止安全事故的发生，保障井下作业人员的安全，同时可以监测矿井的产量，有助于作业人员了解井下作业情况，保证正常的安全生产。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种基于RFID的矿井安全监测装置，所述监测装置包括微处理器，所述监测装置还包括射频读写模块、安全门控制模块、称重模块、ZigBee模块、温度传感模块、湿度传感模块、跑车分析模块及报警模块；所述射频读写模块与所述微处理器连接，射频读写模块用于读取矿车或工作人员的RFID标签；所述安全门控制模块与所述微处理器连接，安全门控制模块用于对矿井的安全门进行开启或关闭控制；所述称重模块与所述微处理器连接，称重模块用于获取矿车的载重量；所述ZigBee模块与所述微处理器连接，ZigBee模块用于若干监测装置之间的数据通信；所述温度传感模块与所述微处理器连接，温度传感模块用于获取矿井中的温度参数；所述湿度传感模块与所述微处理器连接，湿度传感模块用于获取矿井中的湿度参数；所述跑车分析模块与所述微处理器连接，跑车分析模块用于根据射频读写模块传输的标签编码判断是否发生跑车；所述报警模块与所述微处理器连接，报警模块用于跑车分析模块判定为跑车时进行跑车预警。

如上所述的一种基于RFID的矿井安全监测装置，所述监测装置还包括生产统计模块和按键模块，所述生产统计模块与所述微处理器建立连接关系，生产统计模块与所述称重模块建立连接关系，生产统计模块用于对矿车的矿物输出量进行统计分析；所述按键模块与所述微处理器建立连接关系，按键模块用于操作人员输入监测装置操控指令。称重模块连接有称重传感器，称重传感器将质量信号转变为可测量的电信号输出，实现对物体的质量测量，实施获取矿车的载重量。

如上所述的一种基于RFID的矿井安全监测装置，所述监测装置还包括接口模块和显示模块，所述接口模块与所述微处理器建立连接关系，接口模块用于监测装置向外部提供数据接口，接口模块采用JTAG接口、RS232或RS485串口；所述显示模块与所述微处理器建立连接关系，显示模块用于控制显示监测装置的监测信息或软件操控界面。JTAG是一种国际标准测试协议，标准的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。JTAG接口可对DSP芯片内部的所有部件进行编程。RS232是美国电子工业协会EIA制定的一种串行物理接口标准。RS232总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道。RS485采用平衡发送和差分接收，具有抑制共模干扰的能力，能检测低至200mV的电压，传输能力强。