【正文】 蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈。四年的大學(xué)生活將是是我一生中最值得珍藏和回憶的美好時(shí)光。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，達(dá)到了預(yù)期的目的，該系統(tǒng)極大地滿足了實(shí)時(shí)掌握煤礦入井人員的動態(tài)分布及安全管理的需要，可實(shí)現(xiàn)考勤管理功能及快速指導(dǎo)礦井突發(fā)性事故的救護(hù)工作。當(dāng)Tag被驗(yàn)證為合法時(shí)，讀寫器才正式讀／寫Tag數(shù)據(jù)，經(jīng)過信息處理之后，由CAN總線上傳到地面監(jiān)控中心。此后讀寫器向電子標(biāo)簽發(fā)出Read命令,可以讀Tag的EPC和TID的部分或全部內(nèi)容。電子標(biāo)簽收到Query命令后將一個(gè)16 位的隨機(jī)(或偽隨機(jī))數(shù)(數(shù)值范圍為0000H ～3FFFH, 即共有多達(dá)215個(gè)時(shí)隙可供使用)裝載到時(shí)隙計(jì)數(shù)器中,進(jìn)入Arbitrate狀態(tài),當(dāng)電子標(biāo)簽每接收到一個(gè)QueryRep命令,時(shí)隙計(jì)數(shù)器就會進(jìn)行減法操作(Query命令中規(guī)定了每次減的值Q,而且可以使用QueryAdjust命令修改先前的Query命令規(guī)定的Q值) 。因此,讀寫器軟件系統(tǒng)要加入防碰撞算法,保證讀寫器能夠與電子標(biāo)簽正確地交換信息。系統(tǒng)的軟件主要分為PIC18F4580 初始化、ADF7020 初始化、CAN數(shù)據(jù)收發(fā)、讀卡器與電子標(biāo)簽間的通信算法、RFID監(jiān)控節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)等部分?？紤]到成本等方面的問題，設(shè)計(jì)時(shí)RFID采用的工作頻為915MHz，經(jīng)過試驗(yàn)測試，證明在傳輸距離及數(shù)據(jù)可靠性等方面，可以達(dá)到本系統(tǒng)的功能要求。當(dāng)ADF7020接收到一個(gè)來自天線的有效信號后,通過INT/LOCK引腳向MCU發(fā)出中斷信號。CAN發(fā)器芯片CTM8251A具有DC 2 500 V隔離功能, 符合ISO 11898 標(biāo)準(zhǔn), 數(shù)據(jù)速率最高達(dá)1Mbp s,具有自動熱關(guān)斷保護(hù)功能,并且未上電或欠壓節(jié)不會影響CAN總線的正常工作。MCU采用美國微芯公司的PIC18F4580單片機(jī),此單片機(jī)集成了基于ECAN技術(shù)的CAN總線控制模塊、10位A /D模塊、增強(qiáng)的通用串口模塊、32KB的增強(qiáng)型Flash存儲器等,內(nèi)部資源豐富,簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。礦工進(jìn)入礦井時(shí)都要佩戴安全帽或腰帶(內(nèi)嵌電子標(biāo)簽) ,并且電子標(biāo)簽的ID已與監(jiān)控系統(tǒng)信息相關(guān)聯(lián)。 (6) 分站站所用電纜型號、規(guī)格及參數(shù)以下兩項(xiàng)電纜允許選用分布參數(shù)優(yōu)于下面各項(xiàng)指標(biāo)的其它型號電纜，即：電纜直流電阻高于現(xiàn)指標(biāo)。 (3) 通訊信號幅值： RS485通訊方式：數(shù)據(jù)傳輸接口發(fā)送給分站的通訊信號幅度為 100mV5V（峰峰值），由分站傳送給中心站的通訊信號幅度為100mV5V（峰峰值） (4) 輸入交流電源：660V、380V、220V、127V、36V可選。整個(gè)系統(tǒng)的管理、控制與計(jì)算機(jī)是分不開的。目前作為數(shù)據(jù)采集終端的自動識別技術(shù)有條形碼技術(shù)、智能卡技術(shù)、射頻識別技術(shù)。智能控制技術(shù)的發(fā)展，豐富了系統(tǒng)的控制方式。在集裝箱貨場中，集裝箱信息的采集、集裝箱的運(yùn)輸都要求自動完成，減少物流過程中的人為因素的干擾，保證出庫、入庫作業(yè)的安全、高效。系統(tǒng)的成本是進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮的一個(gè)極其重要的因素。要求作業(yè)指令一旦通過管理、控制單元發(fā)出，運(yùn)輸單元、裝卸單元必須不折不扣地完成。包括兩個(gè)方面:一是信息采集的有效性。系統(tǒng)的管理需求中的一個(gè)功能是對數(shù)據(jù)的管理。作為一個(gè)系統(tǒng)，首先能夠完成對從環(huán)境獲取的內(nèi)容進(jìn)行處理，這一處理的過程就是對數(shù)據(jù)的管理過程。因此，在系統(tǒng)中必須有檢測設(shè)備。丟失報(bào)警:在每一班末,對當(dāng)班人員進(jìn)行清點(diǎn),如發(fā)現(xiàn)有人員丟失則報(bào)警,以便值班人員核查。呼叫信息有一般呼叫、緊急呼叫、緊急撤離呼叫等多種類型,通過報(bào)警燈的不同顏色來區(qū)別。人員無線尋呼:射頻標(biāo)簽上可以加裝高亮度報(bào)警燈,當(dāng)標(biāo)簽接收到讀卡器發(fā)出的呼叫信號后,報(bào)警燈閃爍提示相關(guān)人員。顯示指定人員的移動路線。 系統(tǒng)工作原理定位系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)井下人員及設(shè)備安全監(jiān)測工作。同時(shí)該系統(tǒng)支持電子標(biāo)簽實(shí)時(shí)讀寫存儲，便于電子流全線跟蹤。(3)滿足地理環(huán)境的限制、應(yīng)用的實(shí)際要求。(2)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理一般應(yīng)用于現(xiàn)場人員將現(xiàn)場實(shí)時(shí)信息傳回管理控制系統(tǒng)，以利于操作數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，方便相關(guān)作業(yè)的開展。(8)中間件，包括讀寫器的輸出和與公司生產(chǎn)管理軟件的接口軟件。(4)電子標(biāo)簽讀寫設(shè)備的無線網(wǎng)絡(luò)通訊功能。電子標(biāo)簽自動識別系應(yīng)該有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境，不受雨、雪、霧、酷熱、嚴(yán)寒、機(jī)械、震動、沖擊和大范圍金屬干擾等環(huán)境的影響。 電子識別系統(tǒng) 電子標(biāo)簽自動識別系統(tǒng)是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)，每個(gè)電子標(biāo)簽自動識別系統(tǒng)的基本配置為：電子標(biāo)簽、電子標(biāo)簽信息錄入設(shè)備、電子標(biāo)簽基站式讀寫器、電子標(biāo)簽無線式讀寫器、電子標(biāo)簽無線橋接、電子標(biāo)簽哨兵等場所。(3)讀寫器天線讀寫器天線是RFID技術(shù)中最靈敏的部分。入口讀寫器可以安裝在接收裝卸門、包裝線和運(yùn)輸裝卸門上。(2)讀寫器讀寫器根據(jù)應(yīng)用的環(huán)境不同，可以分為手持設(shè)備、活動搭載式(叉車或者手推車)及固定式。當(dāng)沒有接受到發(fā)向它們的讀寫器信號時(shí)，被動式電子標(biāo)簽就是“被動的”，其本身不能發(fā)射任何無線電信號，它們不會對周圍的環(huán)境增加任何余的電磁噪聲。供應(yīng)中應(yīng)用的標(biāo)簽有幾種類型，一個(gè)區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)是電子標(biāo)簽是主動的還是被動的。依據(jù)封裝形式的不同可分為信用卡標(biāo)簽、線形標(biāo)簽、紙狀標(biāo)簽、玻璃管標(biāo)簽、圓形標(biāo)簽及特殊用途的異形標(biāo)簽等。電子標(biāo)簽是射頻識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，電子標(biāo)簽由標(biāo)簽天線和標(biāo)簽專用芯片組成?？刂婆c射頻卡的通信過程。在忽略天線粗細(xì)的橫向影響下，簡單的偶極子天線設(shè)計(jì)可以取振子的長度為的整數(shù)倍。有RFID的線圈天線形成的諧振回路，設(shè)RFID天線的線圈電感為L，寄生電容為Cp，并聯(lián)電容為C2，那么諧振頻率則為: (21) 式中C為Cp和C2的并聯(lián)等效電容。 RFID系統(tǒng)組成 RFID技術(shù)有三個(gè)部分組成:無線射頻標(biāo)簽(RFID標(biāo)簽)、讀寫器及讀寫器天線。不過，由于CAN的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，又是范圍較小的局域網(wǎng)，其模型結(jié)構(gòu)只取OSI底層的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層3層，不需要其他中間層，應(yīng)用層數(shù)據(jù)直接取自數(shù)據(jù)鏈路層或直接向數(shù)據(jù)鏈路層寫數(shù)據(jù)。CAN bus總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,性價(jià)比極高。出錯(cuò)的CAN節(jié)點(diǎn)會自動關(guān)閉并切斷和總線的聯(lián)系,不影響總線的通訊。其主要特點(diǎn)有:國際標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)級現(xiàn)場總線,傳輸可靠,實(shí)時(shí)性高。比較可知，RS485網(wǎng)絡(luò)除了硬件成本、開發(fā)難度比CANbus網(wǎng)絡(luò)稍具優(yōu)勢外其他性能方面都沒有可比性。CAN在微控制器之間需要互相通信或微控制器和遠(yuǎn)程的外圍器件要互相通信的情況下是一個(gè)理想的解決方法，在各種控制系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。 在實(shí)際應(yīng)用中，可進(jìn)一步通過Ethernet或WLAN等實(shí)現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理及遠(yuǎn)程傳送等管理功能。其工作原理是Reader 發(fā)射特定頻率的無線電波能量給Transponder, 用以驅(qū)動 Transponder電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí) Reader 便依序接收解讀數(shù)據(jù), 送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。無源電子標(biāo)簽，即沒有自己電源供給的電子標(biāo)簽，由讀寫器發(fā)出的高頻場提供能量J。讀寫器可以簡化為兩個(gè)基本的功能模塊：高頻接口模塊(發(fā)送器和接收器)和控制單元兩部分。并且是早期RFID技術(shù)的萌芽，而優(yōu)先地應(yīng)用在軍事、實(shí)驗(yàn)室等。近年來， 自動識別技術(shù)得到了快速普及和推廣，自動識別多種多樣；條形碼是一種應(yīng)用廣泛、廉價(jià)的自動識別術(shù)，但條形碼信息量小，不能改寫；有觸點(diǎn)排的IC卡是電子數(shù)據(jù)載體最普遍的結(jié)構(gòu)，但在許多情況下，機(jī)械觸點(diǎn)的接通是不可靠的；RFID卻可以讓物品實(shí)現(xiàn)真正的自動化管理，其優(yōu)勢非常明顯：存儲信息量大，每一個(gè)產(chǎn)品擁有獨(dú)一無二的ID號；讀寫不需要光源，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)；使用壽命長，能在惡劣環(huán)境下工作；能夠輕易嵌入或附著在不同形狀、類型的產(chǎn)品上；讀取距離更遠(yuǎn)，可以寫入及存取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽的內(nèi)容動態(tài)改變；能夠同時(shí)處理多個(gè)標(biāo)簽；標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存取有密碼保護(hù)，安全性更高；可以對RFID標(biāo)簽所附著的物體進(jìn)行追蹤定位。 研究的內(nèi)容本文結(jié)合了RFID和CAN總線技術(shù)，完成對井下人員跟蹤系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)開發(fā)，主要完成以下幾個(gè)方面的工作：(1)深入分析了射頻識別(RFID)技術(shù)與現(xiàn)場總線(CAN)技術(shù)。因此煤礦井下普遍存在入井人員管理困難，管理人員難以及時(shí)掌握井下人員的動態(tài)分布及作業(yè)情況，一旦事故發(fā)生，對井下人員的搶救缺乏可靠信息，搶險(xiǎn)救災(zāi)、安全救護(hù)的效率低。 After the coal mine accident occurs, the emergency disaster relief rescues saf