1、附录 A 关于煤矿安全监控系统技术的研究 Zhi Chang, Zhangeng Sun & Junbao Gu School of Mechanical and Electronic Engineering, Tianjin Polytechnic University Tianjin 300160, China 前言：无线射频的新的发展和运用使得 RFID（射频识别） 技术的应用越来越广泛。同时结合矿山与 RFID 技术的特点，我们建立了一个地下的安全完整的、实时灵活的监测系统。这套系统能在发生危险时自动报警并且提高搜索和救援的效率。该系统可以管理危害气体的浓度、规划工人的安排、进出巷道通
2、过工作的访问控制、巷道人员的分布和工人的资料，实现地下管理的信息化和可视化，提高矿业生产管理水平和矿井安全生产水平。 关键词：射频识别，安全监控系统，电子标签，读写器 煤矿事故往往发生在中国近几年，除了矿业主的安全和法律意识薄弱，滞后的安全机构和采矿的人员和设备的不完善管理人员是重要原因。通 过分析近期内一些十分严重的事故，一般存在以下常见问题：（ 1）地面人员和地下人员之间的信息沟通不及时；（ 2）地面人员不能动态地掌握井下人员的分布和操作情况，并且不能掌握地下人员的确切位置；（ 3） 一旦煤矿事故发生，救援效率低，效果较差。因此，准确、迅速实施煤矿安全监控职能非常重要和紧迫，有效管理矿工，
3、并确保 救援 高效率的运作 。 文章中提出的煤炭采矿人员和车辆安全监测系统可以跟踪、监视和定位在矿井实时的有害气体，人员和车辆以及提供有关网络的矿井巷道，个人的定位，车辆的位置，危险区域的动态信息 和地面人员相应线索。 如果发生意外，该系统还可以查询有关人员的分配，人员数量，人员撤离路线，以提供从事故救援监视计算机科学依据。同时，管理人员可以利用系统的日常考勤功能实施矿工考勤管理。 一、 RFID 技术简介 射频识别是一种非接触式自动识别技术进行排序，可以自动识别的无线电频率信号的目标，迅速跟踪货物和交换数据。身份查验工作无须人工操作，并能在各种严峻的环境下工作。 RFID 技术可识别高速对象
4、和多个标签同时识别，操作简单快捷。 RFID 技术是产生于第二次世界大战，它是在继承传统的编码技术，其主要的核心部分是电 子标签，识别系统可以读取电子标签存储通过无线电波的资料 排放的读者从几厘米到数米的作家，并确定货物的身份，人民和电子标签代表的对象。 1.1 RFID 的系统组成 射频识别系统 （见图 1）通常由电子标签，读写器和计算机通讯网络组成。 1.1.1电子标签 电子标签存储相关信息确定的对象，它通常是在确定的目标付诸表决，并通过它储存的信息可以读取和射频读写器写入通过非接触模式。 1.1.2读写器 读写器是一个可以用来读取和写入射频技术的电子标签信息的设备。标签上的信息的读写器读
5、取都可以处理，由计 算机网络系统传输。 1.1.3计算机通信网络 在 RFID 系统，计算机通信网络一般是用来管理数据和完整的通信传输功能。该读写器可以通过连接标准接口的计算机通信网络，实现通讯和数据传输。 1.2 RFID 的工作原理系统 RFID 技术是 一种非接触式信息传递的通过空间耦合交变磁场或电磁场（射频信号实现方式排序），并通过传输的信息确定的目标。它的工作原理可描述如下：在一个区域读写器发出的能量，形成电磁场，以及区域的大小取决于工作频率和天线尺寸，当电子 标签通过此区域，系统检查了读写器和存储电磁波由读写器 发出的信号能量是由标记电能需要，和标记的内部信息传递给读者，作家的 对
6、无线电波的形式，读者，作家接受了电子标签的数据，编码并实施故障检查判断数据的有效性，并传送数据，为数据处理计算机通信网络。 标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（ Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ Active Tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。 一套完整的 RFID 系统 , 是由阅读器 (Reader)与电子标签 (TAG)也就是所谓的应答器 (Transponder)及应用软件系统三个部份所组成 , 其工作原理是 Reader 发射一特
7、定频率的无线电波能量给 Transponder, 用以驱动 Transponder 电路将内部的数据送出，此时 Reader 便依序接收解读数据 , 送给应用程序做相应的处理。 以 RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成 , 感应偶合 (Inductive Coupling) 及后向散射偶合 (Backscatter Coupling)两种 , 一般低频的 RFID 大都采用第一种式 , 而较高频大多采用第二种方式。 阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读 /写装置，是 RFID 系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组
8、成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。 在实际应用中，可进一步通过 Ethernet 或 WLAN 等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是 RFID 系 统的信息载体，目前应答器大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯片组成无源单元。 1.3 RFID 的技术特点 1.3.1数据读取和写入 RFID 读取器可以读取数据到数据库中没有接触，一旦和处理多个标签，并写入了下一阶段物流处理标签的物流处理的状态。 1.3.2小型化和多样化的形式 RFID 将不会受到大小或形式时，它读取数据有限，因此无须使用固定大小的文件或打印质量以适应精度。此外，电子标签的 RFID 可以应用在不同产品体积小，所以我们可以更灵活地控制生产线产品的生产，特别是应用程序。 1.3.3反污染 RFID 技术具有强大的抗水，污染性质，石油或毒品。而在黑暗或污 染环境，RFID 还可以读取数据。 1.3.4重复使用 由于 RFID 是电子数据，可重复写入，所以标签可以重复使用。
