煤炭產(chǎn)業(yè)對我國經(jīng)濟的發(fā)展起著非常重要的作用,煤礦的安全管理又是煤炭產(chǎn)業(yè)中關鍵的組成部分。但是目前井下的安全設備嚴重缺乏,安全管理手段極其落后,導致煤礦井上人員對井下人員不能進行有效的管理,無法掌握井下人員的工作情況及分布區(qū)域。由于對井下人員的分布情況未知,一旦事故發(fā)生,井下的救援工作無法有效及時的開展與進行。因此,研究并設計出適合煤礦產(chǎn)業(yè)安全管理系統(tǒng)是非常必要的。目前以RFID技術為基礎的井下人員定位管理系統(tǒng),可以為煤礦的安全生產(chǎn)、管理狀況的改善提供重要的幫助。 本文針對我國煤礦實際情況,結合現(xiàn)在煤礦信息化技術,研究并設計了煤礦井下人員定位與安全管理系統(tǒng)。系統(tǒng)以無線通信技術RFID為基礎,通過射頻收發(fā)模塊進行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。設計采用STM32為核心處理器對數(shù)據(jù)進行處理,利用總線組建網(wǎng)絡進行信息傳輸。由于煤礦巷道很多,而CAN總線一般只能支持連接110個節(jié)點。通過中繼器又可以增加網(wǎng)絡支持節(jié)點,這樣網(wǎng)絡的傳輸距離較遠。而且CAN總線的成本低而且抗干擾能力很強,所以采用CAN總線實現(xiàn)雙向通信。由于CAN總線與RS232的電平不匹配,所以數(shù)據(jù)由CAN總線傳輸給上位機的過程中需要經(jīng)數(shù)據(jù)接... 

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 緒論
    1.1 選題的意義
    1.2 當前研究水平及存在的問題
    1.3 課題的主要思想
    1.4 課題的研究內容
    1.5 本章小結
2 系統(tǒng)有關的技術
    2.1 RFID技術
        2.1.1 RFID技術的發(fā)展
        2.1.2 RFID系統(tǒng)組成及分類
        2.1.3 RFID系統(tǒng)設計原理
        2.1.4 井下定位系統(tǒng)的幾種影響因素
        2.1.5 幾種井下人員定位方案
    2.2 CAN總線技術
        2.2.1 CAN總線的概念
        2.2.2 CAN總線技術特點
        2.2.3 CAN的通信協(xié)議
        2.2.4 CAN總線的通信模型
        2.2.5 CAN與RS485的比較
    2.3 防沖突算法
        2.3.1 無線通信中的防沖突方法
        2.3.2 選擇、訪問、遍詢
    2.4 本章小結
3 系統(tǒng)硬件結構
    3.1 射頻讀卡器的硬件設計
        3.1.1 控制模塊
        3.1.2 射頻模塊
        3.1.3 電源模塊
        3.1.4 CAN通信接口
        3.1.5 通信接口
    3.2 射頻標簽的硬件設計
        3.2.1 電子標簽的分類
        3.2.2 串口通信
    3.3 報警模塊的電路設計
    3.4 CAN網(wǎng)絡的構建
        3.4.1 網(wǎng)絡傳輸介質的選取
        3.4.2 CAN網(wǎng)絡的構建
        3.4.3 CAN網(wǎng)絡的組網(wǎng)連接方式
    3.5 CAN-RS232數(shù)據(jù)接口電路設計
    3.6 本章小結
4 系統(tǒng)軟件設計
    4.1 系統(tǒng)主程序
    4.2 射頻系統(tǒng)程序設計
        4.2.1 讀卡器、標簽程序流程圖
        4.2.2 CC1100發(fā)送、接收程序流程圖(圖28)
    4.3 CAN通信模塊程序
        4.3.1 初始化程序
        4.3.2 發(fā)送程序
        4.3.3 接收程序
        4.3.4 中斷程序
    4.4 CAN-RS232接口電路軟件設計
    4.5 本章小結
5 地面監(jiān)控系統(tǒng)設計
    5.1 Visual Basic介紹
    5.2 數(shù)據(jù)庫設計
        5.2.1 數(shù)據(jù)庫表的建立
        5.2.2 表的關聯(lián)
    5.3 數(shù)據(jù)庫訪問技術
    5.4 功能模塊設計
        5.4.1 用戶管理功能
        5.4.2 信息管理功能
        5.4.3 考勤管理功能
        5.4.4 人員定位功能
        5.4.5 告警功能
    5.5 登錄系統(tǒng)界面設計
    5.6 監(jiān)控界面顯示
    5.7 本章小結
6 系統(tǒng)軟硬件調試
    6.1 硬件實現(xiàn)
        6.1.1 STM32開發(fā)板
        6.1.2 無線射頻模塊
        6.1.3 STC開發(fā)板
    6.2 軟件調試
        6.2.1 RealViewMDK
        6.2.2 J-LINK
    6.3 實驗過程
    6.4 本章小結
結論
參考文獻
附錄A 有關模塊的實物圖
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于ARM7 RFID讀卡器的設計及應用[J]. 徐廣偉,陳金鷹,高嵩.  煤炭技術. 2010(01)
[2]RFID在旅游景區(qū)自動售檢票系統(tǒng)中的應用[J]. 徐廣偉,陳金鷹,王小偉,李俊葶.  通信技術. 2009(07)
[3]RFID技術的應用[J]. 葉里莎.  通信技術. 2007(12)
[4]RFID技術在礦山井下人車智能安全管理系統(tǒng)中的應用研究[J]. 張水平,袁非亮.  南方金屬. 2006(01)
[5]新一代全礦井無線信息系統(tǒng)理論與關鍵技術[J]. 楊維,馮錫生,程時昕,孫繼平.  煤炭學報. 2004(04)
[6]特殊環(huán)境下無線通信系統(tǒng)的頻率選擇[J]. 曹育紅,田子鍵.  電子工程師. 2004(05)
[7]基于RFID的井下人員跟蹤定位系統(tǒng)研究[J]. 王璐,秦汝祥.  安全. 2004(01)
[8]礦井無線傳輸?shù)奶攸c[J]. 孫繼平.  煤礦設計. 1999(04)
[9]隧道中UHF窄帶無線電波傳播信道的特性[J]. 張躍平,鄭國莘,張文梅,盛劍桓.  通信學報. 1998(12)
[10]礦井移動通信的特點及現(xiàn)有系統(tǒng)分析[J]. 孫繼平.  煤礦自動化. 1997(04)

碩士論文
[1]基于RFID的井下人員定位系統(tǒng)的軟件設計與實現(xiàn)[D]. 石楠.西安科技大學 2010
[2]RFID在煤礦系統(tǒng)中的應用[D]. 徐廣偉.成都理工大學 2010
[3]基于RFID技術的礦井人員定位監(jiān)控系統(tǒng)研究[D]. 段銀聯(lián).安徽理工大學 2009
[4]利用RFID技術解決井下人員定位管理系統(tǒng)[D]. 陳卉.上海交通大學 2008
[5]用RFID技術實現(xiàn)煤礦井下人員跟蹤定位系統(tǒng)的硬件設計與研究[D]. 康淑霞.山東科技大學 2007



本文編號：3734178