基于Zigbee技术的井下人员设备管理系统

近年来，矿井事故时有发生，如何加强安全生产的防范措施，如何正确处理安全与生产、安全与效益的关系，如何准确、实时、快速履行煤矿安全监测职能，保证抢险救灾、安全救护的高效运作，摆到了国家各级主管部门和领导的面前。同时如何改变目前矿井企业对井下人员落后的管理模式，如何实现管理的现代化、信息化也成为所有矿井企业关心的问题。上海澳霖信息科技有限公司认为，建立以灾害预防、事故救助、电子信息化管理为主要目标的信息化和智能化建设势在必行。

　　上述方案在井下人员管理方面实现的基本功能包括：

　　一、通过基于ZigBee技术实时显示、查询井下情况：
　　1、任一时间井下或某个地点究竟有多少人，这些人都是谁。
　　2、每个人在井下任一时间的活动轨迹。
　　3、查询一个或多个人员现在的实际位置，方便调度中心可快速正确的联系该人员。
　　4、查询有关人员在任一地点的到达/离开时间和总工作时间等等一系列信息，可以督促和落实重要巡查人员是否按时、到点的进行各项数据的测试和处理，从根本上尽量杜绝因人为因素而造成的相关事故。
　　5、可实现多点共享供多个领导同时在不同地点查看；

　　二、井下人员每时每刻在坑道的实时动态分布，根据井下的实际地理情况制作相应的动态图，使井下情况生动形象一目了然；

　　三、自动统计出各类人员下井的各种报表如下：
　　1、生产人员的下井时间报表、出勤月报表、加班报表、请假或缺勤报表等管理所需依据并可生成工资报表等。
　　2、制定和统计管理人员的巡查情况报表等等。
　　3、其他人员如参观、考察人员是否按要求到指定区域等。

　　四、一旦发生各类事故，立即能查出有多少人遇险，遇险人员在哪里？他们是谁？

　　五、抢险时采取移动式识别装置，更准确快速识别遇险人员具体地点和位置，提高抢险效率和救护效果。

　　在设备管理方面实现的功能包括：
　　一、车和其他重要设备的具体实时位置
　　二、计每一辆矿车每天的运输的次数和出入频率，便于管理。

　　系统介绍

　　1.系统特点

　　◆高度自动化
　　◆先进的网络通讯系统
　　◆基于ZigBee技术的实时信息显示、查询系统
　　◆完善的数据分析系统
　　◆安全、可靠，在恶劣环境下24小时正常工作
　　◆极高的防冲突性，采用多种防冲突方案，可同时识别200个以上标识。
　　◆安装方便，一体化设计。
　　◆智能化，身份识别卡与收发器之间可实现双向高速数据交换，使应用灵活，数据安全得到保证。
　　◆高可靠，适应矿井工作环境（-20℃-65℃），防水，防冲击。
　　◆超低功耗，更健康、更安全。
　　◆全球开放的ISM微波频段，无须申请和付费。
　　◆高抗干扰性，对现场各种干扰源无特殊要求。

　　2.系统工作原理

　　首先在井下的各个坑道和所有人员可能经过的通道中安放若干个信号收发器，具体数量和位置根据现场实际工况和要实现的功能要求而定，它们ZigBee的自主网技术与地面控制中心的计算机联网。

　　同时每个下井人员佩带一个身份识别卡，当下井人员进入井下以后，只要通过或接近放置在坑道内的任何一个信号收发器，信号收发器即会马上感应到信号同时立即上传到控制中心的计算机上，计算机马上就可判断出具体信息（如：是谁，在哪个位置，具体时间），同时把它显示在控制中心的大屏幕或电脑显示屏上并做好备份，管理者也可以根据大屏幕上或电脑上的分布示意图点击井下某一位置，计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。同时控制中心的计算机会根据一段时间的人员出入信息整理出这一时期的每个下井人员的各种出勤报表（如：出勤率、总出勤时间、迟到/早退记录、未出勤时间等）。

　　另外一旦井下发生事故，可根据电脑中的人员分布信息马上查出事故地点的人员情况，然后可再用特殊的探测器在事故处进一步确定人员位置，以便帮助营救人员以准确快速的方式营救出被困人员。矿车和其他设备的管理原理大致相同。

　　4.系统设计原则

　　（1）实现井下坑道作业面工作人员进出的有效识别，使系统管理充分体现"人性化、信息化和高度自动化" 为高级管理人员提供考勤作业、人员进出限制等多方面的信息查询。一旦发生安全事故，通过该系统立刻可以知道坑道作业面工作人员的数量，保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。
　　（2）安全事故发生后，通过本系统的移动识别装置，可在事故现场10米范围内探测到是否有人存在，便于救护工作的及时展开。
　　（3）系统设计的安全性、可扩容性、易维护性和易操作性。

　　5. 系统设计特点

　　（1）高度自动化。系统能自动检测井下坑道工人经过该监测点的时间、地点信息，并自动实现考勤作业的统计与管理。
　　（2）先进的通信系统。安装在井下各通道的识别系统，实时向网络服务器传送相关人员通过的数据，整个过程无需人为干预。
　　（3）完备的数据统计与信息查询软件。系统软件具备专用数据库管理系统，包括工人通过坑道的信息采集和统计分析系统，考勤作业的统计与管理分析系统，显示并打印各种统计报表资料，为高层管理人员的查询与管理提供全方位服务。
　　（4）系统的安全、稳定、可靠性设计。系统产品采用坑道壁挂式设计，无需在坑道进行现场施工，并保证系统在恶劣环境下24小时连续正常运转；
　　（5）完善的异常情况（包括身份识别卡、失效身份识别卡进入）报警呼叫系统配置。

　　6.系统设计方案

　　本系统遵循"统一发放身份识别卡、统一装备、统一管理"的原则，按准许上岗人员和班组实行"一人一身份识别卡"制，该身份识别卡可视为"上岗凭证"或"坑道准入证"。具体方案如下：
　　（1）矿井生产单位在所有坑道中均安装一定数量的信号收发器，具体位置根据现场情况而定，以满足辐射区域为准。
　　（2）矿井生产单位向有关人员颁发身份识别卡。
　　（3）身份识别卡所对应员工的基本信息，包括姓名、年龄、性别、所属班组、所属工种、职务、本人照片等登录在系统数据库中。
　　（4）安全生产部门对该身份识别卡进行授权后即生效。授权范围包括：该员工可以有资格进入作业面的坑道，身份识别卡的时效、失效、挂失等，以防止无关人员和非法人员进入坑道；
　　（5）进入坑道的人员必须佩戴身份识别卡。当此人经过坑道的识别监测点时，立即被系统识别，并通过系统网络的信息交换，将此人通过的路段、时间等信息传输至井上安全监控中心记录，并可同时在地理信息大屏幕墙上出现提示信息，显示通过人员的姓名。如果感应的身份识别卡号无效或进入限制通道，系统将自动报警，安全监控中心值班人员接到报警信号，立即执行相关安全工作管理程序。
　　（6）坑道一旦发生安全事故，安全监控中心在第一时间可以知道被困人员的基本情况，救险队使用移动式远距离识别装置，在一定的范围内方便探测遇险人员的位置，便于救护工作的安全和高效运作。