东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文） 第 V 页 5.2.1 数据库访问技术 .......................................................................................... 40 5.2.2 数据库需求分析和逻辑设计 ...................................................................... 41 结 论 ........................................................................................................................ 42 致 谢 ........................................................................................................................ 43 参考文献 ........................................................................................................................ 44 附 录 ........................................................................................................................ 45 附录A ......................................................................................................................... 45 附录B.......................................................................................................................... 51
1 绪论
1.1 课题背景及意义 1.1.1 课题的提出
煤炭是国民经济和社会发展的基础，而我国是世界上最大的煤炭生产国，年产量达12亿吨，占世界煤炭总产量的27%，出口量达8000万吨。同时我国也是煤炭消耗大国，煤炭在我国一次能源生产和消费结构中始终占70%左右，预计到2010年煤炭占60%左右，2050年将占50%左右。因此，煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。当前我国经济的快速增长，对煤炭工业发展提出了更高的要求。
煤矿井下开采作业相对来说是一种高危险性的生产活动。据调查近几年煤矿事故占工矿企业一次死亡10人以上特大事故的72.8%至89.6%。我国煤炭安全生产现状与一些发达和发展中国家相比差距还比较大，煤矿百万吨死亡率是俄罗斯的10倍，印度的12倍。初步测算，我国安全生产事故经济损失高达2500多亿元，约占GDP的2%。可见我国煤矿行业安全生产的形势仍十分严峻，特别是煤矿重大及特大瓦斯灾害事故的发生，不但造成国家财产和人民生命的巨大损失，增加了社会的不稳定因素，更严重影响了我国的国际声誉。
这些事故发生的原因是多方面的，它是煤矿生产过程中存在问题的集中暴露。既有自然因素、科技投入和研究的不足，也有人为因素以及企业体制管理不善等因素。矿难事故发生后，对遇险的井下工作人员生命的抢救成为首要任务，决策指挥人员必须全面分析灾情及其灾变趋势，迅速组织侦察工作，准确探明事故性质、原因、影响范围、遇险人员数量和所在位置，以最快的速度最短的路线进入灾区，营救灾区遇险人员。然而，目前国内煤矿正在使用的该类监控系统，并不能实时提供井下工作人员的具体位置与分布情况等重要数据，加之井下地形复杂，国内大部分矿井救护技术装备落后，人员素质较低，这些都给侦察工作带来了极大的困难。特别是在搜寻井下遇险人员的过程中，救护队员只能依靠反映矿井现实情况的有关图纸以及事故现场侦察得来的各种信息展开抢救工作。在缺乏准确数据的情况下，无法迅速制定出合理、有效的营救方案与措施，结果错失最佳的营救时机，甚至是盲目营救。
面对我国煤矿安全生产的严峻形势，用高新技术和先进实用技术改造传统产业，增加科技含量，促进产品更新换代，提高产品质量和经济效益，是走新型煤炭工业化道路的必然选择。基于上述原因，本文提出了一种基于RFID射频技术设有通信分站的地下矿井人员定位系统的设计，该系统具有考勤管理功能、安全保障功能、生产调度功能以及信息联网功能，满足现代化矿井的安全监控要求。 1.1.2 选题的意义
煤矿的现代化管理和煤矿的安全生产是煤炭行业举足轻重的大事，然而到前为止，我国多数矿井还是依靠传统矿灯管理、领取工作牌等考勤方式来了解井下人员的数量和状况。随着无线通信、自动识别和计算机网络技术在煤矿安全生产监测应用领域中的不断发展，使如何确定灾害事故中遇险人员的具体情况和分布位置得到进一步地解决。特别是射频识别技术在国内的引进和发展，使得对井下人员进行实时跟踪变得可行。利用射频识别技术对井下人员进行跟踪定位不仅能方便决策人员快速准确了解井下遇险人员的具体分布位置、赢得抢险时间，还可以用于煤矿的日常考勤、生产调度等方面。不仅加强了煤炭行业的生产与安全管理，使生产调度及时、准确，更使得煤矿的安全生产保障能力大大提高。
本文设计的方案利用射频识别技术，开发相应的井下人员通信分站，并以CAN总线网络作为主要传输途径，建立一个由井下到井上控制中心的通信网络，通过井下通信分站的无线监测与有线传输，把数据上传到地面控制调度中心，在地面也能及时的了解到井下各个区域的人员状况。若井下发生突发事故，可立即通过主机实时查出井下各位置的人员状况，这样就能够做出及时的抢救决策，使事故损失降到最低。而平时此系统可用来指挥生产做出优化决策，使生产指挥高效。因此，基于射频识别技术的矿井人员定位识别系统的研究具有非常重要的现实意义。 1.2 国内煤矿外定位系统研究现状 1.2.1 国外研究发展状况
国外煤矿监测技术是20世纪60年代开始发展起来的，至今已有四代产品，基本
上5-10年更新一代产品。从技术特性来看，主要是从信息传输方式的进步来划分监测系统发展阶段的。美国以其拥有的雄厚高新技术优势，率先把计算机技术、大规模集成
电路技术、数据通信技术等现代高新科技用于煤矿监测系统，使煤矿监测技术跻身于高科技之列。这就形成了以分布式微处理机为基础的第四代煤矿监测系统，其中有代表性的是美国MS公司的DAN6400系统。
RFID技术在矿井定位方面的发展十分的迅速。英国的Davis Derby公司采用最新的无线射频技术开发了专门应用于煤矿井下多标签读取系统;戴维斯德比公司在地面和井RFID系统的开发、生产、销售服务等方面，已拥有十几年的丰富经验川。2005年9月RFID技术成功应用到了南非的采矿业中，取得了很好的效果。自从测试安装了第一个系统以来，数据读取成功率是100%，系统能够在连续的基础上跟踪设备和矿工的移动情况。它不但改良了矿井作业人员的安全机制，设备维护管理的成本效益更优化，而且控制了设备丢失并且更精确地管理设备的使用情况。 1.2.2 国内研究现状
我国在监测监控技术起步较晚，自1974年以来，仅有几种单一的瓦斯检测仪器投入使用，为了加快实现煤炭工业现代化管理的步伐，我国先后从波，法，德，英，美等国批量引进了安全监控系统并装备了部分煤矿。1998年，人同矿务局在人同煤峪口矿安装了中国第一套PED系统。
80年代后期，在引进外国设备的同时，消化、吸收了制造技术，并结合我国煤矿的实际情况，先后研制出自己的监控系统，如KJI，KJZ，KJ4，A-1，KJ10，KJ11，KJ22，KT，KJ95及焦作工学院研制的KJ93矿井安全生产监控系统等，并在我国煤矿大批使用，有的系统已达到国际先进水平。这些系统主要也是侧重于安全参数的检测，而没有对井下人员进行实时监控。
近几年我国在RFID研究方面也有了较大的发展。深圳格润特电子有限公司于2003年8月开始研究“矿井人员跟踪定位及考勤管理系统”，于2004年12月通过国家级技术鉴定，在无线双频技术领域达到国内领先水平。2006年4月，北京维深电子技术有限公司和国家煤炭安全主管部门采用RFID技术，联合开发的井下人员定位系统顺利通过我国煤炭行业安全(MA)认证。2006年4月，上海派秀电子科技有限公司与国家安全生产监督管理总局通信信息中心，结合长春东煤高技术开发公司的KJ-19传输平台而研制的“井下人员安全定位系统”在山西吕梁柳林矿应用。
2006年6月中国发布了全国乃至全球RFID行业期待的《中国RFID技术政策白皮
