1、应用背景
煤炭工业是我国安全事故频发的重点产业。仅2009年就有10多人遇难:
2009年2月22日，山西山煤电集团屯兰煤矿南四盘区发生瓦斯爆炸事故，78人死亡；
2009年4月4日，黑龙江省鸡西市鸡冠区天源公司金利煤矿井下发生透水事故，12人死亡；
2009年5月30日，重庆市岐江县同华煤矿发生特大瓦斯爆炸事故，30人死亡；
2009年6月17日，贵州黔西南州青龙县中营镇新桥煤矿发生透水事故，16人死亡；
2009年9月8日，河南省灵宝市金源矿业公司王家峪矿下发生火灾事故，13人死亡；
2009年9月9日，河南平顶山新华四矿瓦斯爆炸，54人死亡；
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我国煤矿地质埋葬条件复杂，高瓦斯矿多，开采自动化程度低。95%以上依靠井工开采，矿难频繁发生。如何在提高产能的同时加强安全生产，在发生事故时快速高效地进行搜救，从而降低死亡率，是各矿区管理者需要考虑的问题。
目前，我国大中型煤矿已配备了大量的煤矿安全生产监测系统，这些系统的应用改善了我国煤矿安全生产的状况。但仍存在入井人员管理困难，井上人员不能及时了解井下人员的动态分布，煤矿设备发热不能及时检测。一旦发生事故，地下人员的位置无法准确定位，难以及时可靠地进行抢救。安全救援效率低，效果不理想。
2、系统原理
基于最新的井下人员定位和设备无线测温系统ZIGBEE地下人员定位和设备无线测温系统是由技术、实时数据采集和传输方法以及先进的软件设计理念开发的。通过建立完整、灵活、实时的监量系统通过建立完整、灵活、实时的监测管理体系，动态跟踪控制地下操作人员的位置和分布、进出巷道的权限管理、生产计划的安排、生产材料的安全流动和设备的加热状况，实现地下管理的信息化和可视化，提高煤矿生产管理和运行安全水平。
2.1、功能实现
1)井下生产人员和设备的跟踪功能
地下人员定位系统的高精度监测器分布在地下的主要场所、工作面和道路上。当佩戴电子识别卡的生产人员或设备通过监测器的识别区域时，监测器将接收电子识别卡的身份号码，并将身份号码传输到井上监测中心。每个身份代码都是独一无二的。通过身份代码，可以识别每个员工或设备的移动轨迹，从而实现目标的跟踪和管理。地下人员定位系统采用主动监测方法，被测目标无负担，识别距离远。地下工作人员不需要增加携带设备，也不需要主动进行任何操作。
基于上述技术设计，可实现井下人员跟踪管理系统：
移动目标跟踪：系统结合地下电子矿图，实时显示整个矿山、各盘区、煤层的数量和分布，显示指定人员的移动路线，定位和跟踪指定人员，查询地下特定人员的位置。定位信息或历史时刻的定位信息可以实时显示。
2)生产人员的考勤和日常管理功能
生产考勤和人员管理：能准确统计矿工人井、升井时间，并按班次按部门生成日考勤、月考勤统计等报告。每班结束时，清点值班人员，发现丢失报警，检查值班人员，系统自动报警，给出相关人员名单，通过射频标签通知相关人员。矿井发生紧急情况时，可迅速确定人员位置，及时开展搜救工作。
3)地下设备无线测温系统
地下设备本身与设备之间的连接点会发热。随着负荷的增加，连接点发热并形成恶性循环：温升、膨胀、收缩、氧化、电阻增加、再加热，直至发生事故。
无线温度测量系统主要用于监测设备本身与设备之间连接点的温度。如果温度过高，系统会发出报警，通知管理者及时采取措施，防止事故发生，造成人员和财产损失。
浩天科技设备无线测温系统具有以下特点：
引入射频技术使采集安全可靠
计算机可以根据温度探头ID每个监测点的温度自动确定
采用无线传输方式，安装维护方便，成本低，电网系统安全灵活
传感器24小时自动定时发射数据，计算机实时收集并记录所有监测点的温度数据，发现异常立即报警
系统具有预测分析功能，可及时预警，消除萌芽状态下的故障
采用数字温度传感器直接测量电力接头的温度，提高了系统的精度
电路采用看门狗电路和加密单元，使系统自动复位，使传输的数据更加可靠
2.2、系统组成
地下人员定位系统
井下人员定位系统采用ZIGBEE识别技术，由电子识别卡和监控器组成的识别载体。
1) 电子识别卡
识别系统的数据载体，带有标签的身份编码(ID)信息;
2) 监测器
接收电子识别卡反射的微波合成信号后，读取电子识别卡中的微波合成信号ID然后将信息发送到地面监控中心；
原理图
设备无线测温系统
1) 温度传感器
测量设备本身与各设备之间连接点的温度，每个传感读头都是唯一的(ID)信息;
2) 温度监测器
读取温度监测器和传感读头的数据ID将信息发送到地面监控中心；
3、系统组成
3.由地下部分组成
地下人员定位系统
地下部分读取员工或设备的身份编码数据，并通过防爆电缆实时传输到地下部分。
防爆电缆作为井下主要传输途径(CAN主要由读卡分站、电子监测器、防爆电源等组成。读卡分站固定安装在各主巷道进出口，汇总读卡分站下监控器的数据信息。电子监测器安装在需要监测的地方，如交叉口、工作面、危险场所（如盲巷、挖掘头等）、地面主出入口等，并不断进行数据检查和信号采集。整个井下系统以分布式形式安装，以保证系统的稳定性和可靠性。电子识别卡分为员工识别卡和设备识别卡。员工身份证由员工佩戴（如安装安全帽、腰带或矿物灯等），无需附加设备。设备识别卡安装在需要监控的大宗设备或移动目标上，如车辆。
设备无线测温系统
温度传感器的读数放置在每个设备和设备连接点需要检测温度的地方。管理人员持有温度传感器，读取传感器收集的温度数据信息，并将信息传输给数据终端。如果系统中断，可以设置温度定义值。如果超过定义值，系统将发出报警并通知管理人员，以便管理人员在第一时间采取措施。
系统原理
3.2井上部分
井上部分根据接收到的每个员工和设备的身份代码，匹配数据库中每个身份代码对应的身份信息，如姓名、团队、工作类型等，并实时显示在监控屏幕上，算机数据库中备用。
井上部分以太网为主要传输方式，包括位于监控中心的数据库服务器、监控计算机、打印机等设备。数据库服务器存储人员姓名或设备名称、编组、班号、考勤记录等数据信息。数据库服务器中记录的个人和设备信息可以通过实时收集的电子识别卡信息与地下人员和设备的跟踪定位进行匹配。利用局域网，安监局、矿务局及相关客户端(相关部门)也可以实时了解地下人员和设备。
4、系统流程
地下人员定位系统：
当携带电子标签的员工或设备通过监控器的识别区域时，监控器将被激活并发送给监控器；
监控器收到个人信息后，经处理发送至上层读卡站；
读卡站通过防爆电缆实时将数据信息传输到井上；
监控动态接收各地下电子监控器的信息，提取数据库中存储的信息。管理者可以实时看到监控目标，锁定不同区域或待设定目标，动态管理和调度受控人员和设备。确保在紧急情况下及时采取相应的应急措施。
煤矿安全信息监控系统集收集、输入、存储、检索、查询和分析空间数据于一体。通过账户授权，可以授权不同的客户端，让各相关部门了解特定团队成员的活动轨迹。
设备无线测温系统：
温度传感器标签安装在每个需要监测温度值变化的设备和设备连接点上
读取传感器标签的物联网无线节点ID信息和温度值通过无线传输到系统终端
系统终端将记录和比较温度值。如果超过定义值，系统将发出报警，告知管理员异常。