1、-. z.kJ128礦用人員監測系統設計方案設計： 審核： 批準： 2013年7月4日-. z.前 言礦位于，設計年生產能力為100萬噸，采用井開采，礦井工業廣場面積畝，因礦井生產需要，現建立KJ128礦用人員監測系統。根據根據煤炭行業標準GB3836-2000和新版煤礦安全規程規定,結合礦的實際情況和具體需求，本著先進性、經濟性、可靠性和可拓展性的原則，制定本方案。目 錄 TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc141498992第一部分產品概述 PAGEREF _Toc141498992 h 1HYPERLINK l _Toc141498993一、公司及產品介紹 PAG

2、EREF _Toc141498993 h 1HYPERLINK l _Toc141498994二、系統功能介紹 PAGEREF _Toc141498994 h 3HYPERLINK l _Toc1414989952.1系統功能框圖 PAGEREF _Toc141498995 h 3HYPERLINK l _Toc1414989962.2 特點及功能 PAGEREF _Toc141498996 h 4HYPERLINK l _Toc1414989972.3 主要電氣性能 PAGEREF _Toc141498997 h 5HYPERLINK l _Toc141498998三KJ73型礦用無線接收分

3、站 PAGEREF _Toc141498998 h 5HYPERLINK l _To用途 PAGEREF _Toc141498999 h 5HYPERLINK l _To工作原理 PAGEREF _Toc141499000 h 6HYPERLINK l _To分站結構 PAGEREF _Toc141499001 h 6HYPERLINK l _Toc1414990023.4 使用方法 PAGEREF _Toc141499002 h 7HYPERLINK l _Toc141499003四 KGE32礦用發碼器 PAGE

4、REF _Toc141499003 h 7HYPERLINK l _To用途 PAGEREF _Toc141499004 h 7HYPERLINK l _Toc1414990054.2 組成及工作原理 PAGEREF _Toc141499005 h 8HYPERLINK l _Toc1414990064.3 主要特點及功能 PAGEREF _Toc141499006 h 8HYPERLINK l _Toc1414990074.4 主要電氣性能 PAGEREF _Toc141499007 h 8HYPERLINK l _Toc1414990084.5 環境條件 PAGE

5、REF _Toc141499008 h 8HYPERLINK l _Toc1414990094.6 結構 PAGEREF _Toc141499009 h 9HYPERLINK l _Toc1414990104.7 使用方法和注意事項 PAGEREF _Toc141499010 h 9HYPERLINK l _Toc141499011五系統管理軟件 PAGEREF _Toc141499011 h 9HYPERLINK l _Toc1414990125.1信息管理 PAGEREF _Toc141499012 h 10HYPERLINK l _Toc1414990135.2考勤管理 PAGEREF

6、_Toc141499013 h 11HYPERLINK l _Toc1414990145.3系統設置 PAGEREF _Toc141499014 h 17HYPERLINK l _Toc141499015第二部分工程設計方案 PAGEREF _Toc141499015 h 19HYPERLINK l _Toc141499016一 kj128礦用人員監測系統綜合設計說明 PAGEREF _Toc141499016 h 19HYPERLINK l _Toc1414990171.1現狀 PAGEREF _Toc141499017 h 19HYPERLINK l _Toc1414990181.2. 系

7、統設置 PAGEREF _Toc141499018 h 19HYPERLINK l _Toc141499019二具體案例講析 PAGEREF _Toc141499019 h 20HYPERLINK l _Toc141499020第三部分附錄 PAGEREF _Toc141499020 h 21HYPERLINK l _Toc141499021表1：三恒產品的使用業績 PAGEREF _Toc141499021 h 21二、系統功能介紹2.1系統功能框圖圖1 系統功能框圖KJ128礦用人員監測系統由地面設備和井下設備兩部分組成： = 1 * GB2 地面設備主要由監測主機、傳輸接口、集線器、打印

8、機、避雷器等組成；地面人員監測管理部分由數據通信接口、HUB、監控主機（含監控管理軟件）、UPS電源、打印機、網絡終端、防雷設備等組成。其信接口是將井下的RS485或DPSK信號轉換為監控計算機RS232串口信號；HUB用于地面設備網絡連接；監控計算機（含人員監測及安全管理軟件）及數據庫，實現對信息的自動化管理目標，在計算機屏幕上直觀動態顯示井下人員的分布情況，使管理層一目了然；UPS電源主要為了在交流電源停電后繼續維持系統設備正常運行；打印機主要用來打印人員監測及安全管理報表；網絡終端主要是人員監測及安全信息的網上動實現對人員的考勤作業、統計及監測管理。 = 2 * GB2 井下設備主要由K

9、JF73型礦用無線接收分站、KGE32礦用發碼器、KDW22型礦用隔爆兼本安電源、分線盒等組成。系統中的KGE32型礦用發碼器采用微型封裝，可方便地安裝在礦燈盒側、安全帽、腰帶或衣袋等處，如用于車輛則可選擇非金屬部分并盡可能高、較為安全的地點安裝。發碼器使用時不間斷發射代表身份特征的無線射頻數字編碼信號。發碼器采用低協耗、半休眠狀態工作，發碼器有多個工作頻道。發碼器本身具有抗干擾能力,其通信協議保證了發碼器無遺漏現象。擴展性能強，能兼容有線無線多個網絡，自身帶有AES和CRC機制，系統性能好系統中的KJF73型礦用無線接收分站（簡稱分站），采用礦用本安設計，用來接收發碼器發射的無線數字編碼射頻

10、信號并將其解調還原成數字編碼，并將數字和接收起始時間存儲在數據庫中；當發碼器離開分站接收圍10多秒鐘后,分站也會將離開得發碼器身份數字和離開時間存儲到數據庫中。以后可根據地面主機發出的巡檢命令，將所存數據通過傳輸電纜送入地面主機。分站的安裝視需要安裝于各監控點上，今后亦可根據需要增減分站的設定。本系統可安裝大于64臺分站。井下分站設備由人員信息采集處理模塊、人員信息傳輸處理模塊、隔爆電源、備用電池、嵌入式軟件等組成。其中隔爆電源為分站工作提供電源；人員信息處理采集模塊是完成對人員通行信息的采集、處理；人員信息傳輸處理模塊是將RS232信息轉換為RS485信息，傳輸距離10KM，同時將重碼的信息

11、進行判定和過濾，接受上位機的輪循訪問并向上位機傳送所采集到的人員編碼信息。2.2 特點及功能 = 1 * GB3 分站是智能化裝置，具有無線接收、高速數據處理、存儲所有發碼器的一切數據；當系統出現故障時，分站可存儲60200個移動目標信息。當故障排除后，自動將所有存儲的信息傳至地面計算機。 = 2 * GB3 系統無線部分采用了射頻技術、天線技術、FSK調制方式，先進的校驗技術和無線防沖突算法，保證了數據的可靠性及較高的抗干擾能力。 = 3 * GB3 計算機采用Windows軟平臺，用VB開發的集數據采集與信息處理的綜合數據庫管理系統。本系統是以SQL Server7.0數據庫為主的C/S模

12、式開發而成的，共有分站實時信息、區域人員實時信息、分站歷史信息、區域人員歷史查詢、分站配置、人員配置等功能。所有功能操作具有在線幫助，在中文菜單提示下完成。并方便地點擊圖形、即點擊所需信息，可隨時顯示動態目標的圖形數據。系統采用485總線巡檢方式，分站實時向地面主機傳送人員信息，同時主機通過總線向分站發送命令。 = 4 * GB3 人員監測查詢功能：可作為下井考勤系統。系統龐大的數據庫能存儲一年以上系統運行的各種數據，對任一指定月份或任一指定時間段，對井下人員進行下井次數、下井時間等進行分類統計；可查詢當前井下人員數量及區域分布情況；任一指定井下人員（車輛）當前或指定時間段的活動軌跡；查詢*一

13、指定分站，可以獲得當時區域的人員（車輛）信息；查詢*一指定分站、可以獲得在*一時間段由經過該分站的人員車輛信息；對特定的人員（車輛）進行實時跟蹤；2.3 主要電氣性能無線工作頻率：2.4GHz發碼器發射功率：15dbm分站無線接收靈敏度：-105dbm無線數據傳輸速率：9600bit/s電纜數據傳輸速率：1200bit/s監測動目標數量：16300個系統分站容量：64個供電電源發碼器：工作電壓：3VDC（由硅膠封于部的CR2450.3V鋰電池供電）工作電流：發11mA. 守候：200nA連續工作時間：2年分站：工作電壓：12VDC 工作電流：200mA（由KDW22型隔爆、兼本安電源供電備用本

14、安電池：最高開路電壓Um4.2VDC，最大短路保護電流 IM1.1A）三 KJ73型礦用無線接收分站31 用途KJF73型礦用無線接收分站和KGE32型礦用發碼器配套使用。當流動人員攜帶礦用發碼器經過礦用無線接收分站的A和B二根接收天線時，分站先后接收到發碼器發出的身份。將根據二根天線收到信號的先后辨別前進方向。分站所接收到的信息進行處理、存貯、并通過RS-485接口自動傳輸給地面計算機。KJF73型礦用無線接收分站為本質安全型，適用于具有瓦斯、煤塵爆炸危險的礦井中使用。32 工作原理KJF73礦用無線接收分站由無線接收模塊和主CPU、從CPU、存儲器、RS485接口、備用電池等組成。如圖：主

15、CPU用來與上位機進行通訊，并同時處理、存儲來自從CPU的信息。從CPU接收、處理二個A、B接收模塊來的信息，用來識別礦用發碼器的前進方向、并傳輸給主CPU。存儲器用來存儲還未向上位機傳出的信息。RS485接口通過傳輸電纜與上位機進行通信。當交流停電時，備用電池自動投入工作。33 分站結構分站機箱為防靜電ABS注塑而成，有足夠的強度，蓋和機箱之間采用發泡硅橡膠”O”形密封圈，有效地防水、防塵。機箱防護級為：IP54外形如圖四個出線嘴，左右分別為A、B二根接收同軸電纜天線。下面兩個出線嘴，左邊為電源線輸入，右邊為RS485傳輸電纜輸入。3.4 使用方法1.分站安裝在流動人員或車輛必經過的岔口處。

16、2.設置、校對所安裝分站的地址碼3.連接本安全電源及礦用傳輸電纜。4.將分站的25m的同軸電纜天線，安裝在流動人員經過的位置。5.用鐵絲或尼龍繩將分站、本安電源、礦用通信電纜、電纜天線掛在巷道壁上。使電纜天線的末端約0.5m左右，頭向下懸掛在巷道空中距離巷道壁大于30cm，電纜天線盡量避開其他電纜導電物體。6.指示燈狀態：左1紅燈為主從CPU通信狀態指示，閃亮為出入狀態變化。左3綠燈為接收發射燈四 KGE32礦用發碼器41 用途KGE32型礦用發碼器間斷地向空中無線發射代表本身的數字編碼，它必須與KJF73型礦用無線接收分站配套使用。模塊本身為礦用本質安全型，適用于具有瓦斯，煤塵爆炸危險的礦井

17、中使用。人員攜帶的KGE32發瑪器具有重量輕、易攜帶的特點，高度的識別可靠性，識別距離遠（識別距離可達10-30米以上）超低功耗，方便性、安全性，標簽無須外接礦燈電源，無須充電、無輻射，對人體和環境無任何影響，更安全更健康系統處理能力強高度自動化完善的數據分析通訊距離遠，可達20公里。4.2 組成及工作原理KGE32型礦用發碼器由高頻發射、微控器、電池及天線組成。如圖發射器由石英晶體振蕩器、鎖相環電路PLL、輸出功率放大器和模式邏輯控制所組成。微控器有二級硬件堆棧，1024*12編程EPROM，41字節數據RAM，8位可編程定時，上電復位，看門狗定時器，低功耗休眠模式，可編程保護等功能。天線為

18、印制環形天線，尺寸小，受人體影響小。4.3 主要特點及功能1發射模塊為硅膠灌封模塊、體積小、重量輕、防潮、安裝方便，它由CR2450 3V鋰電池供電。2發射頻率為433.92MHz；FSK調制，抗干擾能力強。3采用微功耗器件，功能耗極抵。4軟件采取先進的校驗和算法處理，保證無線數據高度可靠。4.4 主要電氣性能1發射頻率：433.920MHz2調制方式：FSK3發射功率：5dBm4工作速率：9.6Kbit/s6工作電流：15mA持續10ms 4.5 環境條件發碼器在下列條件下能正常工作。1環境溫度：0402平均相對濕度：不大于95%（25）3大氣壓力：86Kpa106Kpa4有瓦斯、煤塵爆炸危

19、險的礦井中使用。4.6 結構KGE32型發碼器為硅膠灌封模塊。如圖所示4.7 使用方法和注意事項KGE32礦用發碼器，其ID碼都寫在各發碼器的銘牌上。2從出廠之日起，約5個月時由用戶更換發碼器電池。五 系統管理軟件KJ128礦用人員監測系統KJ128礦用人員監測系統軟件是采用SQL SERVER2000數據庫來存儲數據，以B/S模式開發而成的。其中后臺程序（數據采集與信息處理）是采用VB開發，前臺顯示程序采用ASPNET開發。本系統共有以下幾個模塊：信息管理、考勤管理、實時數據、圖形顯示、系統管理。（如圖1所示）用戶登錄信息管理考勤管理實時數據圖形顯示系統設置圖 1當用戶登錄(如圖2所示)后才

20、能操作以下功能:圖25.1信息管理信息管理模塊是對人員信息、部門信息、基站信息進行添加、修改、刪除功能，操作方法采用手動輸入。（如圖3所示）圖35.2考勤管理考勤管理包括人員考勤、部門工作計劃、分站工作情況、綜合信息顯示。2.1人員考勤是對人員出入井情況記錄顯示（如圖4所示）圖42.2部門工作計劃是顯示各部門當前工作計劃并可修改（如圖5所示）圖5分站工作情況是顯示各個分站歷史故障（如圖6所示）圖6綜合信息顯示是顯示人員下井信息統計和分站的故障率（如圖7所示）圖(7)實時數據實時數據是顯示當前時間下各個人員在井下情況和分站情況。（如圖8所示）圖8圖形顯示4.1人員定位是在圖形上顯示各個人員的實時走向。（如圖9所示）圖94.2人員軌跡是在圖形上顯示*個人在一定時間圍所經過的巷道情況。（如圖10，11所示）圖10圖114.3人員實時分布是在圖形上顯示各個基站上有多少人和人員信息（如圖12所示）圖125.3系統設置系統設置是對用戶的管理和數據庫的連接測試。（如圖13，14 所示）圖13 圖14 第二部分工程設計方案一 kj128礦用人員監測系統綜合設計說明1.1現狀礦位于，設計年生產能力為100萬噸，目前礦井地面部分面積畝。因礦井生產需要，現建立KJ128礦用人員監測系統。1.2. 系統