摘要 礦難故事時有發生，經常造成重大人員傷亡，如何將人員傷亡降至最低，本文給出一種礦用安全系統設計。文中，首先對礦用人員安全監測系統的實現技術和組成部件進行簡要描述。接著，介紹系統的核心部件——長距離通信器S1513的結構原理和特點，以度標簽S1255的結構和工作原理。最后，對該系統進行必要的說明。
關鍵詞 安全監測 長距離通信器 射頻識別

近年來，礦井危險性事故不斷發生，造成了很大的人員傷亡和財產損失，所以煤礦安全生產、減少并杜絕煤礦事故是刻不容緩的。同時怎樣在事故發生后，盡快找到礦井工人，確保人員安全，這一點也是非常重要的。本設計對礦用人員進行監測，可以實時監測礦用人員在井下的位置和時間信息，把信息存人到數據庫，這樣當遇到井難的時候，可以檢查到井下人員的信息，從而把傷亡人數降至最低。

1 系統總體設計思路
井下工作人員隨身佩戴電子標簽，憑電子標簽進入地下，并通過閱讀器讀取標簽中的出廠卡號(本系統使用只讀電子標簽，每個標簽的出廠卡號唯一)，卡號對應每個人的個人信息，把時間、位置和個人情況寫入數據庫，安全監控中心設置大屏幕監控設備，顯示地下地理信息。

2 系統結構
2.1硬件結構
系統的結構圖如圖1所示。其中，射頻識別系統以CONFIDENT自動識別系統為基礎，對礦用人員的位置進行監測。在本系統中，通信器采用瑞典TagMaster AB公司生產的S1513，電子標簽采用S1255，主機是井上調度室的計算機。CONFIDENT系統結構如圖2所示。

S1513是瑞典Tag-Master AB公司生產的長距離通信器，工作頻率為2．45 GHz，具有圓極化天線波速的讀／寫工作站，用于讀／寫CONFIDENT系統中射頻識別標簽。其主要特點是：超長的閱讀距離，可達15 m；內置處理器和數據庫；TagMaster Pyramid軟件和實時時鐘可用于單機工作；體積小、重量輕，便于安裝；26個頻道可供用戶選擇，以免多個閱讀器安裝在一起時相互干擾；易于與現有設備組合成系統；多標簽卡識別；高速閱讀；用戶可編程，極具靈活性；內置運動檢測；防電磁干擾的24 V直流轉換器。S1513的內部結構如圖3所示。

S1235只讀標簽卡的頻率為2.45GHz，每個卡芯在出廠時已帶有一個永久性的、獨一無二的8位數身份編碼。這個身份碼同32位校驗和進行比較，以此實現自動確認。此項功能同具有隨機間隔的反射閱讀器信號相結合，就能在遠距離同時閱讀多張標簽卡時消除誤讀錯誤。在本系統中，此8位身份編碼與上位機數據庫中每個礦井工人的身份信息一一對應。

S1255的主要特點是：長距離供電；電池供電，總處于反射閱讀器信號的狀態，沒有“喚醒”時間；采用環保型鋰電池，其壽命完全可預期(6年)；信用卡式外形，厚度為3 mm內置校驗和，能夠可靠地同時閱讀多卡；低功率發射系統。

電子標簽S1255不停地將數據反射到任何C0NFI_DENT通信器S1513，只要S1255在通信器波束范圍內，通信器工作頻率在2．435～2．465 GHz范圍內的任何頻道，通信器都能夠讀到標簽信息。標簽反射到通信器的信息包括出廠前指定標簽的唯一標識號，讀標簽的“數據”，以及標簽的“狀態域”，這些構成了標簽的“識別信息幀”。標簽的識別信息幀根據格式化，由固定的間隔或隨機的間隔隔開。S1255標簽卡和閱讀器之間的信息傳遞非常迅速，在閱讀器信息場內的多張標簽卡能在瞬時同時識別。在1個間隔長度之間傳輸2個信息識別幀的最長時間不超過150 ms，平均傳送時間只有80 ms，這就意味著，標簽卡反射識別信號的速度為12次／s。

2.2軟件結構
(1)S1513的軟件系統

S1513的軟件系統如圖4所示。

閱讀器廠家預裝SOLID軟件為標準應用軟件。用戶也可以根據不同的應用自行開發閱讀器運行軟件，用戶開發的軟件可以控制閱讀器的工作方式，使系統解決方案靈活，反應速度快。

閱讀器應用程序能夠在PC環境下開發，調試完軟件后，利用ConfiLoad下載到閱讀器，并永久地存儲到閱讀器。EEPROM存儲區。PC機應用程序可以利用任何軟件開發環境

ConfiLoad是通過標準的RS232將閱讀器應用軟件下載到閱讀器的Windowrs軟件。它提供了不更換EEP-ROM而很容易升級閱讀器的可能。

ConfiLib是一個包含有幾百個閱讀器管理函數以及ConfiTalk通信協議接口函數的函數庫。廠家提供適合于D0S和Windows的ConfiLib版本。用于閱讀器的Con-fiL