摘要 矿难故事时有发生，经常造成重大人员伤亡，如何将人员伤亡降至最低，本文给出一种矿用安全系统设计。文中，首先对矿用人员安全监测系统的实现技术和组成部件进行简要描述。接着，介绍系统的核心部件——长距离通信器S1513的结构原理和特点，以度标签S1255的结构和工作原理。最后，对该系统进行必要的说明。
关键词 安全监测 长距离通信器 射频识别

近年来，矿井危险性事故不断发生，造成了很大的人员伤亡和财产损失，所以煤矿安全生产、减少并杜绝煤矿事故是刻不容缓的。同时怎样在事故发生后，尽快找到矿井工人，确保人员安全，这一点也是非常重要的。本设计对矿用人员进行监测，可以实时监测矿用人员在井下的位置和时间信息，把信息存人到数据库，这样当遇到井难的时候，可以检查到井下人员的信息，从而把伤亡人数降至最低。

1 系统总体设计思路
井下工作人员随身佩戴电子标签，凭电子标签进入地下，并通过阅读器读取标签中的出厂卡号(本系统使用只读电子标签，每个标签的出厂卡号唯一)，卡号对应每个人的个人信息，把时间、位置和个人情况写入数据库，安全监控中心设置大屏幕监控设备，显示地下地理信息。

2 系统结构
2.1硬件结构
系统的结构图如图1所示。其中，射频识别系统以CONFIDENT自动识别系统为基础，对矿用人员的位置进行监测。在本系统中，通信器采用瑞典TagMaster AB公司生产的S1513，电子标签采用S1255，主机是井上调度室的计算机。CONFIDENT系统结构如图2所示。

S1513是瑞典Tag-Master AB公司生产的长距离通信器，工作频率为2．45 GHz，具有圆极化天线波速的读／写工作站，用于读／写CONFIDENT系统中射频识别标签。其主要特点是：超长的阅读距离，可达15 m；内置处理器和数据库；TagMaster Pyramid软件和实时时钟可用于单机工作；体积小、重量轻，便于安装；26个频道可供用户选择，以免多个阅读器安装在一起时相互干扰；易于与现有设备组合成系统；多标签卡识别；高速阅读；用户可编程，极具灵活性；内置运动检测；防电磁干扰的24 V直流转换器。S1513的内部结构如图3所示。

S1235只读标签卡的频率为2.45GHz，每个卡芯在出厂时已带有一个永久性的、独一无二的8位数身份编码。这个身份码同32位校验和进行比较，以此实现自动确认。此项功能同具有随机间隔的反射阅读器信号相结合，就能在远距离同时阅读多张标签卡时消除误读错误。在本系统中，此8位身份编码与上位机数据库中每个矿井工人的身份信息一一对应。

S1255的主要特点是：长距离供电；电池供电，总处于反射阅读器信号的状态，没有“唤醒”时间；采用环保型锂电池，其寿命完全可预期(6年)；信用卡式外形，厚度为3 mm内置校验和，能够可靠地同时阅读多卡；低功率发射系统。

电子标签S1255不停地将数据反射到任何C0NFI_DENT通信器S1513，只要S1255在通信器波束范围内，通信器工作频率在2．435～2．465 GHz范围内的任何频道，通信器都能够读到标签信息。标签反射到通信器的信息包括出厂前指定标签的唯一标识号，读标签的“数据”，以及标签的“状态域”，这些构成了标签的“识别信息帧”。标签的识别信息帧根据格式化，由固定的间隔或随机的间隔隔开。S1255标签卡和阅读器之间的信息传递非常迅速，在阅读器信息场内的多张标签卡能在瞬时同时识别。在1个间隔长度之间传输2个信息识别帧的最长时间不超过150 ms，平均传送时间只有80 ms，这就意味着，标签卡反射识别信号的速度为12次／s。

2.2软件结构
(1)S1513的软件系统

S1513的软件系统如图4所示。

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