بحث حول تطبيق تقنية RFID في تحديد مواقع الإنقاذ تحت الأرض

ووفقا للاحصاءات ذات الصلة، فإن عدد الضحايا الناجم عن حوادث السلامة في مناجم الفحم يتصدر حوادث السلامة في البلاد.

والأنفاق الموجودة أسفل المنجم معقدة وهناك صعوبات كثيرة في تنفيذ أعمال الإنقاذ. وفي الوقت نفسه، تختلف إدارة الموظفين تحت الأرض في مناجم الفحم عن الإدارة على الأرض. من ناحية، فإن تحديد مواقع الأفراد تحت الأرض محدود بالنفق، لذلك لا يمكن تحقيق العديد من تقنيات تحديد مواقع الأفراد؛ ومن ناحية أخرى، تتطلب تكنولوجيا تحديد مواقع الأفراد تحت الأرض مستوى أعلى من مقاومة التدخل. . عندما يقع حادث تحت الأرض في منجم للفحم، فإن طريقة البحث والإنقاذ الأكثر استخدامًا هي أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء. مبدأ استخدام أجهزة كشف الأشعة تحت الحمراء هو الكشف عن الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من جسم الإنسان لتحقيق غرض تحديد المواقع والإنقاذ. ومع ذلك، ونظرًا لعدم وجود تدابير السلامة في مناجم الفحم، فإن وجود الغاز سيؤدي إلى إضعاف انتشار الأشعة تحت الحمراء، كما أنه عرضة للتداخل من مصادر حرارة الأشعة تحت الحمراء الأخرى تحت الأرض، مما يجعله أقل كفاءة في الاستخدام الفعلي. بالإضافة إلى أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء، يتم أيضًا استخدام أجهزة الكشف عن الحياة بشكل شائع. وهي تكتشف بشكل أساسي الموجات ذات التردد المنخفض للغاية المنبعثة من قلب الإنسان لتحديد موقع الأشخاص. تتمتع أجهزة الميكروويف بقدرة اختراق قوية، ولكنها يمكنها أيضًا اكتشاف بعض الأشخاص الذين يعانون من ضعف ضربات القلب. بعض المشاكل. في ظل هذا الوضع، تم تطوير جهاز قادر على تحديد المواقع في الوقت الحقيقي للعاملين في مناجم الفحم تحت الأرض. ويمكن استخدامه لحل الإدارة اليومية للموظفين وتحسين كفاءة العمل أثناء العمل العادي؛ عند وقوع حادث، يمكن استخدام هذا الجهاز لتحديد موقع الأفراد المحاصرين على الفور. تقترح هذه المقالة جهاز تحديد موقع للعاملين تحت الأرض استنادًا إلى تقنية RFID، والمشار إليها فيما بعد باسم جهاز تحديد موقع الإنقاذ RFID. يمكن ارتداء هذا الجهاز وهو صغير الحجم، ويمكن استخدامه كمكون ضروري لأعمال الإنقاذ تحت الأرض.

1

تصميم النظام الشامل

1.1

تحليل متطلبات التصميم

قبل تصميم جهاز تحديد المواقع الإنقاذ RFID، من الضروري تحليل احتياجات تحديد المواقع والخصائص التقنية للعاملين في مناجم الفحم تحت الأرض.

وأخيرا، يمكن إجراء تصميم مفصل للنظام. بعد التحليل التفصيلي، يجب تلبية 3 متطلبات:

(1) يأتي مع مصدر الطاقة الخاص به ويعمل لساعات طويلة

مع الأخذ بعين الاعتبار مترو الأنفاق

طول الوقت الذي يعمل فيه الأفراد في العمل العادي وتوقيت عمليات الإنقاذ

الأداء، لذلك يجب أن يكون النظام قادراً على العمل لأكثر من 48 ساعة؛

ملخص: بسبب البيئة المعقدة تحت الأرض واستخدام أدوات الكشف عن الحياة بالأشعة تحت الحمراء والكشف عن الحياة، فإن إنقاذ السلامة في مناجم الفحم يخضع للعديد من المشاكل.

الحد، يلعب تطوير جهاز تحديد موقع الأفراد تحت الأرض لإنقاذ منجم الفحم دورًا مهمًا للغاية. اقترح طريقة تعتمد على تقنية RFID

بناءً على تحليل احتياجات أنظمة تحديد المواقع تحت الأرض في مناجم الفحم، تم تحديد وحدة الإرسال ووحدة الاستقبال للنظام

تم اقتراح التصميم، وتم اقتراح طريقة تصميم نظام منخفض الطاقة، وتم شرح خوارزمية تحديد المواقع RSSI وخوارزمية KWWN في تكنولوجيا تحديد المواقع للأفراد RFID، وتم اقتراح خوارزمية هجينة لتحديد موقع الأفراد تحت الأرض. تم بناء ومحاكاة بيئة المحاكاة، وتم تغيير قيمة K. عندما تكون K = 4، تكون قيمة الخطأ في تحديد موقع الأفراد هي الأصغر، ويمكن للنظام تلبية احتياجات الإنقاذ تحت الأرض في مناجم الفحم.

(2) موثوقية عالية ومكافحة التدخل. نظرًا للبيئة القاسية تحت الأرض والرطوبة العالية والعديد من مصادر التداخل أثناء الحادث وبعده، فإن

يحتاج جهاز تحديد المواقع الإنقاذ RFID إلى درجة عالية من الموثوقية ومكافحة التدخل؛

(3) تخزين معلومات المستخدم ودعم إدارة المستخدمين المتعددين. يوجد بشكل عام أكثر من 100 عامل تحت الأرض في مناجم الفحم الكبيرة. النظر في التصميم

هناك هامش متبقي، لذلك يجب أن يكون جهاز تحديد المواقع الإنقاذ RFID قادرًا على تخزين معلومات المستخدم ودعم وظائف إدارة المستخدم لـ 150 شخصًا.

1.2

تصميم النظام الشامل

تقنية RFID هي تقنية اتصالات ترددات راديوية لاسلكية ناضجة نسبيًا، والتي يتم تحقيقها بشكل أساسي من خلال ظاهرة اقتران إشارات الترددات الراديوية في الفضاء.

نقل المعلومات. تُستخدم تقنية RFID على نطاق واسع في مجالات مثل تحديد علامة المنتج ومكافحة السرقة الإلكترونية. في نظام تحديد المواقع، يمكن وضع علامة على الحيوانات والسيارات. تشمل التطبيقات النموذجية وضع علامات على الحيوانات الأليفة، وإدارة النفايات الطبية، وما إلى ذلك.

ينقسم التصميم العام لجهاز تحديد موقع الإنقاذ المعتمد على تقنية RFID إلى قسمين. جزء واحد عبارة عن جهاز إرسال يتم ارتداؤه على أجسام الأفراد تحت الأرض.

الجزء الآخر من وحدة الوحدة هو وحدة الاستقبال لاستقبال الإشارات.

(1) إطلاق وحدة الوحدة

يظهر الشكل 1 الرسم التخطيطي الشامل لتصميم وحدة وحدة الإرسال. الشكل 1 رسم تخطيطي لوحدة الإرسال استنادًا إلى RFID

يتضمن تصميم وحدة إرسال RFID وحدة التحكم الدقيقة STC والأزرار والتخزين المسبق لمعلومات العلامة وواجهة SPI ووحدة إرسال معلومات تردد الراديو ووحدة الطاقة وما إلى ذلك.

①وحدة التحكم الدقيقة STC وحدة التحكم الدقيقة هي وحدة التحكم الأساسية. ينفذ

تم الآن تنفيذ اكتشاف زر إعادة الضبط وإدخال زر الوظيفة، كما تم تحقيقه أيضًا

التخزين المسبق لمعلومات العلامة. حدد وحدة التحكم الدقيقة MSP430F413، الأساسية

جهد الإمداد هو 3.3 فولت.

②زر

يعد الزر عاملاً مهمًا في تحقيق وظيفة تحديد موقع الإنقاذ.

العناصر، بما في ذلك زر إعادة الضبط وزر الوظيفة، ونظام المساعدة في زر إعادة الضبط

يمكن استعادة الحالة الأولية عند العمل بشكل غير طبيعي، ويمكن استعادة زر الوظيفة

يرسل إشارة استغاثة عند الضغط عليه؛

③التخزين المسبق لمعلومات الملصق. تستخدم هذه الوظيفة الإحصائيات السرية مسبقًا.

المعلومات المتعلقة بالموظف، والعمر، والجنس، والطول، وما إذا كانت هناك أمراض أساسية

وما إلى ذلك، تحويل هذه المعلومات إلى معلومات ثنائية وتخزينها في فلاش

، حدد K9F1G08U0 بسعة 128 ميجابايت. بحاجة

عند إرسال المعلومات، يقوم متحكم STC أولاً بقراءة الطور في FLASH.

المعلومات، وأخيرا يتم إرسال المعلومات من خلال وحدة إرسال معلومات الترددات الراديوية؛

④واجهة SPI

واجهة SPI عبارة عن وحدة تحكم دقيقة ونقل معلومات تردد الراديو

إرسال واجهة الاتصال بين الوحدات؛

⑤وحدة إرسال المعلومات RF

منذ STC متحكم SPI

لا يتطابق جهد إشارة الاتصال مع الإشارة المرسلة النهائية، لذلك

من الضروري تحقيق التردد المطلوب لتوليف الإشارة وتعديلها وإزالة تشكيلها،

وأخيرًا، يتم تضخيم الإشارة وإرسالها؛

⑥وحدة الطاقة مؤشر وحدة الطاقة هو ضمان الإنقاذ تحت الأرض

العوامل الرئيسية، بالإضافة إلى وحدة إرسال الإشارة في البرنامج

بالإضافة إلى إدارة الطاقة، يجب أيضًا تصميم وحدة الطاقة بشكل مستقل

الجهد الإجمالي لمصدر الطاقة مستقر ويتجاوز وقت العمل المستمر 48 ساعة.

(2) استلام تصميم الوحدة

لا تزال وحدة الاستقبال تستخدم وحدة التحكم الدقيقة STC كعنصر تحكم أساسي

الوحدة، يتم إرسال معلومات العلامة من خلال اتصال RS232 بعد التعديل وإزالة التشكيل.

أرسله إلى متحكم STC. يقوم متحكم STC بتخزين معلومات علامة RFID.

قم بالتخزين على فلاش، وانتظر حتى يتم تمرير أمر الزر الخارجي لاستخدام شاشة LCD

يتم عرض معلومات علامة المستخدم التي تتم معالجتها بواسطة وحدة التحكم الدقيقة، ووحدة الطاقة

الكتلة مسؤولة عن إمداد الطاقة لوحدة الاستقبال بأكملها. إيصال على أساس RFID

تظهر الوحدة التعريفية في الشكل 2.

الشكل 2: مخطط وحدة الاستقبال المستند إلى RFID

2

تصميم استهلاك منخفض للطاقة وتنفيذ تحديد مواقع الأفراد

2.1

تصميم النظام منخفض استهلاك الطاقة

وحدة إمداد الطاقة في وحدة وحدة الإرسال المعتمدة على RFID

أمر مؤكد، وذلك للتأكد من أن النظام يمكن أن يعمل بشكل مستقر لفترة طويلة

لكي يعمل، يجب أن يكون النظام مصممًا لاستهلاك منخفض للطاقة. استهلاك النظام المنخفض للطاقة

يتضمن التصميم تصميم الأجهزة وتصميم البرامج، بما في ذلك على وجه التحديد 2

وجه:

(1) اختيار وحدة التحكم الأساسية

جوهر المختار في هذا التصميم

وحدة التحكم هي MSP430F413، والتي تحتوي على أوضاع متعددة للطاقة المنخفضة يمكنها ذلك

تلبية عمل النظام على المدى الطويل. مع مصدر 2.2 فولت

MSP430F413 التيار 0.5 ميكرو أمبير في وضع الاستعداد، وضع إيقاف التشغيل

(الاحتفاظ بذاكرة الوصول العشوائي) التيار هو 0.1 ميكرو أمبير، تيار وضع التشغيل منخفض للغاية

التدفق 230 ميكرو أمبير. لذلك، في التطبيقات العملية، وحدة وحدة الإرسال هي

الطاقة منخفضة جدًا أثناء التشغيل العادي؛

(2) تصميم البرمجيات لتحقيق إمكانية تحقيق النظام على المدى الطويل

التشغيل المستمر لفترة من الزمن، فيبدأ النظام بالدخول إلى مستوى منخفض للغاية

وضع التشغيل لاستهلاك الطاقة، يعتمد على نظام الساعة الخاص به في تصميم البرمجيات

إلى الوقت، أدخل دون مقاطعة دخول زر خارجي

يمكن أن يساعد وضع الاستعداد وزر الاستيقاظ النشط المصمم تحت الأرض

يمكن للموظفين وضع النظام على الفور من حالة الاستعداد إلى الطاقة المنخفضة عند استخدامه.

طريقة عمل الاستهلاك وهذا لا يلبي احتياجات الإنقاذ تحت الأرض فحسب، بل أيضًا

كما أنه ينشئ الظروف اللازمة للنظام لمواصلة أداء العمل الاحتياطي.

• سنة التأسيس
  --
• نوع العمل
  --
• البلد / المنطقة
  --
• الصناعة الرئيسية
  --
• المنتجات الرئيسية
  --
• الشخص الاعتباري
  --
• عدد الموظفي
  --
• قيمة الإخراج السنوي
  --
• سوق التصدير
  --
• تعاون العملاء
  --