基于RFID技术与CAN总线的井下人员定位系统的研究

发布时间：2023-02-01 12:38

　　煤炭产业对我国经济的发展起着非常重要的作用,煤矿的安全管理又是煤炭产业中关键的组成部分。但是目前井下的安全设备严重缺乏,安全管理手段极其落后,导致煤矿井上人员对井下人员不能进行有效的管理,无法掌握井下人员的工作情况及分布区域。由于对井下人员的分布情况未知,一旦事故发生,井下的救援工作无法有效及时的开展与进行。因此,研究并设计出适合煤矿产业安全管理系统是非常必要的。目前以RFID技术为基础的井下人员定位管理系统,可以为煤矿的安全生产、管理状况的改善提供重要的帮助。 本文针对我国煤矿实际情况,结合现在煤矿信息化技术,研究并设计了煤矿井下人员定位与安全管理系统。系统以无线通信技术RFID为基础,通过射频收发模块进行数据的发送与接收。设计采用STM32为核心处理器对数据进行处理,利用总线组建网络进行信息传输。由于煤矿巷道很多,而CAN总线一般只能支持连接110个节点。通过中继器又可以增加网络支持节点,这样网络的传输距离较远。而且CAN总线的成本低而且抗干扰能力很强,所以采用CAN总线实现双向通信。由于CAN总线与RS232的电平不匹配,所以数据由CAN总线传输给上位机的过程中需要经数据接... 

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 选题的意义
    1.2 当前研究水平及存在的问题
    1.3 课题的主要思想
    1.4 课题的研究内容
    1.5 本章小结
2 系统有关的技术
    2.1 RFID技术
        2.1.1 RFID技术的发展
        2.1.2 RFID系统组成及分类
        2.1.3 RFID系统设计原理
        2.1.4 井下定位系统的几种影响因素
        2.1.5 几种井下人员定位方案
    2.2 CAN总线技术
        2.2.1 CAN总线的概念
        2.2.2 CAN总线技术特点
        2.2.3 CAN的通信协议
        2.2.4 CAN总线的通信模型
        2.2.5 CAN与RS485的比较
    2.3 防冲突算法
        2.3.1 无线通信中的防冲突方法
        2.3.2 选择、访问、遍询
    2.4 本章小结
3 系统硬件结构
    3.1 射频读卡器的硬件设计
        3.1.1 控制模块
        3.1.2 射频模块
        3.1.3 电源模块
        3.1.4 CAN通信接口
        3.1.5 通信接口
    3.2 射频标签的硬件设计
        3.2.1 电子标签的分类
        3.2.2 串口通信
    3.3 报警模块的电路设计
    3.4 CAN网络的构建
        3.4.1 网络传输介质的选取
        3.4.2 CAN网络的构建
        3.4.3 CAN网络的组网连接方式
    3.5 CAN-RS232数据接口电路设计
    3.6 本章小结
4 系统软件设计
    4.1 系统主程序
    4.2 射频系统程序设计
        4.2.1 读卡器、标签程序流程图
        4.2.2 CC1100发送、接收程序流程图(图28)
    4.3 CAN通信模块程序
        4.3.1 初始化程序
        4.3.2 发送程序
        4.3.3 接收程序
        4.3.4 中断程序
    4.4 CAN-RS232接口电路软件设计
    4.5 本章小结
5 地面监控系统设计
    5.1 Visual Basic介绍
    5.2 数据库设计
        5.2.1 数据库表的建立
        5.2.2 表的关联
    5.3 数据库访问技术
    5.4 功能模块设计
        5.4.1 用户管理功能
        5.4.2 信息管理功能
        5.4.3 考勤管理功能
        5.4.4 人员定位功能
        5.4.5 告警功能
    5.5 登录系统界面设计
    5.6 监控界面显示
    5.7 本章小结
6 系统软硬件调试
    6.1 硬件实现
        6.1.1 STM32开发板
        6.1.2 无线射频模块
        6.1.3 STC开发板
    6.2 软件调试
        6.2.1 RealViewMDK
        6.2.2 J-LINK
    6.3 实验过程
    6.4 本章小结
结论
参考文献
附录A 有关模块的实物图
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ARM7 RFID读卡器的设计及应用[J]. 徐广伟,陈金鹰,高嵩.  煤炭技术. 2010(01)
[2]RFID在旅游景区自动售检票系统中的应用[J]. 徐广伟,陈金鹰,王小伟,李俊葶.  通信技术. 2009(07)
[3]RFID技术的应用[J]. 叶里莎.  通信技术. 2007(12)
[4]RFID技术在矿山井下人车智能安全管理系统中的应用研究[J]. 张水平,袁非亮.  南方金属. 2006(01)
[5]新一代全矿井无线信息系统理论与关键技术[J]. 杨维,冯锡生,程时昕,孙继平.  煤炭学报. 2004(04)
[6]特殊环境下无线通信系统的频率选择[J]. 曹育红,田子键.  电子工程师. 2004(05)
[7]基于RFID的井下人员跟踪定位系统研究[J]. 王璐,秦汝祥.  安全. 2004(01)
[8]矿井无线传输的特点[J]. 孙继平.  煤矿设计. 1999(04)
[9]隧道中UHF窄带无线电波传播信道的特性[J]. 张跃平,郑国莘,张文梅,盛剑桓.  通信学报. 1998(12)
[10]矿井移动通信的特点及现有系统分析[J]. 孙继平.  煤矿自动化. 1997(04)

硕士论文
[1]基于RFID的井下人员定位系统的软件设计与实现[D]. 石楠.西安科技大学 2010
[2]RFID在煤矿系统中的应用[D]. 徐广伟.成都理工大学 2010
[3]基于RFID技术的矿井人员定位监控系统研究[D]. 段银联.安徽理工大学 2009
[4]利用RFID技术解决井下人员定位管理系统[D]. 陈卉.上海交通大学 2008
[5]用RFID技术实现煤矿井下人员跟踪定位系统的硬件设计与研究[D]. 康淑霞.山东科技大学 2007



本文编号：3734178