1、应用背景

煤炭工业是我国当前安全生事故多发的重点行业，仅2009年遇难人数超过10人以上的事件就有：

2009年2月22日，山西西山煤电集团屯兰煤矿南四盘区发生瓦斯爆炸事故，78人遇难；

2009年4月4日，黑龙江鸡西市鸡冠区天源公司金利煤矿井下发生透水事故，12人遇难；

2009年5月30日，重庆市綦江县同华煤矿发生特大瓦斯爆炸事故，30人遇难；

2009年6月17日，贵州黔西南州晴隆县中营镇新桥煤矿发生透水事故，16人遇难；

2009年9月8日，河南省灵宝市金源矿业公司王家峪矿井下发生火灾事故，13人遇难；

2009年9月9日，河南平顶山新华四矿瓦斯爆炸事故，54人遇难;

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中国煤矿的地质埋存条件复杂，高瓦斯矿井数量较多，开采自动化程度低，95%以上要靠井工开采，矿难频频发生。如何在提高产能的同时加强安全生产，一旦出现事故时能快速高效地进行搜救，从而降低死亡率是每一个矿区的管理者需要思考的问题。

目前，我国大中型煤矿已大量装备了各种煤矿安全生产监控系统，这些系统的应用改善了我国煤矿安全生产状况。但依然还普遍存在入井人员管理困难，井上人员不能及时了解井下人员的动态分布，以及煤矿设备发热不能及时检测的情况。一旦事故发生，就无法准确定位井下人员的位置，难以进行及时可靠的抢救，安全救护的效率低，效果不理想。

2、系统原理

井下人员定位及设备无线测温系统是基于最新ZIGBEE技术、实时数据采集与传输方法，以及先进软件设计理念而开发的井下人员定位及设备无线测温系统。井下人员定位及设备无线测温系统通过建立一个完整、灵活和实时的监测管理体系，对井下作业人员的位置与分布、进出巷道的权限管理、生产计划的安排、生产物资的安全流动及设备发热状况等进行动态跟踪控制，以实现井下管理的信息化和可视化，提高煤矿开采生产管理和作业安全的水平。

2．1、功能实现

1）井下生产人员和设备的跟踪功能

井下人员定位系统的高精度监测器分布井下各主要场所、工作面和巷道等，当佩戴有电子识别卡的生产员工或设备通过监测器的识别区域时，监测器将接收到该电子识别卡的身份编号，并将该身份编码传输到井上监控中心。每个身份编码都是独一无二的，通过该身份编码，可识别每个入井出井员工或设备的移动轨迹，从而实现目标的跟踪与管理。井下人员定位系统实行主动式监测方式，被测目标无负担，识别距离远。井下工作人员无须增加携带装备，无须主动进行任何操作。

基于如上的技术设计，井下人员跟踪管理系统可以实现：

移动目标的跟踪：系统结合井下电子矿图，可以实时显示整个矿井以及各个盘区、煤层的人员的数量和分布；显示指定人员的移动路线；对指定人员进行定位和跟踪；查询特定人员在井下的位置。可以实时显示定位信息，也可以查询某一历史时刻的定位信息。

2）生产人员的考勤与日常管理功能

生产考勤与人员管理：能够准确统计矿工人井、升井时间，并可按班次按部门生成日考勤、月考勤统计等报表。在每一班末，对当班人员进行清点，如发现有人员丢失则报警，以便值班人员核查；如果发现人员在井下工作超过规定时间，系统自动报警并给出相关人员的名单等信息，同时通过射频标签报警以便通知相关人员。当矿井发生紧急事件时，可以快速确定人员的位置，及时开展搜救工作。

3）井下设备无线测温系统

井下设备本身和设备之间的连接点会出现发热现象。随着负荷的增大，导致连接点发热并形成恶性循环：温升、膨胀、收缩、氧化，电阻增大、再度升温直至酿成事故。

无线测温系统主要针对：设备本身及设备之间连接点的温度进行监测。如遇到过高温时，系统将发出警报，通知管理者及时采取措施，以防事故发生，造成人员及财产的损失。

昊天科技设备无线测温系统有以下特点：

射频技术的引入使采集安全可靠

计算机可根据温度探头的ID号自动确定各监测点的温度

采用了无线传输方式，安装维护方便，成本低，保障电网系统的安全灵活

传感器24小时自动定时发射数据，计算机实时收集并记录所有监测点的温度数据，发现异常立即报警

系统具有预测分析功能，可以及时预警，把故障消除在萌芽状态

采用数字温度传感器直接测量电力接点的温度，提高了系统的精确度

采用看门狗电路和加密单元，电路可以使系统自动复位，使传输的数据更加可靠

2．2、系统组成

井下人员定位系统

井下人员定位系统采用ZIGBEE识别技术，识别载体由电子识别卡、监测器组成。

1) 电子识别卡

识别系统的数据载体，载有标签的身份编码（ID）信息；

2) 监测器

接收电子识别卡反射回的微波合成信号后，读取电子识别卡中的ID信息，然后将信息发送到地面监控中心；