| 【中文题名】 | 基于RFID与CAN的煤矿井下人员定位系统研究 |
| 【英文题名】 | Study on the RFID and CAN Based Personnel Position System of the Underground Coal Mine |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-10-15 |
| 【中关键词】 | 人员定位系统,煤矿,射频识别,现场总线,, |
| 【英关键词】 | personnel position system,colliery,RFID,CAN, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统> |
| 【论文摘要】 |
安全生产、保障矿工的生命安全是煤炭行业永恒的主题，研制新型的煤矿井下人员定位系统是保证井下工作人员安全、实现快速救援的重要手段。现有的矿井安全监测监控系统是灾前预警系统，监测对象主要是环境安全参数、生产过程及生产工艺监测，不能实现井下工作人员的定位。矿井下员工的具体位置与分布情况等重要数据不能及时传到井上监制中心，这些都是矿难事故频发而营救效率十分低下的症结所在。因此，建立一套完善的煤矿井下人员定位系统具有重大现实意义。
论文对射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)技术的工作原理、防冲突策略以及其在井下人员定位系统中的可靠应用展开深入的研究，并与其他多项自动识别技术(如条码、磁卡、IC卡)进行了对比分析。RFID技术具有无接触、距离远、同时可识别多个电子标签、抗恶劣环境工作能力强等特点，符合矿井下工作环境的要求。本文根据煤矿井下的环境及RFID的技术特点，提出了一种基于RFID的煤矿井下人员定位系统的总体方案。
针对人员定位系统通信网络的选择上，论文对现有工业现场常见技术，包括RS-485总线、工业以太网、CAN现场总线、基金会现场总线(F... |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
6-7 |
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ABSTRACT |
7-8 |
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目录 |
8-11 |
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1 绪论 |
11-17 |
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1.1 课题背景及意义 |
11-13 |
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1.1.1 课题的提出 |
11-12 |
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1.1.2 选题的意义 |
12-13 |
|
1.2 煤矿安全监测系统国内外研究现状 |
13-15 |
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1.2.1 国外研究状况 |
13-14 |
|
1.2.2 国内发展现状 |
14-15 |
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1.3 存在的主要问题 |
15-16 |
|
1.4 课题方案及论证 |
16-17 |
|
2 射频识别 |
17-29 |
|
2.1 射频识别(RFID)技术 |
17-20 |
|
2.1.1 RFID技术概述 |
17 |
|
2.1.2 RFID技术分类 |
17-18 |
|
2.1.3 RFID技术标准 |
18-19 |
|
2.1.4 常见自动识别技术对比 |
19-20 |
|
2.2 射频识别(RFID)系统 |
20-25 |
|
2.2.1 RFID系统的组成 |
20-23 |
|
2.2.2 RFID系统的特点 |
23-24 |
|
2.2.3 RFID系统的应用 |
24-25 |
|
2.3 通信协议 |
25-29 |
|
2.3.1 传输协议 |
26 |
|
2.3.2 工作频段 |
26-27 |
|
2.3.3 防冲突策略 |
27-29 |
|
3 现场总线技术 |
29-36 |
|
3.1 现场设备控制层通信技术的选择 |
29-32 |
|
3.1.1 RS-485 |
29 |
|
3.1.2 现场总线 |
29-30 |
|
3.1.3 工业以太网 |
30-32 |
|
3.2 CAN总线 |
32-33 |
|
3.2.1 CAN介绍 |
32 |
|
3.2.2 CAN的性能特点 |
32-33 |
|
3.2.3 物理层 |
33 |
|
3.3 CAN总线的通信协议 |
33-36 |
|
3.3.1 总线仲裁图 |
33-34 |
|
3.3.2 CSMA/CD |
34-35 |
|
3.3.3 报文冲突的处理 |
35 |
|
3.3.4 CAN错误检测 |
35-36 |
|
4 煤矿井下人员定位系统构架 |
36-48 |
|
4.1 系统总体设计 |
36-38 |
|
4.1.1 目标需求 |
36 |
|
4.1.2 系统功能 |
36-37 |
|
4.1.3 系统特点 |
37-38 |
|
4.2 系统设计方案 |
38-43 |
|
4.2.1 定位系统网络结构 |
38-39 |
|
4.2.2 定位系统的工作原理 |
39-40 |
|
4.2.3 井上监控中心 |
40-41 |
|
4.2.4 通信网络 |
41-43 |
|
4.3 系统外围设备 |
43-48 |
|
4.3.1 传输介质 |
43 |
|
4.3.2 总线长度和通信速率 |
43-44 |
|
4.3.3 CAN网络适配器 |
44-45 |
|
4.3.4 中继器 |
45-46 |
|
4.3.5 RFID天线 |
46-47 |
|
4.3.6 电子标签 |
47-48 |
|
5 煤矿井下人员定位系统实现 |
48-71 |
|
5.1 系统监控节点硬件实现 |
48-60 |
|
5.1.1 读写器硬件电路设计 |
49-54 |
|
5.1.2 CAN总线接口的硬件电路设计 |
54-60 |
|
5.2 系统监控节点软件实现 |
60-71 |
|
5.2.1 系统数据流程图 |
60-61 |
|
5.2.2 读写器程序流程图 |
61-63 |
|
5.2.3 电子标签程序流程图 |
63-65 |
|
5.2.4 CAN总线接口的通信程序设计 |
65-71 |
|
6 结论 |
71-73 |
|
参考文献 |
73-75 |
|
作者简历 |
75-77 |
|
学位论文数据集 |
77 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385964 |
