中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号： 学 院： 应用技术学院 专 业： 电气工程及其自动化 设计题目： 煤矿井下人员定位系统设计 指导教师： 职 称： 讲 师 2009年6月 江苏徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用技术学院 专业年级 学生姓名 任务下达日期： 2009年3月8日毕业设计日期： 2009年3月8日 至 2009年6月10日毕业设计题目：煤矿井下人员定位系统设计毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：1、 熟悉射频识别技术；2、熟悉井下人员定位系统的组成及工作原理；3、井下人员定位系统的整体规划设计4、井下人员定位系统的界面设计5、翻译专业外文文献资料3000字以上；院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字：年 月 日 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要随着无线射频识别技术的日益成熟和广泛应用，针对我国目前煤炭行业生产安全现状，将无线射频识别技术应用到井下进行人员跟踪定位，是解决煤矿安全问题的方法之一，也是矿山实现全面提升安全生产信息化管理水平，加强以灾害预防、搜救为主要目标的安全生产长效机制，是我国煤炭行业安全生产工作的必由之路。本文首先介绍了射频识别的概念，简述了射频识别的发展历程和工作原理。结合我国井下人员工作现状阐述了井下人员定位系统对于现实煤矿生产的重要意义及开发井下人员定位系统的紧迫性。其次介绍人员定位系统的组成及各部分的功能，系统的工作原理。说明了本人的工作：井下人员定位系统硬件电路设计(包括井下人员射频卡、井下射频识别阅读器、井下基站及其时间、存储模块等）。此外，对硬件电路使用的模块都做了介绍。然后简述了读写器和电子标签的安装位置。最后介绍了基于组态软件InTouch的系统界面的简单设计。关键词：射频识别技术(RFID)；煤矿安全；读写器；电子标签ABSTRACTWith the mature more and using widely of the RFID technology，and according to the safety situation that exits in the coalfield，it will be one valid way to solve the colliery safety Problem with applying RFID technology to the mine for peoples tracking and orientation，it is also the way to improve the supervisory level of safe production entirely，enhance the long system aiming at preventing disaster and searching and saving，it is the only way for producing safely.This text first introduces a radio frequency identification of concept，brieflysays a radio frequency identification of the development process and the work principle.Then combining the condition of our country mine work presently，we expatiate the important meaning of mine personnel radio frequency identification orientation system and the urgency to design it .secondly,we introduce the structure of the mine personnel orientation system and function of every section，We introduce the main work of myself: mine personnel data to exchange the system hardware electric circuit system design (include radio frequency card，radio frequency to identify reader reading base and its time module、save module),work principle of system. In addition, introduce chip of hardware circuit. Thirdly, we introduce installation location of reader and electric tag. At last,we mainly introduce interface of system based on configure software of InTouch.Keywords： RFID; c目 录1 绪论11.1课题的提出及背景11.2国内外井下定位技术发展概述11.3本课题主要内容21.4本章小结22 射频识别技术32.1井下无线通信的现状32.2 射频识别技术概述42.3射频识别系统的构成52.4 射频识别卡分类62.5 射频技术发展与标准72.6 本章小结93 井下人员定位系统整体框架93.1系统设计原则及要求93.2系统功能与特点103.3定位系统组成113.3.1井上监控中心123.3.2通信网络133.3.3检测基站153.3.4读写器153.3.5电子标签163.3.6射频天线173.3.7传输介质183.4系统的工作原理183.5本章小结194 系统的硬件设计194.1 读写器收发模块的设计194.1.1读写器的功能介绍224.1.2读写器安装位置244.2电子标签的设计与安装254.2.1电子标签的选型与设计254.2.2 XRAOO的天线274.2.3 基于XRA00的电子标签安装274.3基站介绍284.3.1时间模块设计284.3.2PCF8563功能描述304.3.3存储模块的设计314.3.4存储器扩展电路设计324.4本章小结335 基于InTouch的界面设计335.1 InTouch组态软件的特点335.2InTouch组态软件的基础知识335.2.1 InTouch软件安装步骤简介335.2.2 InTouch软件的组成345.3 人员定位系统的主界面设计345.4系统的分界面设计375.4.1人员分布界面375.4.2人员跟踪界面设计385.4.3实时监控的界面设计405.4.4实时查询界面415.5系统安全性的设计415.6本章小结43总结43参考文献44翻译部分45英文原文45中文译文56致谢66 1 绪论1.1课题的提出及背景中国是煤炭生产大国，煤炭年产量已连续多年居世界第一位。按我国现有储量和现在的开采速度，仍然可以开采一百年以上。煤炭一直以来在我国的经济建设中占有重要的地位，约占我国能源消费的2/3。但我国的煤炭生产安全形势不容乐观，百万吨死亡率居高不下，给社会造成不安定因素，给国家造成巨大损失。究其原因一方面是生产管理不善，另一方面是不可预知的自然灾害。随着科技的进步，对自然灾害有了一定的预测，从近期的事故来看，主要问题是在管理上，煤矿生产管理急需规范化、现代化。井下人员定位系统在一定程度上可以满足这方面的需要，在平时该系统用于优化管理，当井下发生事故时，通过该系统能及时了解井下人员的分布情况，对实施救援起指导作用，以做出正确的救援决策。随着国家对煤矿安全生产工作的重视程度日益提高，现有煤矿安全生产监控、监测设备技术上的不足和缺陷也逐渐显现出来，已经影响到煤矿安全工作的正