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详细内容

煤矿数据采集系统RFID设计方案

发布时间:2014.03.23 新闻来源:西安阿法迪技术 浏览次数:

1、概述

1.1系统概述

煤矿数据采集系统是煤矿信息化系统的重要组成部分,它主要实现对煤炭及其运输车辆及人员等数据的实时采集、处理、存储,并将数据传输至远程系统后台,为系统后台实时地提供各个煤矿点的动态信息。

作为煤矿日常工作中的一部分,提高对煤炭及其运输车辆、人员等数据采集工作的效率,显得尤为重要。煤矿数据采集系统能自动完成这些数据的采集、处理等工作,无需人工干预,防止了人工作业时的误操作、错误等,能有效提高煤矿的生产效率。

1.2 RFID概述

射频识别(英文Radio Frequency Identification缩写RFID)是一种无线通信技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。

无线电信号是通过调成无线电频率的电磁场,把数据从附着在物品上的标签上传送出去,以自动识别与追踪该物品。标签在识别时从读写器发出的电磁场中得到能量,并不需要电池。标签包含了电子存储的信息,数米之内都可以识别。射频标签不需要处在读写器视线之内,并可以嵌入被追踪物体之内。

无线射频识别系统将标签附着在要辨识的物体上。读写器向标签发送无线电波信号并解读其应答。读写器一般会将其收到的信息传输到载有射频识别中间件或者射频识别软件的电脑系统上。

 

2缩略语及术语

ISO

International Organization for Standardization

国际标准化组织

IEC

International Electrotechnical Commission

国际电工技术委员会

ETSI

European Telecommunications Standards Institute

欧洲电信标准协会

GSM

Global Standard forMobileCommunications

全球移动通信系统

GPRS

General Packet Radio Service

通用分组无线业务

RFID

Radio Frequency Identification

射频识别

EPC

Electronic Product Code

电子产品编码

USB

Universal Serial Bus

通用串行总线

 

3设计依据及设计原则

系统设计依照相关行业及国际标准。具体如下:

. RFID射频识别标准:

①     ISO/IEC 18000-6C(2004-08-15)

Information technology

-- Radio frequency identification for item management

-- Part 6: Parameters for air interface communications at 860 MHz to 960 MHz;

② EPC Class-1 Generation-2 UHF RFID Protocol V1.2.0(2008-05-11);

. GSM/GPRS标准:

①     ETSI GSM V7.1.0(2000-01) .

4系统功能

4.1数据自动采集功能

系统自动采集各种所需的数据,无需人工干预,以防止人工作业时的误操作。系统采集的信息包括:

① 称重信息:地磅称量出的车辆及煤炭的总重量;

② 车辆信息:车辆编号,即车辆在系统内唯一编号,与车牌号绑定;

③ 人员信息:人员编号,即人员在系统内唯一编号;

④ 设备信息:设备编号,即采集设备在系统内唯一编号;

⑤ 采集时间:数据采集时的具体时间;

4.2 RFID远距离智能识别功能

采用超高频(UHF,915Mhz) RFID射频识别技术,能在比较远的距离内自动读取车辆信息及人员信息,无需人工参与。

将人员信息及车辆信息写入电子标签,并将电子标签置于运输车辆的固定位置。当车辆进入系统射频场范围内时,系统自动读取车辆信息及人员信息。

4.3 GPRS无线数据传输功能

在现阶段,GPRS网络拥有最大的网络覆盖率,基本遍布全国。采用GPRS网络可实时传输采集到的数据至系统后台。

每次称重完成后,系统实时地通过GPRS无线网络将采集到的数据同步至远程系统后台。系统后台可实时监控各个煤矿点的数据。

在与远程系统后台的通信故障的情况下,系统将自动存储采集到的数据至内部存储系统,等到通信恢复后再行传输。

4.4 智能语音提示功能

由于没有人工的干预,智能语音提示作为一种必要的手段来辅助系统正常运行。

为保证系统的正常运行,并提高称重的效率,系统通过语音提示人员何种状态下该进行怎样的操作。当然,系统会自动完成所有的工作,但还需人员的配合。

系统语音提示具体如下:

① 车辆到来时提示:“请将车辆停稳进行称重!”

② 车辆停稳后提示:“车辆编号:XXXXXX,现在开始称重

③ 称重完成后提示:“车辆编号:XXXXXX,总重量:XXX.XXX吨。称重完毕,谢谢!”

4.5 LED大屏幕显示功能

    系统通过大屏幕实时显示提示信息、车辆信息、称重信息。

① 车辆到来时显示:“请将车辆停稳进行称重!”

② 车辆停稳后显示:“车辆编号:XXXXXX,现在开始称重

③ 称重完成后显示:“车辆编号:XXXXXX,总重量:XXX.XXX吨。称重完毕,谢谢!”

4.6 数据存储功能

系统能够储存采集到的信息以应对各类突发事件,如突然断电、通信故障等。

存储系统功能如下:

① 断电后数据不丢失。所有采集到的数据存储于系统内数据存储系统,而不会因为设备掉电而丢失。

② 通信故障自动记录。当与远程数据终端的通信故障后,系统自动记录发生故障的事件,待通信恢复后将未发送的数据传输给远程系统后台。

 

5系统结构

5.1系统结构框图

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5.2系统流程图

 SHAPE  \* MERGEFORMAT

工作电压

DC 12V,3A

状态指示

电源、运行、通信、故障、报警

处理器

ARM 32位高性能处理器

数据存储

支持

智能语音提示

支持

LED大屏幕显示

支持

通信接口

RFID数据采集接口、地磅数据采集接口、GRPS网络传输接口(RS232传输)

GPRS接口

GSM 2/2+ 标准:

         Class 4 (2 W @900 MHz)

         Class 1 (1 W @ 1800MHz)

工作频率:900/1800MHz

RFID射频识别

ISO/IEC 18000-6C, EPC Class1 Gen2标准;

工作频率: 915MHz

工作温度

摄氏 -40~80

储存温度

摄氏 -45~85

二、软件系统

1.1、系统构成

矿山资源车辆管理系统采用RfidGprs技术实现运矿车辆称重管理,系统结构如图1所示。

系统结构图

1.2、数据采集

货车上称后,终端控制器自动采集采集地磅数据(重量),自动采集车辆信息(Rfid标签);采集完成后显示在电子显示屏上,自动向服务器上传数据,实现车辆称重等管理。