煤礦數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)RFID設(shè)計方案
1、概述
1.1系統(tǒng)概述
煤礦數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是煤礦信息化系統(tǒng)的重要組成部分,它主要實現(xiàn)對煤炭及其運輸車輛及人員等數(shù)據(jù)的實時采集、處理、存儲,并將數(shù)據(jù)傳輸至遠程系統(tǒng)后臺,為系統(tǒng)后臺實時地提供各個煤礦點的動態(tài)信息。
作為煤礦日常工作中的一部分,提高對煤炭及其運輸車輛、人員等數(shù)據(jù)采集工作的效率,顯得尤為重要。煤礦數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能自動完成這些數(shù)據(jù)的采集、處理等工作,無需人工干預,防止了人工作業(yè)時的誤操作、錯誤等,能有效提高煤礦的生產(chǎn)效率。
1.2 RFID概述
射頻識別(英文:Radio Frequency Identification,縮寫:RFID)是一種無線通信技術(shù),可以通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù),而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或者光學接觸。
無線電信號是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場,把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標簽上傳送出去,以自動識別與追蹤該物品。標簽在識別時從讀寫器發(fā)出的電磁場中得到能量,并不需要電池。標簽包含了電子存儲的信息,數(shù)米之內(nèi)都可以識別。射頻標簽不需要處在讀寫器視線之內(nèi),并可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)。
無線射頻識別系統(tǒng)將標簽附著在要辨識的物體上。讀寫器向標簽發(fā)送無線電波信號并解讀其應答。讀寫器一般會將其收到的信息傳輸?shù)捷d有射頻識別中間件或者射頻識別軟件的電腦系統(tǒng)上。
2、系統(tǒng)功能
2.1數(shù)據(jù)自動采集功能
系統(tǒng)自動采集各種所需的數(shù)據(jù),無需人工干預,以防止人工作業(yè)時的誤操作。系統(tǒng)采集的信息包括:
?、?稱重信息:地磅稱量出的車輛及煤炭的總重量;
?、?車輛信息:車輛編號,即車輛在系統(tǒng)內(nèi)唯一編號,與車牌號綁定;
?、?人員信息:人員編號,即人員在系統(tǒng)內(nèi)唯一編號;
④ 設(shè)備信息:設(shè)備編號,即采集設(shè)備在系統(tǒng)內(nèi)唯一編號;
⑤ 采集時間:數(shù)據(jù)采集時的具體時間;
2.2 RFID遠距離智能識別功能
采用超高頻(UHF,915Mhz) RFID射頻識別技術(shù),能在比較遠的距離內(nèi)自動讀取車輛信息及人員信息,無需人工參與。
將人員信息及車輛信息寫入電子標簽,并將電子標簽置于運輸車輛的固定位置。當車輛進入系統(tǒng)射頻場范圍內(nèi)時,系統(tǒng)自動讀取車輛信息及人員信息。
2.3 GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸功能
在現(xiàn)階段,GPRS網(wǎng)絡擁有最大的網(wǎng)絡覆蓋率,基本遍布全國。采用GPRS網(wǎng)絡可實時傳輸采集到的數(shù)據(jù)至系統(tǒng)后臺。
每次稱重完成后,系統(tǒng)實時地通過GPRS無線網(wǎng)絡將采集到的數(shù)據(jù)同步至遠程系統(tǒng)后臺。系統(tǒng)后臺可實時監(jiān)控各個煤礦點的數(shù)據(jù)。
在與遠程系統(tǒng)后臺的通信故障的情況下,系統(tǒng)將自動存儲采集到的數(shù)據(jù)至內(nèi)部存儲系統(tǒng),等到通信恢復后再行傳輸。
2.4 智能語音提示功能
由于沒有人工的干預,智能語音提示作為一種必要的手段來輔助系統(tǒng)正常運行。
為保證系統(tǒng)的正常運行,并提高稱重的效率,系統(tǒng)通過語音提示人員何種狀態(tài)下該進行怎樣的操作。當然,系統(tǒng)會自動完成所有的工作,但還需人員的配合。
系統(tǒng)語音提示具體如下:
?、?車輛到來時提示:“請將車輛停穩(wěn)進行稱重!”
?、?車輛停穩(wěn)后提示:“車輛編號:XXXXXX,現(xiàn)在開始稱重…”
③ 稱重完成后提示:“車輛編號:XXXXXX,總重量:XXX.XXX噸。稱重完畢,謝謝!”
2.5 LED大屏幕顯示功能
系統(tǒng)通過大屏幕實時顯示提示信息、車輛信息、稱重信息。
?、?車輛到來時顯示:“請將車輛停穩(wěn)進行稱重!”
?、?車輛停穩(wěn)后顯示:“車輛編號:XXXXXX,現(xiàn)在開始稱重…”
③ 稱重完成后顯示:“車輛編號:XXXXXX,總重量:XXX.XXX噸。稱重完畢,謝謝!”
2.6 數(shù)據(jù)存儲功能
系統(tǒng)能夠儲存采集到的信息以應對各類突發(fā)事件,如突然斷電、通信故障等。
存儲系統(tǒng)功能如下:
?、?斷電后數(shù)據(jù)不丟失。所有采集到的數(shù)據(jù)存儲于系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng),而不會因為設(shè)備掉電而丟失。
?、?通信故障自動記錄。當與遠程數(shù)據(jù)終端的通信故障后,系統(tǒng)自動記錄發(fā)生故障的事件,待通信恢復后將未發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸給遠程系統(tǒng)后臺。
3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
SHAPE \* MERGEFORMAT
3.2系統(tǒng)流程圖
SHAPE \* MERGEFORMAT
工作電壓 |
DC 12V,3A |
狀態(tài)指示 |
電源、運行、通信、故障、報警 |
處理器 |
ARM 32位高性能處理器 |
數(shù)據(jù)存儲 |
支持 |
智能語音提示 |
支持 |
LED大屏幕顯示 |
支持 |
通信接口 |
RFID數(shù)據(jù)采集接口、地磅數(shù)據(jù)采集接口、GRPS網(wǎng)絡傳輸接口(RS232傳輸) |
GPRS接口 |
GSM 2/2+ 標準: – Class 4 (2 W @900 MHz) – Class 1 (1 W @ 1800MHz) 工作頻率:900/1800MHz |
RFID射頻識別 |
ISO/IEC 18000-6C, EPC Class1 Gen2標準; 工作頻率: 915MHz |
工作溫度 |
攝氏 -40~80℃ |
儲存溫度 |
攝氏 -45~85℃ |
4、軟件系統(tǒng)
4.1、系統(tǒng)構(gòu)成
礦山資源車輛管理系統(tǒng)采用Rfid、Gprs技術(shù)實現(xiàn)運礦車輛稱重管理,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
4.2、數(shù)據(jù)采集
貨車上稱后,終端控制器自動采集采集地磅數(shù)據(jù)(重量),自動采集車輛信息(Rfid標簽);采集完成后顯示在電子顯示屏上,自動向服務器上傳數(shù)據(jù),實現(xiàn)車輛稱重等管理。
