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煤矿井下人员定位系统现状与发展趋势

《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》(国发[2010]23号)要求“煤矿和非煤矿山要制定和实施生产技术装备标准，安装监测检测系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统等技术装备，并于三年内完成”。

目前，国内外有很多企业正在从事井下人员定位跟踪系统的研究与开发。由于煤矿井下无线传输衰减大，GPS信号不能覆盖煤矿井下巷道。大多数井下人员定位跟踪系统主要采用射频识别技术。部分系统采用漏泄电缆，还有的采用WiFi、ZigBee等技术。部分系

统除：具有人员位置监测功能外，还具有单向或双向紧急呼叫等功能。

1煤矿人员定位主流技术

1．1RFID技术

射频识别(RadioFrequencyIdentification，简称RFID)技术20世纪8O年代提出以来，得到了迅速的发展，是目前应用领域最为广泛的技术之一，在身份识别、物流管理、生产统计、产品核心部件跟踪等领域有着广泛的应用ORFID技术是自动识别技术而且它的自动识别技术是不接触性的，它的技术核心是计算机网络、无线电和大规模集成电路。RFID技术组成的系统十分庞大，主要的组成部分有电子标签、阅读器、应用接口和通讯网络。能量与数据之间的传递主要是通过空间的传递，而在空间传递中起主要作用的就是电子标签与阅读器之间建立的耦合通道。

基于RFID的人员定位系统一共经历了三个发展阶段，分别为无源射频近距离识别阶段、有源微波远距离识别阶段、双向识别通信阶段。目前，在市场中占有一席之地的有30多种。虽然它们在设计上、性能中都存在某些不足，但在促进煤矿安全生产，保障井下作业人员生命安全等方面发挥的重要作用。

1．2ZigBee技术

Zigbee技术是一种传输速率低、功耗低、成本低、网络容量大、时延短、安全、有效范围小、工作频段灵活的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。基于ZigBee的人员定位系统，是一个无线的定位系统。组成这个系统的是大量的不可计算的ZigBee无线传感器，ZigBee无线传感器形成网状拓扑结构最终来形成复杂的基于ZigBee的煤矿井下人员定位系统。基于ZigBee的无线定位模块分为两类：一类为ZigBee模块，还有一类为移动定位模块。它们两者之间的区别就是：ZigBee模块中的锚节点的位置是已知的，并且是不可变的；而移动定位模块，是由一些器件组成，由井下人员佩戴在身上，是可移动的。

1．3CAN技术

CAN(ControllerAreaNetwork)总线，又称控制器局域网。最初应用在8O年代末的汽车工业里，后来是Boseh公司进行改进，推出在现代汽车技术中使用。它具有速率高、抗电磁干扰性强、可

KJ260型煤矿人员定位系统具有智能跟踪考勤、实时通话、报警提示、信息共享等优点。然而还有传输线路长、分布范围小、故障率高故障检查繁琐、环境适应能力差等缺点。

3发展趋势

因为煤矿企业开采的特殊性，有线无线通信技术受到了限制，相反RSSI技术等一批具有优势性的无线通信技术在国外的煤矿行业得到了较为广泛的应用，并且效果相当不错。相对于国外煤矿条件，中国煤矿行业的地质条件复杂，井下空间狭小等一系列特点，导致信号衰减速度快，不能准确传输数据。因此，在国内环境下，多种技术相互结合的矿井人员定位系统应能够实现无接触识别、识别速度快、适应物体高速度移动、抗恶劣环境工作能力强、可全天候工作，解决实时定位、漏卡现象严重，无法达到定位精度、方向的判断识别能力等问题。