基于RFID的煤矿安全监控系统设计与实现*

雷 杏，黄 俊，廖志鹏

（重庆邮电大学 信号与信息处理重庆市重点实验室，重庆400065）

现有的煤矿安全监控系统存在诸多问题[1]：(1)采用有线网络，布局不便，成本较高且不易扩展；(2)监控节点位置相对固定，存在测量盲区，不能全面检测井下环境；(3)功能单一，仅限于环境参数检测，未设置井下作业人员主呼功能，不能及时获取其位置信息；(4)定位缺陷，主要采用GPS技术定位，其功耗大、成本高且抗干扰能力不强；(5)接口兼容性差，通信协议不完善，各厂家接口不能很好兼容。因此，有线网络难于达到动态全方位监控的目的。

1 监控系统整体设计方案

针对煤矿对安全监控系统的需求，本文提出的基于RFID的煤矿安全监控系统，与现有系统对比，主要有以下优势[2]：

(1)采用无线传输网络，以无线方式将采集到的数据传输到监控分站，运行维护简便。

(2)可同时监测井下环境参数以及人员定位信息，加强安全生产可靠性。

(3)在危急情况下，井下作业人员可通过RFID标签主动向外发出求救信号。

煤矿安全监控系统是一个以实现对井下环境实时数据的采集、存储和监控综合的数据平台，系统包括井下数据采集节点、井下嵌入式监控分站以及地面监控中心三部分，如图1所示。

数据采集节点用于采集井下数据，节点采用低功耗单片机MSP430F2122作为主控芯片，同时以RFID技术实现井下无线通信，以提高其抗干扰性能。

嵌入式监控分站是系统设计的核心部分，分站以ARM作为核心处理器，通过RFID射频模块接收井下安全参数，并通过以太网将其上传至地面监控中心，同时接收地面监控中心下达的控制命令。……