基于移动终端的EPC识读煤矿安全系统的设计与实现

杨从亚,白春雨

（1.无锡科技职业学院,无锡;2.苏州木兰电子科技有限公司,苏州）

0 引言

目前，煤矿发生事故时普遍存在以下共性问题：一是地面人员与井下人员的信息无法及时沟通，不能判断井下人员的分布情况。事故发生时无法进行人员疏导和撤离；二是事故发生后，地面人员难以掌握井下人员的分布情况，不能进行人员精确定位，无法制定有效的救灾救援方案，给救灾工作带来极大的困难。为此，如何改变目前煤矿企业落后的井下人员管理模式，快速、准确的履行煤矿安全监测职能，保证抢险救灾、安全救护的高效运作，成为了当前煤炭企业安全生产、信息化管理工作中亟待解决的重要问题。

1 系统总体结构设计

1.1 系统总体设计

基于移动终端的EPC识读系统，是在RFID技术、移动通讯技术和计算机互联技术基础上设计出来的系统，可以通过人员佩带安全帽上的RFID标签对人员信息进行非接触式采集、网络传输，以及对人员信息进行跟踪和管理的专用信息网络。

系统分为移动客户端和B/S服务器端构成，RFID标签和识读符合EPC工业标准。本文主要针对移动客户端进行描述。

移动客户端开发程序的软硬件环境为三星NOTE手机和DHTMLX Touch 移动Web应用程序开发框架平台进行。

B/S服务器端为IIS服务器与MVC组合开发，采用MVC +Nhibernate开发框架来进行。

系统总体框架模型如图1所示。

1.2 系统数据源

移动终端的EPC识读系统的数据源主要包括：

图1 总体结构模型

EPC数据源信息：来自RFID标签的预设信息、实时信息和位置信息，通过预设标签与人员对接信息来获取井下标签的实时信息，从而通过标签识读设备进行定位信息。

用户身份信息：来自系统数据库，根据管理者权限进行调用不同等级信息，也可以根据设置移动终端号码作为认证权限进行登录。

系统数据调用流程如图2所示。

图2 系统数据调用流程图

图3 系统访问流程图

1.3 系统访问总体设计

本系统的访问利用智能终端的3G和LAN连接，通过终端号码和密钥验证两种验证方式进行访问控制。如图3所示。

终端号码验证：根据访问终端号码是否为数据库已设号码进行验证登录，然后再根据访问权限进行数据查询和管理功能。

安全密钥验证：进入访问登录界面，输入安全密钥，判断是否正确后进行相应流程模块。

2 系统实现

2.1 移动客户端系统框架

基于移动终端的EPC识读系统是在MVC环境下开发的，移动客户端在支持网页浏览的移动终端上运行，通过WIFI或3G无线连接技术，登录到系统服务器，可进行实时读取数据，进行系统管理和应用。移动客户端系统框架如图4所示。

图4 移动客户端系统框架图

2.2 EPC识读一致性算法

采用多模冗余更新方案，需要解决的问题是标签数据的实时更新和网络连接，多模冗余重复数据过滤算法和实现代码如下：

在识读器读取数据的过程中，存在交叉识读器和多个RFID标签问题，算法设计过程中重点考虑读取的实时性数据和标签的一致性，所以上述算法的执行关键是过滤机制，不但要考虑冗余EPC 的去重，还需要考虑误读情况，即屏蔽失效而读取了不该读到的EPC，因此在实现上述算法中考虑基于目标的过滤机制。一个有效的设计是增加读取对象的限制条件，如EPC 编码范围等。

2.3 服务器主要实现技术

对于服务端的实现，本系统主要采用了流行的开源技术，在.NET平台下基于MVC和NHibernate技术下完成对数据及资源路径存储。

3 结语

随着企业信息化的不断深入，安全生产信息化成为企业信息化首当其冲的重要内容。基于移动终端的EPC识读煤矿安全系统为复杂多变的煤矿井下管理提供了综合监测监控的技术平台，对煤矿井下人员或者隧道工作人员迅速定位意义重大，它可快速指导作业区域的突发性事故救护工作,方便了人员的调度，提高了煤矿井下等作业的整体管理水平，实现了煤矿管理的信息化和规范化，最大限度地保障了人员安全。