基于國際上新興的射頻識別技術(shù)，開(kāi)發(fā)新型煤礦安全管理系統，就可對煤礦入井人員進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監測和定位。如果發(fā)生災變，還可立即從監控計算機上查詢(xún)事故現場(chǎng)的人員位置分布情況、被困人員數量、遇險人員撤退線(xiàn)路等信息。同時(shí)，也可實(shí)現對井下設備運行進(jìn)行跟蹤監控，利用系統的日?？记诠芾砉δ?，對礦井人員進(jìn)行考勤管理。

    1 射頻識別技術(shù)

    射頻識別技術(shù)（即RFII）（Radio Frequency Identification），是一項自動(dòng)識別技術(shù)，它利用射頻信號通過(guò)空間耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）實(shí)現無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達到識別目的。RFID標簽與傳統的條形碼、磁卡、IC卡相比，具有可擦寫(xiě)、非接觸、信號穿透力強、安全保密性能高、數據存儲容量大等優(yōu)點(diǎn)。射頻卡不怕油漬、灰塵污染，適于實(shí)現自動(dòng)化且不易損壞，系統可識別高速運動(dòng)物體并可同時(shí)識別多個(gè)射頻卡。短距離的射頻卡可以替代條碼。

    電子標簽按照供電方式可分為有源標簽和無(wú)源標簽兩類(lèi)。無(wú)源標簽需從讀寫(xiě)器發(fā)出的射頻波束中獲取能量，經(jīng)過(guò)整流、存儲后提供電子標簽所需的工作電壓。與有源標簽相比，它具有成本低，無(wú)需維護、使用壽命長(cháng)等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是讀寫(xiě)器要發(fā)射更大的射頻功率，識別距離相對較近等。然而，目前的集成電路設計技術(shù)使所需工作電壓進(jìn)一步降低至1v甚至0.42 V，這使無(wú)源RFID系統可以達到20m以上的識別距離。在不同的無(wú)線(xiàn)電規則限制情況下可以滿(mǎn)足大部分實(shí)際應用系統的需要。

    2 射頻識別系統組成及其工作原理

    RFID系統由閱讀器（Reader）與電子標簽（TAG）也就是所謂的應答器及應用軟件系統三個(gè)部份所組成，其工作原理是，閱讀器發(fā)射特定頻率的無(wú)線(xiàn)電波給應答器，用以驅動(dòng)應答器電路將內部的數據送出，此時(shí)閱讀器便依序接收解讀數據，送給應用程序做相應的處理。在實(shí)際應用中，電子標簽附著(zhù)在待識別物體的表面，其中保存有約定格式的電子數據。讀寫(xiě)器通過(guò)天線(xiàn)發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當標簽進(jìn)人該磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生感應電流，同時(shí)利用此能量發(fā)送出自身編碼等信息，讀寫(xiě)器讀取信息并解碼后傳送至主機并進(jìn)行相關(guān)處理，從而達到自動(dòng)識別物體的目的。

    2.1 應答器組成及其工作原理

    應答器也可稱(chēng)為電子標簽（TAG），是RFID系統的信息載體，目前應答器大多是由耦合原件（線(xiàn)圈、微帶天線(xiàn)等）和微芯片組成無(wú)源單元。

    （1）模擬射頻接口模塊：包括射頻收發(fā)天線(xiàn)、負責將射頻訊號轉換成DC電源的電源產(chǎn)生電路、電能存儲電路、信號調制和解調以及時(shí)鐘發(fā)生電路。

    （2）數字控制電路：負責對解調信號譯碼，以及回送數據的編碼。

    （3）內存：存放識別數據。

    2.2 閱讀器組成及其工作原理

    閱讀器根據使用不同可以是讀或讀／寫(xiě)裝置，是RFID系統信息控制和處理中心。閱讀器和應答器之間一般采用半雙工通信方式進(jìn)行信息交換，同時(shí)閱讀器通過(guò)耦合給無(wú)源應答器提供能量和時(shí)序。

    （1）射頻信號耦合及收發(fā)模塊：包括射頻收發(fā)天線(xiàn)、信號調制、解調、射頻載波產(chǎn)生等電路。

    （2）微處理器：產(chǎn)生要送給Tag信號給調制電路，同時(shí)譯碼Tag回送的信號，并把所得的數據回傳給應用程序，若是加密的系統還必需進(jìn)行加解密操作。

    （3）存儲器：存儲用戶(hù)程序和數據，一般采用E2PROM。

    （4）通信接口：用來(lái)和計算機聯(lián)機，通常采用Rs232或RS485方式。

    煤礦系統應用中，主控計算機一般設置在井上，可進(jìn)一步通過(guò)與Ethemet或局域網(wǎng)的通信，與井上大型管理系統相連，從而實(shí)現對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。

    2.3 應用軟件系統

    （1）閱讀器的硬件驅動(dòng)程序：收發(fā)應答器信息、控制閱讀器操作及向主控機或大型監控網(wǎng)絡(luò )系統傳送實(shí)時(shí)數據。

    （2）控制應用程序：運行于主控機上或大型監控網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)器上?？刂瓶ㄆ喿x機的運作，接收讀卡所回傳的數據，與相應數據庫連接進(jìn)行數據處理。

    （3）數據庫：儲存所有相關(guān)的數據，供控制程序使用。

    3 射頻識別技術(shù)在煤礦中的應用

    3.1 在煤礦安全監測中的應用

    射頻識別系統可以作為煤礦安全管理的子系統，用于井下人員及設備安全監測。在坑道、作業(yè)面的交又道口安裝讀卡器，入井人員按照要求佩戴安裝應答器的腰帶，或安裝應答器的安全帽。應答器也可以安裝在符合條件的井下移動(dòng)設備上。系統可以通過(guò)讀卡器識別的卡號信息，記錄持卡人或者被監測設備的經(jīng)過(guò)地點(diǎn)、時(shí)間、活動(dòng)軌跡等實(shí)時(shí)信息，監督無(wú)關(guān)人員和非法人員進(jìn)入坑道或作業(yè)面，還可自動(dòng)生成考勤作業(yè)的統計與管理等方面的報表資料，提高管理效益?？拥酪坏┌l(fā)生安全事故，監控中心對礦難現場(chǎng)被困人員進(jìn)行搜尋和定位，在第一時(shí)間內可以知道被困人員的基本情況，便于開(kāi)展救護工作。

    3.2 在煤礦機車(chē)調度中的應用

    目前RFID技術(shù)運用于機車(chē)定位跟蹤系統的技術(shù)已比較成熟，采用可讀寫(xiě)標簽時(shí)可將有關(guān)信息下載至標簽的空閑內存中。目前準確的了解每輛機車(chē)在任一時(shí)刻的位置就等于在任何時(shí)候都能夠動(dòng)態(tài)的調整機車(chē)的啟程和到站時(shí)間，并且提高機車(chē)對不能預見(jiàn)情況的反應，從而實(shí)現煤礦機車(chē)智能集中調度。

    3.3 在煤炭企業(yè)物資供應管理中的應用

    煤炭企業(yè)的物資供應管理，是對煤炭企業(yè)原煤生產(chǎn)和產(chǎn)品運輸過(guò)程中所需各種物資的采購、儲備、使用等進(jìn)行計劃、組織和控制。通過(guò)在物資上安裝電子標簽，可以方便、快捷地跟蹤物資信息，建立物資供應監控網(wǎng)絡(luò )，實(shí)時(shí)監控企業(yè)的物資運輸、倉儲、裝卸、加工、整理、配送、調度等，進(jìn)行有效資源整合，從而實(shí)現企業(yè)物資信息化管理的零等待、零庫存目標。

    4 結束語(yǔ)

    射頻識別技術(shù)在國內外迅猛發(fā)展，RFID芯片價(jià)格也不斷下降，各種RFID產(chǎn)品日趨成熟，在軍事、零售業(yè)、汽車(chē)制造業(yè)、交通以及政府管理中得到廣泛應用。在我國煤炭行業(yè)的應用才剛剛起步。RFID技術(shù)以其在數據存儲、傳遞、通信方面的優(yōu)勢，對我國煤炭企業(yè)的信息化改造帶來(lái)發(fā)展契機。