基于RFID技术的煤矿机电设备管理系统设计与实现

基于RFID的矿山车辆智能化管理系统方案一、系统需求及总体建设目标1、矿山车辆安全运输管理需求煤炭行业中如何确保煤炭的计量准确，运输安全，保证煤炭在场区内外不受损失成为各大煤炭企业迫切需要解决的难题。

各煤炭企业往往有着以下方面需求：1) 能够严格管理煤炭料场运输车辆，确保实时掌握煤炭料场内外及行驶线路中相关运输车辆的实时情况（如：是否为合法车辆，杜绝套牌车辆，系统时时追踪及记录矿山车辆的进场、出场时间、称重情况、行进线路是否符合规定等等）。

2) 能够监控地衡(地磅)的运行情况。

煤炭物料运输时，通常采用地衡按照“毛重-皮重”的方式对散装物料进行称重。

能对车辆进行唯一性标识和自动识别。

能从管理软件上自动掌握物料的运输和库存数据，同时，防止“一车二过、大车过毛小车回皮”等不法行为。

3) 能够使计量网络管理系统与地磅称重系统无线对接，能形成智能化的管理系统最佳。

自动地磅中自动获取数据，时时反馈中心服务器，与采购、库存和生产等各部门建立衔接，形成完整的计量终端系统，最大程度上优化企业内部的管理流程，加大工作效率。

4) 能够提供远程查询监控系统，便于相关人员通过Web浏览器方式或其他方式，随时对某一个煤炭物料车辆进行监控和追踪。

2、建设目标利用先进的RFID无线射频产品配合物联网技术上的解决方案，对相关运输车辆进行有效管理，最终目标是：实现高效、可靠的管理平台，实时掌握矿山企业的煤炭运输状况，提升企业对于煤炭运输的管理水平，防范人为的管理漏洞和企业财产损失。

二、总体解决方案2.1方案思路2.1.1 采用RFID技术对相关运输车辆进行管理主要包括以下部分：标签启用和发卡，与相应车辆进行数据库信息捆绑登记。

车辆进出入识别通过地磅，煤场，关键点路线识别利用手持设备或车载设备进行车辆稽查2.1.2 通过网络技术实现本地和远程管理（1）架设有线网络或无线网络，使网络覆盖整个料场的作业区，所有作业数据可以通过固定式RFID读写器实时进行传输。

RFID在煤矿井下安全管理中的应用概述RFID (Radio Frequency Identification)技术是一种无线电信号识别技术，被广泛应用于煤矿井下的安全管理中。

它可以实现对煤矿工人和设备的实时监控，提高煤矿井下的安全性和效率。

RFID技术在煤矿井下的应用1.身份识别监控RFID技术可以实现对煤矿工人身份的识别和监控。

每个工人都携带一个RFID芯片卡，系统可以读取芯片卡上的信息，并将工人的身份信息与井下监控系统进行对接。

这样可以随时掌握煤矿工人井下的工作情况，避免意外事故的发生。

2.安全区域划分RFID技术可以实现煤矿井下安全区域的划分。

通过在矿井的安全区域设置RFID感应装置和RFID标签，可以实现对工人的安全区域进行监控，一旦工人进入了危险区域，系统会自动报警，并在第一时间采取措施。

3.突发事件管理RFID技术可以实现煤矿井下的突发事件管理。

在井下的关键位置设置RFID感应装置和RFID标签，可以实时监控煤矿井下的情况，一旦发生突发事件，系统会自动报警，并指示相关工作人员采取适当的对策。

4.立体物联管理RFID技术可以实现对煤矿井下设备的立体物联管理。

通过在设备上安装RFID标签，可以实现对设备的实时监控和管理，一旦发现设备有异常，系统会进行自动报警，并快速采取修理措施。

RFID技术在煤矿井下安全管理中的优势1.高效性RFID技术可以实现对煤矿井下人员和设备进行快速、实时的监控管理，大大提高了煤矿井下的效率和工作质量。

2.安全性RFID技术可以实现对煤矿井下的安全区域进行快速、准确的划分监控，避免了意外事故的发生，大大提高了煤矿井下的安全系数。

3.信息化RFID技术可以将煤矿井下的管理变得更加信息化，所有监控信息可以快速地上传井上电脑、工作车等中央设备，方便管理人员进行监管。

总结RFID技术的应用，使煤矿井下的管理变得更加科学、高效和信息化。

但是，任何一种技术的应用都需要有专业的人员进行管理，才可以更好地发挥出它的优势。

煤矿机电设备管理系统的设计作者：刘飞来源：《科学导报·学术》2020年第36期摘; 要：本文在对某大型矿业集团设备管理实际需求分析的基础上，提出了基于RFID技术的煤炭企业设备全生命周期管理的思想。

提出总体目标及系统总体设计方案，在其基础上进行了煤矿机电设备管理系统Web端和移动客户端两部分的设计与实现。

为设计适应于矿业集团机电设备管理系统提供支持，提高机电设备的管理效率。

关键词：机电设备;管理系统;系统需求1、系统研究背景及总体目标1.1 系统研究背景某现代大型矿业集团下属矿井分布广泛，设备采购一般由物资供应公司统一采购，下属各矿分别设立其各自供应部及小库房，负责单位设备的进、销、储等工作，为了提高设备管理效率，经过实地调研，认为目前大型矿业集团煤炭企业设备管理方面主要存在以下问题：（1）设备全面状态信息的缺失，手工编制计划，使设备采购计划、接替计划，工作量大，编制困难，容易出现错误和偏差，从而造成不必要的经济损失。

（2）机电设备采购流程不够完善，造成设备采购信息丢失，设备采购成本变大，设备不能从其全生命周期进行管理等，设备故障维修不及时造成生产中断，降低生产效率。

（3）机电设备技术资料大多以纸质文字形式存在，不能上傳至系统，未能形成资源共享，资料不全且大部分保管在设备采购单位，导致设备大修无技术资料，影响设备大修。

（4）设备信息不能共享，形成广泛存在的信息孤岛。

虽然个别单位有信息管理系统，但数据不能共享，也不完善。

管理手段变化跟不上生产变化要求，部分规章流程执行困难，有些备件信息不能准确查找或查找困难、无法进行全面的资产统计。

本系统分析了某大型矿业集团的机电设备管理现状，分析了其现有的系统的不足，从其实际需求出发提出了设备全生命周期管理的思想，并且应用RFID技术实现设备的全生命周期管理，对其业务流程进行了设计，并且对设备故障预警功能进行了详细设计，提高了煤矿生产效率和集团的管理水平，保证了系统的数据信息完整，为以后的数据分析处理打下了基础。

RFID识别技术在煤矿设备管理中的应用摘要：通过分析我国现有设备管理系统的基本情况，对于RFID技术进行了简单介绍，同时对煤矿设备管理系统的构建、系统功能做了描述，也对应用系统建立后产生的实际意义做了简单描述。

关键词：设备；管理系统；功能设备管理的主要任务是按照建立现代企业制度的要求，将设备的实物形态管理和价值形态管理相结合，对设备从规划、设计、选型、购置、安装、使用、维护、修理、改造直至报废处置等进行全过程管理，做到经济高效地使用设备，为企业安全生产经营奠定坚实的物质基础。

但是由于煤炭行业的特殊性，煤炭企业设备资产覆盖面广，资产使用部门多，使用分布范围大的特点。

按煤矿企业“采掘机运通”等专业分类的设备属性和使用属性，其分类管理十分复杂。

同时煤矿企业地面和地下的资产种类多、数量大，金额高，更新快，需要在矿山管理上应能及时准确反映出这些变化。

为此，需要运用现代化的手段建立科学有效地设备管理体系。

基于RFID技术建立的设备管理系统以RFID射频自动识别技术、现代通讯技术、计算机软件及数据库技术为技术实现方式，针对煤矿设备管理现实及需求，对设备采购、现场管理、使用管理、各级检修直至报废实现全寿命管理，对设备的运维效能、安全以及成本指标等综合管理实现全程监控。

1现状分析（1）传统的煤矿设备资产管理方式一般依赖于非自动化，以纸张文件为基础的系统记录、追踪管理，少数用到条形码实现资产的识别与管理，管理效率相对低下。

随着井下掘进进尺日渐增大，设备资产分布范围及数量的增加，若沿用传统的设备管理模式，必然会加重管理人员的工作量，人力资源的严重浪费，同时也增加了资产管理的难度，往往会造成数据不及时，出错率高等问题。

（2）井上井下的诸多设备需要设备保障人员进行定时、定点巡视检查设备运行状况。

一般而言，企业都制定了设备巡查措施并要求维保人员将《设备巡视制度》落到实处。

但由于缺乏有效的监督措施，巡检工作的认真与否往往依赖于员工的自觉性，因环境因素、人员素质和责任心等多方面因素的制约巡检质量。

基于RFID和Wi-Fi技术的矿井机车管理系统1 煤矿机车管理系统原理1.1 RFID 技术RFlD 无线射频识别是一种非接触式的自动识别射频技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。

RND 系统主要南阅读器、天线和标签组成。

其中阅读器主要读取电子标签信息;天线负责在标签和阅读器间传递射频信号;标签是由耦合元件及芯片组成，每个RFID 标签具有唯一的电子编码，附着在物体标识目标对象。

RFID 的主要特点有：(1)RFID 技术实现了对标签的快速扫描和元屏障阅读。

它的读写范围以达到3600，读写距离可以达到几十米，可识别高速运动物体电子标签，并且在中间隔有物体的情况下也能对其进行渎取。

(2)RFID 标签承载的是电子式信息，不仅提高了标签的抗污染和抗破坏的能力，还大大增加r 数据的记忆容量，并且可写入式芯片可多次写入数据，可根据需要改变电子芯片中的信息。

针对矿井运输井下环境恶劣、障碍多的特点，矿井机车监控与管理系统运用RND 的远距离射频识别技术，准确实时记录机车和运输工作人员T 作信息，返回到地面管理中心，使调度人员能了解井下机车运输的动态。

1.2 WiFi 技术wiFi(Wirelessviaii 忉又称为802.1ib 标准，使用2.4GHz 直接序列扩频，最大传输速率为54bit/s，并可根据信号强弱把传输速率调整为5.5bit/s、2bit/s 及lbit/s。

在2.4GHz 及5GHz 频段上免许可。

其主要特性为：速度快，_日r 靠性高，在开放性区域，通讯距离可达305m，方便与现有的有线以太网络整合，组嘲的成本更低。

组网系统主要包括无线站点、AP 节点及网络服务器，站点。

RFID技术在选煤厂给煤机过程控制中的应用摘要：随着科学技术的不断发展，新技术、新设备逐渐进入煤炭行业各个生产流程，目前我国大多选煤厂都存在自动化程度低、生产过程稳定性不强、职工操作不方便等弊端。

选煤厂给煤机操作主要采用人工现场实时操控，原煤洗选的精确度和自动化水平低。

为加快选煤厂的生产效率，本文设计一种基于RFID技术的给煤机的自动控制系统。

关键词：RFID标签；给煤机；过程控制1.背景目前，我国制造业高质量发展还面临着许多问题。

就选煤而言，行业发展技术创新能力薄弱，工艺调整难，发展方式的转变慢等，迫切需要技术改革创新，以实现集中自动控制到智能化控制。

现各行业的生产制造自动化水平已逐步提升，生产过程的集中控制程度更加安全、稳定。

选煤厂生产过程，受煤坑、储存仓上均是重要岗位，给煤机操作人员需要时刻跟着设备移动控制，在阴冷潮湿、粉尘大的环境下工作，最容易致病。

因此，研究给煤机过程自动控制就成了重点课题。

操控室实现控制，在无人干预的情况下要按规定的序或岗位人员指令进行自动运行。

采用自动过程控制，可以将操作人员从这种环境中解放出来，还能提高选煤生产效率，实现高产高效生产。

通过调查研究，RFID标签则是一种可进行无线远距离传输，可穿透、高速移动下读写、存储数据简单易操作，广泛应用于生产制造行业的供应链管理、仓库管理、物料管理等。

特别是在受煤坑、储存仓上等恶劣的环境下使用，精度无影响，所以涡北选煤厂就引入了RFID技术，对给煤机生产过程实现可视化管理、生产设备检测以及产品状态监测。

2.改造思路2.1 RFID技术工作原理。

RFID技术的基本工作原理：利用读写器，对标签进行编码，由标签传出可识别的频率信号，数据接收器读取信息并解码后经过光电交换机与EtherNet/IP/串口网关转换器，通过数据转换送至PLC模块进行有关数据处理，根据用户需求进行编程与制作上微机操控画面，从而实现过程自动控制。

2.2 改造方案。

XXX型煤矿井下人员管理系统系统概述xxxx自主研发的《XXX型煤矿井下人员管理系统》是集射频识别技术、先进的防冲突机制和软件算法、工业总线通信技术、矿用数字地理信息技术，以及工业嵌入式系统等先进科学技术为一体的煤矿安全生产管理系统。

XXX型实现了井下人员和设备的跟踪定位、考勤监督、矿图数字化管理、系统联网监控、事故现场模拟分析等多种功能，在煤矿地理空间数据的多尺度模拟分析、多标签并发识别能力、标签使用寿命、组网灵活性、系统可靠性、系统可维护性等关键技术指标方面处于国内领先地位。

XXX型按照“统一发卡、统一装备、统一管理”和“一人一卡”的原则对上岗人员进行管理，实现井下作业人员和重要设备的实时定位和跟踪。

通过XXX型管理系统，地面管理人员可以随时掌握井下人员及设备的出入和分布情况，为煤矿生产调度和安全管理提供了有力的技术保障。

发生突发灾害时，地面管理人员可以从XXX型监控中心及时获取事故现场的人员分布、被困人员数量、姓名等详细信息，并对事故现场进行多尺度模拟分析，为制定事故应急处理方案提供科学的辅助决策，极大地提高了事故救援的效率。

由此可见，XXX 型井下人员管理系统对实现煤矿的自动化安全生产管理有着极其重大的意义。

系统结构图系统特点●独特的低功耗设计，识别卡使用寿命超过2年●先进的射频模块设计，多标签并发识别能力超过150个●创新的双天线式分站设计，提供高性价比的全域覆盖和定位●先进的防冲突机制和软件算法，确保系统的漏读率小于10-4●灵活实用的报警功能设计，矿工可通过识别卡上的薄膜按键主动向地面发送报警信号●高可靠性的井下通信网络，基于CAN工业总线的专用通信协议●灵活的组网架构，可以满足煤矿企业和主管部门的各种管理需求●完善的双机容错备份功能，确保系统在各种突发事故情况下的稳定运行●强大的系统管理维护功能，对系统内所有设备的运行状态实行在线监测●自主研发的矿用数字地理信息技术，实现煤矿从二维到三维的多尺度数字化管理●简洁实用的工业级产品设计，设备安装便捷可靠系统主要参数系统容量:系统允许接入的读卡分站数量最大为32台，被中继器分隔部分每段最大容量为16台读卡分站。