武汉七环电气有限公司|矿井移动目标监控系统

矿井漏泄通信系统矿井漏泄通信系统移动目标监控系统

　　KJ150车辆监测及信号灯控制系统的组成设备包括：监控机、显示器、CAN接口卡、避雷器、透明网桥、读卡器、信号灯控制器、信号灯、网桥、识别卡、电源等，其结构方框图如下：

　　上图中KJ150车辆监测及信号灯控制系统为一个多级CAN控制网络。监控机（经过CAN接口卡）以及分布在巷道中的读卡器、信号灯控制器、网桥、透明网桥都作为网络上的一个节点。由于CAN协议独特的非破坏性总线仲裁技术，CAN总线支持多主机，即网络上所有节点不分主从，均可在任意时刻向其它节点发送信息。
　　识别卡是一个射频数据发射机，被安装在受监测的移动目标上，它不断发送一个唯一的识别ID码（车辆识别卡为一字节，人员识别卡为二字节），这一ID码隐含了该目标的特征：当其经过巷道中某读卡器时，读卡器装接收到此ID码，并主动将此ID码连同自己的节点地址一起向监控机发送。
　　监控机在收到上述数据后，经过分析处理，便可确定该车辆（识别卡）在巷道中的当前位置，并以图像形式在显视器上显示。
在此同时，监控机根据当前巷道内所有车辆的当前位置和运动方向，按照由该矿特定的行车规则而确定的数学模型，可以计算出每个信号灯应处的状态。此时监控机将主动把控制信号发送给某信号灯控制器，进而，切换受其控制的信号灯的状态（亮红灯还是亮绿灯）。
透明网桥的作用是通过变换数据速率，使CAN总线与CAN接口卡匹配。网桥的作用是延长CAN总线的通信距离以及系统的总线结构能适应井下巷道的多种拓扑结构。
　　 KJ150系统的监控机通过局域网再与全矿的一体化监控系统相连，即可使该系统成为融入全矿一体化信息系统的一个具有相对独立职能的系统。

系统主要设备介绍
　　 1、识别卡
　　识别卡内包含一片内嵌微处理器的2.4GHz无线射频芯片。每一识别卡由软件设置一个唯一的ID码，（车辆识别卡的ID码为一个字节长，人员识别卡的ID码为两个字节长）。当识别卡安装在某一车辆（人员识别卡由下井人员携带）时，可将该车的车型、车牌号以及司机的相关信息（或该人员的相关信息）输入到监控机内。从而当系统获得此识别卡ID码时，便可立即调出上述车辆（人员）相关信息。
　　识别卡的射频发射功率可由软件设置，功率变化范围为-20dBm ~ 0dBm。因此可方便地调整传感器作用距离。监测过程中，识别卡不断以猝发方式周期性地（如以1s为周期）发送其ID码信号。由于发射过程极其短暂（μs数量级）而芯片在其余大部分时间都处于极其节电的睡眠状态，因而整个识别卡平均工作电流极小。电路由电池供电，电池寿命可达一年以上。
　　当移动目标（车辆或人员）携带识别卡经过某读卡器时，该读卡器将接收到识别卡发送出的ID码，并将此ID码随同读卡器自身的地址码一起经由CAN总线传送给监控机。从而使监控机获取该移动目标的当前位置信息。
　　由于识别卡射频芯片，采用猝发方式，且猝发方式周期有意识不精确（芯片特有技术），因此，当多个识别卡同时处于同一读卡器作用范围之内时，有效解决了令人头痛的电磁波信号在空间发生碰撞的问题。
　　芯片内嵌入的AD转接器，时刻监视电池电压，当电池能量消耗将尽时，系统自动提醒用户更换电池。
　　如果不经常性的校准，猝发周期会随着环境温度、电池电压等因素的变化在很大范围内变动。因此软件增设了猝发周期定时校准功能。
　　识别卡外形小、结构坚实、防潮防尘、能在强冲击，振动，潮湿多尘等恶劣环境下可靠工作。
　　识别卡为ExibⅠ本质安全型防爆通信设备。
　　识别卡的型号（KGE-401）KG表示矿用传感器（类型代号）、E表示位置（主要特征代号）、401表示登记序号。

　　2、读卡器
　　读卡器为现场识别信号采集装置。它作为CAN总线的一个节点，挂接在CAN总线上。当有识别卡移动到某读卡器附近时（有效接收范围），该读卡器就能接收到这个识别卡的ID码。于是将此ID号连同自己的地址码一起经由CAN总线传送给监控机。从而使监控机获取该移动目标的当前位置信息。
　　读卡器的DC 12V电流由外部电源提供，其体积小、重量轻，可安装在巷道壁上。
　　读卡器为ExibⅠ本安型防爆通信设备。
　　读卡器的型号（KCW-402）KC表示矿用信息传输装置及组件（类型代号）、W表示位置信息（主要特征代号）、402表示登记序号。

3、信号灯控制器
　　信号灯控制器同读卡器一样，也是CAN总线上的一个节点。它的主要功能就是接收监控机的命令后控制并改变信号灯的颜色（亮红灯还是亮绿灯）。同时，在监控机查询信号灯的状态时，将信号灯的状态码发送给监控机。
　　信号灯控制器以及它所控制的信号灯所需的DC 12V直流供电由外部电源提供。
　　信号灯控制器也是ExibⅠ本安型防爆通信设备。
　　信号灯控制器的型号（KCK-403）KC表示矿用信息传输装置及组件（类型代号）、K表示控制信息（主要特征代号）、403表示登记序号。

4、信号灯
　　信号灯是系统对车辆进行指挥的执行机构，为红、绿双色，受信号灯控制器的控制而工作。
　　信号灯所需的DC 12V由信号灯控制器提供，工作电压低、电流小。
　　信号灯也是ExibⅠ本安型防爆通信设备。
　　信号灯的型号（KXH-404）KX表示矿用信号设备（类型代号）、H表示信号器（主要特征代号）、404表示登记序号。

　　5、网桥
　　网桥内部电路主要由一片微处理器控制两个CAN节点，而两个CAN节点分别挂接到两个不同的CAN总线上。于是网桥就成为名副其实的沟通两CAN总线的信息桥梁。网桥按其在整个系统网络中所起的作用以及安装部位的不同，可分别具有以下几种不同功能：
　　 A、用于延长通信距离
　　 B、用于增加CAN总线的分支
　　 C、起分站作用（人员监测及定位系统）
　　总之有了网桥便可以组成不同拓扑结构的CAN总线网络以适应不同矿井需要。
　　网桥所需的DC 12V直流供电由外部电流电源提供。
　　网桥也是ExibⅠ本安型防爆通信设备
　　网桥的型号（KCZ-405-2）KC表示矿用信息传输装置及组件（类型代号）、Z表示信息传换（主要特征代号）、405表示登记序号、2表示用于井下。

6、透明网桥
　　透明网桥只能安装于地面，其防爆型式([Exib]Ⅰ)为地面一般型兼输出本质安全型，其作用及功能与网桥相同。
　　透明网桥的型号（KCZ-405-1）KC表示矿用信息传输装置及组件（类型代号）、Z表示信息转换（主要特征代号）、405表示登记序号、1表示用于地面。

7、电源
　　为读卡器、信号灯控制器及网桥提供本安DC 12V直流电源，防爆型式，(Exd[ib]Ⅰ)隔爆型。
　　型号：KJ127/12电源