基于射频识别的煤矿人员考勤定位系统

论文摘要

为适应煤矿管理及安全生产的要求,结合煤矿生产实际,开发了一种基于射频识别的人员考勤定位系统,该系统具有性能稳定,人员识别率高,误码率小,使用方便,成本低等特点,对于煤矿安全生产和管理,具有很大的现实意义。整个考勤定位系统分为两个部分:考勤装置和定位装置。考勤装置用来完成人员的出入井时间记录,并进行身份验证;定位装置则用来获取井下人员的动态位置,方便管理者调度和安全管理。文中首先介绍了射频识别的概念。通过比较各种自动识别技术,说明射频识别技术的优势,并介绍了射频识别系统的组成及分类。基于射频识别技术,论文中给出了人员考勤装置的设计。为了完成考勤功能,选择PHILIPS公司的Mifarel射频卡做为考勤卡,并设计出了相应的读卡器,而且开发了考勤管理软件。同时,运用虹膜识别技术,在对人员考勤的同时,完成了他们的身份确认。为了了解人员的井下工作轨迹,设计出了井下人员定位装置。该装置由定位卡、读卡器及监控中心三大部分组成。当井下人员经过安装在各个采区口的读卡器时,随身携带的定位卡将卡片中的个人信息发送出去。读卡器保存信息后,等待监控中心PC机的问询,一旦收到命令,便将存储器中数据上传给PC机。为了不另设管道,文中采用了先进的电力载波技术来实现PC机和读卡器之间的数据交换。针对井下多人同时经过一个读卡器而发生的标签冲突,论文中提出了采用Aloha算法来解决冲突的办法。论文的最后对系统做了一系列性能测试,并针对实验结果进行了分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 国内外煤矿人员考勤定位系统研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 第2章 射频识别技术概述
• 2.1 几种自动识别技术的比较
• 2.2 射频识别技术及其发展
• 2.3 射频识别系统组成
• 2.3.1 射频卡
• 2.3.2 读卡器
• 2.4 射频识别系统分类
• 2.4.1 按标签电源供给方式分类
• 2.4.2 按系统作用距离分类
• 2.4.3 按标签工作频率分类
• 2.5 本章小结
• 第3章 人员考勤装置设计
• 3.1 装置总体设计及工作原理
• 3.2 虹膜识别技术
• 3.3 Mifare1射频卡
• 3.3.1 Mifare1卡特点
• 3.3.2 Mifare1卡工作原理
• 3.4 Mifare1卡读卡器的设计
• 3.4.1 单片机
• 3.4.2 MF RC500芯片
• 3.4.3 匹配电路及天线设计
• 3.5 考勤装置软件设计
• 3.5.1 通信协议
• 3.5.2 读卡器软件设计
• 3.5.3 考勤管理软件设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 人员定位装置硬件设计
• 4.1 定位装置组成及工作原理
• 4.2 定位装置硬件选型
• 4.3 定位卡电路设计
• 4.3.1 MSP430F1232单片机
• 4.3.2 nRF24L01及其收发电路
• 4.4 读卡器电路设计
• 4.4.1 读卡器系统组成
• 4.4.2 存储器接口电路
• 4.5 电力载波通信模块设计
• 4.5.1 PL2102芯片
• 4.5.2 数据传输电路
• 4.5.3 逻辑电平转换电路
• 4.5.4 时钟电路
• 4.6 本章小结
• 第5章 人员定位装置软件设计
• 5.1 系统软件实现的基本功能
• 5.2 通信协议
• 5.2.1 通信格式
• 5.2.2 通信命令及应答
• 5.3 人员定位卡的控制程序
• 5.4 读卡器的控制程序
• 5.4.1 主程序
• 5.4.2 定位卡请求中断程序
• 5.4.3 PC机问询及应答程序
• 5.5 载波模块软件设计
• 5.5.1 主程序
• 5.5.2 串口收发中断程序
• 5.5.3 载波收发中断程序
• 5.6 监控中心管理软件设计
• 5.7 定位装置的防冲突算法
• 5.7.1 冲突分类
• 5.7.2 标签防冲突算法
• 5.7.3 Aloha法在人员定位中的应用
• 5.8 本章小结
• 第6章 系统测试
• 6.1 实验条件
• 6.1.1 实验仪器
• 6.1.2 实验环境
• 6.2 人员考勤测试
• 6.3 人员定位卡识别测试
• 6.4 定位卡及读卡器的功耗测试
• 6.5 电力线数据传输测试
• 6.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的成果
• 致谢