射频无线识别技术在矿山生产调度和安全管理中的应用.pdf

第35卷2007年第4期

家。同一台设备上的同种元件应统一型号、规格和厂家，便于缘材料的绝缘层，绝缘体是采用氮气物理发泡方式形成的高弹
互换。性结构的绝缘层，作用是防止外力的冲击作用。三层防水、防
供应部门应严格按照使用单位要求组织采购并在交货时提火、防冲击绝缘结构用以适应不同的恶劣环境；外导体由疏编
供产品合格证、质量证明书，否则使用单位有权拒绝领用。坚织形式的数十根铜质细导线组成，作用是对其线路上的功率放
决杜绝采购假冒伪劣产品、淘汰产品以及应有而未有煤安标志大器提供电源，疏编织结构细导线间的间隙既是射频信号在LF
的产品。电缆内导体与外界间的传输通路；内导体为铜质粗导线，系射
3结束语频信号的传导媒介(LF电缆主干线长度可达到100km以上)。
任何事故的发生，似乎都有客观的原因，但重要的因素是外围无线设备的语音或者数据等信号经过调制过程，产生的调
主观的原因，如果我们加强管理，尽量消除主观因素带来的可频信号经发射装置转换成特定频率的射频无线信号经LF电缆
能后果，大多事故都是可以避免的。如果对上述的措施认真执疏编织结构细导线间的间隙传至内导体，信号经线路最终传输
行，对于大型设备制动系统的安全隐患，将会从根本上和源头至地面基站(即前端机)进行解调处理。反之亦然，地面基站发
上得以消除。□出的特定频率的射频无线信号，沿着LF电缆经其疏编织结构
(收稿日期：2006-11-07)细导线间的间隙发射至LF电缆附近30m范围内的空间(距离
较远的可采用局域天线，使无线通信距离达到200m)，特定
fefefefefefefefefefefefefefefefefefefe外围设备的接收装置接收到射频无线信号后对其进行解调，从
论文编号：1001-3954(2007)04-0148-149而得到所需的语音或者数据等信号。也就是说，LF电缆的作用
射频无线识别技术在矿山就像一根长天线，把地面基站与其外围无线设备连接在一起。
2泄漏通信系统的基本组成
生产调度和安全管理中的应用泄漏电缆LF通信系统是由英国煤炭工业于1970年发明
的。近几年随着泄漏通信技术日趋成熟，泄漏通信系统在国内
孙卫东矿井、隧道、地下建筑物等场所中的应用越来越广泛。泄漏电
山东黄金集团有限公司三山岛金矿山东莱州261442缆LF通信系统的基本组成如图2所示。

于矿山井下环境的特殊性和复杂性，矿山企业的生产及
由安全管理较其他行业相比具有一定的难度。由于历史原
因，目前矿井生产中使用的各种监测、监控与通信系统各自为
政，造成通信线路重复投资与建设，系统维护量大，整体可靠
性差，维修困难；此外，信息不能综合利用，难以从系统工程
的整体角度对矿山生产进行统一的自动化调度管理。因此根据
经矿山井下生产和安全实际情况，需要一种集井下无线语音通
信、视频通信、人员及设备定位、环境监测、设备控制和生产
验管理等功能于一体的生产和安全管理系统。目前，国外矿井使
用较多的是透地通信、泄漏通信和感应通信等系统，相比较而
言采用射频无线识别技术来实现语音通讯功能、数据传输功
能、人机定位功能以及视频传输功能的泄露通信系统以其投资
少、功能强、集成度高、故障率低、维护方便等特点体现出其
较为优越的实用性。
1射频无线识别技术原理
大家知道，由于障碍物对电磁波有强烈的吸收和衰减作图2泄漏通讯系统图
用，电磁波在封闭空间中不能像在自由空间那样远距离传播，
2.1基本组成
因此无线设备一般无法在矿井、隧道、地下建筑物等场所使
前端机(地面基站)是泄漏通信系统的核心，前端机的基本
用。而近年来随着射频无线识别技术RFID(RadioFrequency
配置由语音单元、数据单元、视频单元、电源组件、分线组件
IdentificationTech-nology)的不断发展，使无线通信在这些场
组成(语音单元、数据单元、视频解调单元可根据实际情况任意
所的应用越来越广泛。
选择)，每套系统中只有一台。标准的前端机包括8个语音/数
RFID技术是一种非接触式
据信道及16个图像信道(各信道相互独立，频带件具有一定间
的自动识别技术，它通过
隔，以免各信道信号间的互调失真)，通过以8个信道为单位
射频信号射频信号自动识
的扩充单元，可将语音/数据信道扩充到16、24、32个。系统
别目标对象并获取相关数
中所有的信号，包括语音、数据、视频信号采用双向半双工的
据，射频信号的传输媒介
通信方式经过前端机内置软件进行处理，再转发出去。另外前
既是泄漏电缆LF(Leaky
端机对LF电缆线路中的连接设备，如放大器、转接器、终端
Fee-der)。泄漏电缆又称
装置等均具有自诊断功能，前端机定时对这些设备进行检测，
为物理发泡射频同轴电
当出现故障时，前端机会指明故障设备并发出报警信号，便于
缆，其结构如