基于ZigBee和RFID的隧道定位安全管理系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種隧道管理系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及一種基于ZigBee和RFID的隧道定位安全管理系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]當今社會，由于城市地鐵、鐵路隧道和高速公路隧道的建設明顯改善了路線技術指標、縮短了路程和行車路程和行車時間，有效提高了運營效益，因此各地對隧道的建設都十分重視。目前的遠程信息管理系統(tǒng)往往只是對行政和技術文件的管理，而無法實時地獲取施工信息，更不能對施工方信息和施工人員有一個全面、及時、準確的掌握，從而導致很多事故的發(fā)生。
[0003]為改變目前隧道施工過程安全管理落后的管理模式，基于RFID的定位技術已逐步應用到隧道的管理工作中。RFID的定位的定位原理是使用基站覆蓋整個隧道區(qū)域，當一個標簽處于某個基站附近時，這個基站獲得的信號最強，根據相近優(yōu)選原則，可判斷標簽的位置，若某個標簽處于幾個閱讀器重疊范圍，每個基站獲得的信號強度不一致，對比信號強度也可判斷待定位標簽的位置。但RFID定位技術受傳輸距離影響大，要想獲得較高精度的定位需要布設高密度的參考點，但高密度的參考點的布設又會加劇信號之間的碰撞，另外RFID定位技術受電磁干擾、金屬環(huán)境、潮濕環(huán)境等工作環(huán)境影響大，因此標簽發(fā)送的信號相當一部分是冗余的，損耗了標簽很多能量，使用效率低，且當一個閱讀器的識別方位有幾個標簽時，就有可能同一時間有多個標簽向閱讀器返回信息產生沖突，導致閱讀器識讀精度下降。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明還有一個目的是提供一種基于ZigBee和RFID的隧道定位安全管理系統(tǒng)，其能夠實施記錄并查詢施工人員在過去一段時間內的工作路線，有效提高了隧道內區(qū)域定位的精度和抗干擾性，并具有洞內洞外雙向報警和防止外來無卡人員的獨自進入的功能，有效規(guī)范了隧道的管理工作，保障了隧道的安全施工。
[0006]為了實現(xiàn)根據本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種基于ZigBee和RFID的隧道定位安全管理系統(tǒng)，其包括:
[0007]中心處理器，其設置于監(jiān)控室，其與主ZigBee模塊相連；
[0008]有源識別卡，其包括標簽模塊和與所述標簽模塊相連的第一 ZigBee模塊模塊，所述標簽模塊自動發(fā)射具有唯一識別碼的無線電信號；
[0009]基站，其每間隔180?300m安裝于隧道內，其包括讀卡模塊和連接于所述讀卡模塊的第二 ZigBee模塊，所述第二 ZigBee模塊組成定位ZigBee網絡，所述第二 ZigBee模塊通過所述主ZigBee模塊與所述中心處理器相連，所述讀卡模塊自動接收所述識別碼；
[0010]其中，當施工人員攜帶所述有源識別卡進入所述基站，所述讀卡模塊讀取所述識別碼并將其經所述第二 ZigBee模塊傳輸給所述中心處理器，所述中心處理器參考所述讀卡模塊的位置，獲得施工人員的大致范圍，同時所述讀卡模塊經所述第二 ZigBee模塊分別將其坐標值和接收到的識別碼信號的強弱值傳輸?shù)剿龅谝?ZigBee模塊，所述第一ZigBee模塊再發(fā)送到所述有源識別卡，所述有源識別卡進行計算得到自己的坐標值后發(fā)送到所述中心處理器。
[0011]ZigBee技術是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協(xié)議，其可跨越很大的物理空間，適合距離較遠比較分散的結構，且可保證信息傳輸?shù)目煽啃?。且在同一環(huán)境內RFID射頻識別過程與ZigBee通訊技術之間相互的電磁波干擾較小，RFID區(qū)域定位技術與ZigBee點定位技術的相結合可有效提高定位的精確性。
[0012]優(yōu)選的是，其中，所述基站每間隔180?220m安裝于隧道內。
[0013]優(yōu)選的是，其中，所述標簽模塊還分別連接有瓦斯傳感器和溫濕傳感器。
[0014]優(yōu)選的是，其中，所述標簽模塊還分別連接有緊急按鈕、正常運行信號燈及報警信號燈。
[0015]優(yōu)選的是，其中，所述中心處理器還連接有同步控制模塊及LED顯示屏，所述同步控制模塊的一端與所述中心處理器相連，另一端與所述LED顯示屏相連。
[0016]優(yōu)選的是，其中，所述LED顯示屏為32X 16LED點陣。
[0017]優(yōu)選的是，其中，所述讀卡模塊還連接一紅外報警器。
[0018]優(yōu)選的是，其中，所述中心處理器存儲有與所述識別碼相對應的個人信息。
[0019]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0020](I)本發(fā)明采用ZigBee和RFID技術相結合，不但可記錄施工人員一天的工作路線，還可對實現(xiàn)對人員的精確區(qū)域定位，降低了單獨使用RFID時冗余能量的消耗，有效提高了 RFID的定位精確性和使用效率；
[0021](2)讀卡器上設有紅外報警功能，防止無卡外來或施工人員獨自進入隧道，有源識別卡還具有雙向報警功能，施工人員通過按下緊急按鈕可向監(jiān)控中心進行呼叫，監(jiān)控中心也可向有源識別卡發(fā)送信號，使用信號燈進行指示，有效保證了隧道施工的安全；
[0022](3)瓦斯監(jiān)測器和隧道特殊危險地段第二紅外報警器的設置進一步保障了隧道施工的安全，LED顯示屏的設置用以實時顯示施工人員的信息，提高了管理的先進化和透明化。
[0023]本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研宄和實踐而為本領域的技術人員所理解。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的一個實施例中基于ZigBee和RFID的隧道定位安全管理系統(tǒng)的總框架圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的另一個實施例中基于ZigBee和RFID的隧道定位安全管理系統(tǒng)的結構框圖。
[0026]圖中:1、中心處理器，2、有源識別卡，3、基站，11、主ZigBee模塊，12、同步控制模塊，13、LED顯示屏，21、標簽模塊，22、第一 ZigBee模塊，23、瓦斯傳感器，24、溫濕傳感器，25、緊急按鈕，26、正常運行信號燈，27、報警信號燈，31、讀卡模塊，32、第二 ZigBee模塊模塊，33、紅外報警器。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0028]應當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
[0029]圖1和圖2示出了根據本發(fā)明的一種實現(xiàn)形式，其中包括:中心處理器1，其設置于監(jiān)控室，其與主ZigBee模塊11相連，用以控制與其相連的所有模塊；
[0030]有源識別卡2，其包括標簽模塊21和與所述標簽模塊相連的第一 ZigBee模塊模塊22，所述標簽模塊21自動發(fā)射具有唯一識別碼的無線電信號；
[0031]基站3，其每間隔180?300m安裝于隧道內，其包括讀卡模塊31和連接于所述讀卡模塊的第二 ZigBee模塊32，所述第二 ZigBee模塊32組成定位ZigBee網絡，所述第二ZigBee模塊32通過所述主ZigBee模塊11與所述中心處理器I相連，所述