一種礦工刷卡的分析系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種礦工刷卡的分析系統(tǒng)，包括：人員定位卡、基站和控制平臺，所述人員定位卡通過三軸加速度模塊采集礦工的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將每一個人員定位卡所采集到的狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送給基站；所述基站與人員定位卡之間進行周期性的TOF測距以獲得定位數(shù)據(jù)，所述基站將接收到的定位數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給控制平臺進行實時分析，進而得到與人員定位卡所對應(yīng)的位置信息、運動狀態(tài)、運動軌跡和運動方向，所述控制平臺通過分析判斷出同一個礦工身上是否攜帶了多張人員定位卡。本發(fā)明能夠防止礦工替他人打卡的情況，還能夠?qū)崟r監(jiān)控礦工佩戴人員定位卡的情況，便于礦上人員的生產(chǎn)管理和監(jiān)督，保障礦工的人身安全。
【專利說明】一種礦工刷卡的分析系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種刷卡分析系統(tǒng)，尤其涉及一種礦工刷卡的分析系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]人員考勤作為一種傳統(tǒng)的人員管理系統(tǒng)，普遍在礦上人員生產(chǎn)管理上使用，方便監(jiān)督管理，提高生產(chǎn)效率；但是傳統(tǒng)的人員考勤管理系統(tǒng)，通過記錄、統(tǒng)計和分析員工在項目及非項目上的各項工作任務(wù)內(nèi)容和所花費的時間，用以采集項目標(biāo)準工時，考核員工績效，核算項目人工成本。
[0003]比如，通過安排專門管理人員進行檢查登記，或者準備一套刷卡登記系統(tǒng)來管理等；但這種方法存在以下不足的地方:首先，人員檢查登記效率低下，容易存在誤漏情況；其次，刷卡系統(tǒng)無法有效避免一人帶多卡，替他人打卡的情況發(fā)生；最后，考勤系統(tǒng)一般是在入口進行檢查，沒辦法實時一直監(jiān)控員工佩戴人員定位卡的情況，比如，員工雖戴卡下去，但是交給別的員工，自己又上來或去到其他不合規(guī)定的崗位的地方。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是需要提供一種除了考勤和人員定位功能外，還能夠有效鑒別是否存在員工一人攜帶多張人員定位卡，并鑒別運動狀態(tài)是否正常的礦工刷卡的分析系統(tǒng)。
[0005]對此，本發(fā)明提供一種礦工刷卡的分析系統(tǒng)，包括:人員定位卡、基站和控制平臺，所述人員定位卡通過三軸加速度模塊采集礦工的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將每一個人員定位卡所采集到的狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送給基站；所述基站與人員定位卡之間進行周期性的TOF測距以獲得定位數(shù)據(jù)，所述基站將接收到的定位數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給控制平臺進行實時分析，進而得到與人員定位卡所對應(yīng)的位置信息、運動狀態(tài)、運動軌跡和運動方向，所述控制平臺對比不同的人員定位卡之間的位置信息、運動狀態(tài)、運動軌跡以及運動方向是否一致，進而判斷出同一個礦工身上是否攜帶了多張人員定位卡。
[0006]所述定位數(shù)據(jù)是基站通過與人員定位卡周期性做TOF測距獲得的，該定位數(shù)據(jù)直接由基站上報到控制平臺的工控機上的數(shù)據(jù)分析模塊，并由數(shù)據(jù)分析模塊寫入數(shù)據(jù)庫，供后續(xù)查詢及統(tǒng)計分析，所述數(shù)據(jù)分析模塊可以是一個數(shù)據(jù)分析程序；所述人員定位卡的運動狀態(tài)包括三軸加速度值及其他運動狀態(tài):如自由落體、姿態(tài)檢測和瞬時沖擊等，具體而言，所述運動狀態(tài)用于表示人員定位卡的擺放姿態(tài)、運動還是靜止，以及是否存在瞬時沖擊、自由落體和顛簸狀態(tài)，所述擺放姿態(tài)包括橫放和豎放；所述運動狀態(tài)由三軸加速度模塊采集，得到運動狀態(tài)對應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)后通過人員定位卡的無線模塊上報到基站上，再由基站轉(zhuǎn)發(fā)到控制平臺的工控機，交由數(shù)據(jù)分析模塊處理。
[0007]所述人員定位卡上優(yōu)選包括按鍵求救按鈕，該按鍵求救按鈕被按下，人員定位卡狀態(tài)發(fā)送求救信號至基站，并由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)換為求救狀態(tài)，該求救信號的狀態(tài)與三軸加速度值一起上報到基站。
[0008]本發(fā)明根據(jù)人員定位卡的定位數(shù)據(jù)，分析礦工的位置信息，并畫出礦工的運動軌跡，結(jié)合人員定位卡的運動和靜態(tài)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，進而得到運動狀態(tài)檢測、運動檢測以及方向檢測等三軸加速度模塊的數(shù)據(jù)，所述三軸加速度模塊采用了三軸加速度傳感器，用于判斷是否一個礦工身上攜帶了多張人員定位卡；通過判斷一個礦工身上是否攜帶了多張人員定位卡，進而能夠防止礦工替他人打卡的情況發(fā)生，還能夠?qū)崟r監(jiān)控礦工佩戴人員定位卡的情況，避免了礦工佩戴人員定位卡下井后將人員定位卡交給別的礦工，而自己卻從礦井中出來或到其他不合規(guī)定的崗位上，進而便于礦上人員的生產(chǎn)管理，方便監(jiān)督，提高生產(chǎn)效率并保障礦工的人身安全。
[0009]本發(fā)明的進一步改進在于，所述控制平臺通過基站與人員定位卡之間進行周期性的TOF測距，所述人員定位卡周期性采集礦工的位置信息、運動狀態(tài)、運動軌跡和運動方向并主動將其傳送至基站；所述分析系統(tǒng)包括以下實現(xiàn)步驟:
步驟A，人員定位卡周期性與基站做TOF測距，并采集三軸加速度模塊的三軸運動傳感器的數(shù)據(jù)，通過無線通信上傳至基站，基站打包人員定位卡的定位數(shù)據(jù)及狀態(tài)數(shù)據(jù)，上傳至控制平臺；
步驟B，實時讀取T時刻的人員定位卡的采集數(shù)據(jù)，并跳轉(zhuǎn)至下一時刻進行采集數(shù)據(jù)的讀?。?br> 步驟C，分析人員定位卡的采集數(shù)據(jù)，對采集數(shù)據(jù)進行平滑處理后實現(xiàn)存儲，并判斷當(dāng)前的時刻是否大于周期N，如果當(dāng)前時刻不大于周期N則跳轉(zhuǎn)至步驟B，否則跳轉(zhuǎn)至步驟D ；步驟D，分析所有的采集數(shù)據(jù)，并判斷是否存在任意兩個或兩個以上的人員數(shù)據(jù)卡的采集數(shù)據(jù)相似，若不存在則跳轉(zhuǎn)至步驟B，否則跳轉(zhuǎn)至步驟E ；
步驟E，分析相似的人員定位卡的運動軌跡，并判斷是否存在任意兩個或兩個以上的人員定位卡的運動軌跡和運動方向一致，若是則發(fā)出報警提示并顯示人員定位卡的卡號，否則返回步驟B。
[0010]所述人員定位卡的定位數(shù)據(jù)及狀態(tài)數(shù)據(jù)是周期性主動上報的，但是控制平臺的工控機的數(shù)據(jù)分析需要存儲一段時間的數(shù)據(jù)之后，才能比較準確判斷人員定位卡的運動軌跡及運動狀態(tài)是否高度相似；工控機上的數(shù)據(jù)分析模塊定時去數(shù)據(jù)庫讀取一個時間段的所有人員定位卡的定位數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)，進行分析和判斷；有些人員定位卡可能剛剛上電或者運動到基站的覆蓋范圍內(nèi)，這時數(shù)據(jù)量比較少，還需等待一段時間，直到數(shù)據(jù)只夠判斷運動軌跡才會開始分析；所述狀態(tài)數(shù)據(jù)包括運動狀態(tài)及求救狀態(tài)。
[0011]所述人員定位卡的采集數(shù)據(jù)包括該人員定位卡所對應(yīng)的位置信息、運動狀態(tài)、運動軌跡和運動方向；所述時間指數(shù)T為人員定位卡主動上報數(shù)據(jù)的計時時間，所述控制平臺的工控機去數(shù)據(jù)庫定時讀取數(shù)據(jù)的時間段為N，比如，所述人員定位卡每5秒會通過基站上報一次定位數(shù)據(jù)及狀態(tài)數(shù)據(jù)，工控機上的數(shù)據(jù)分析程模塊要收集一定時間段N，該時間段N的數(shù)據(jù)量為N X 5秒，這樣才能比較準確判斷人員定位卡的運動軌跡和運動狀態(tài)，避免某一次的誤觸發(fā)造成誤判。
[0012]本發(fā)明的進一步改進在于，所述控制平臺對得到的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行實時分析包括以下步驟:所述人員定位卡上報信息；所述基站收到信息后，打包基站ID與信息上傳給控制平臺的數(shù)據(jù)分析模塊；所述數(shù)據(jù)分析模塊按三軸加速度模塊的三軸值進行姿態(tài)分析，將對姿態(tài)分析的數(shù)據(jù)寫入至數(shù)據(jù)庫中并發(fā)送至控制平臺進行顯示。
[0013]本發(fā)明的進一步改進在于，所述控制平臺通過基站主動下發(fā)命令至人員定位卡，包括以下步驟:控制平臺對指定的人員定位卡下發(fā)撤離命令；撤離命令寫入數(shù)據(jù)庫中以備查驗；數(shù)據(jù)庫分析模塊得到撤離命令后開始下發(fā)；基站收到下發(fā)的命令后開發(fā)廣播給周圍的人員定位卡，同時也轉(zhuǎn)發(fā)給與其相連接的附近的基站；人員定位卡接收到命令后判斷該命令是否是發(fā)給自己的命令，是則觸發(fā)報警，否則丟棄命令。
[0014]本發(fā)明的進一步改進在于，所述控制平臺對得到的運動狀態(tài)進行實時分析，當(dāng)分析結(jié)果顯示運動狀態(tài)為非正常工作的姿態(tài)時，所述控制平臺通過基站向?qū)?yīng)的人員定位卡發(fā)命令信息，當(dāng)人員定位卡接收到命令信息后觸發(fā)報警。分析結(jié)果顯示人員定位卡的運動狀態(tài)處于異常狀態(tài)時，會在數(shù)據(jù)庫進行記錄保存，讓app程序去提取從而實現(xiàn)報警顯示。
[0015]本發(fā)明的進一步改進在于，所述對控制平臺對運動狀態(tài)進行的實時分析為:對三軸加速度模塊所采集的三軸值進行相應(yīng)的權(quán)重組合，進而得出分析結(jié)果，然后將該分析結(jié)果寫入至數(shù)據(jù)庫中并顯示出來。
[0016]本發(fā)明的進一步改進在于，所述三軸值設(shè)定為:坐標(biāo)(0，0，g)為正常狀態(tài)；坐標(biāo)(_g，0，0)為平躺狀態(tài)；坐標(biāo)(0，0，-g)為佩帶異態(tài);坐標(biāo)(0.5g，0.25g，0.25g)為曲身狀態(tài)；坐標(biāo)(g,0,0)為平肌狀態(tài)；坐標(biāo)(O, -g,0)為側(cè)臥狀態(tài)；坐標(biāo)(O, ng, g)為加速運動狀態(tài)。
[0017]本發(fā)明的進一步改進在于，所述人員定位卡包括電源、無線控制模塊、射頻模塊、三軸加速度模塊、報警模塊、天線和定位模塊，所述無線控制模塊、射頻模塊、三軸加速度模塊、報警模塊和定位模塊分別與電源相連接，所述無線控制模塊分別與射頻模塊、三軸加速度模塊、報警模塊和定位模塊相連接，所述射頻模塊與天線相連接。
[0018]本發(fā)明通過三軸加速度模塊檢測到礦工的三維運動數(shù)據(jù)，進而得到礦工的狀態(tài)數(shù)據(jù)，當(dāng)運動狀態(tài)數(shù)據(jù)產(chǎn)生異常時，觸發(fā)報警模塊進行報警，及時對各種危險進行有效的防范和警示，可以保證礦工的生命安全，便于管理人員實時了解井下礦工的工作情況，有利于提高礦工的工作專注度和效率。
[0019]本發(fā)明的進一步改進在于，還包括LED指示燈和解除報警按鈕，所述LED指示燈分別與無線控制模塊和電源相連接，所述解除報警按鈕分別與無線控制模塊和報警模塊相連接，所述無線控制模塊為ZigBee無線控制模塊。
[0020]本發(fā)明的進一步改進在于，所述無線控制模塊包括無線微控制器U1，所述三軸加速度模塊包括三軸加速度傳感器U6，所述無線微控制器Ul通過IIC總線與三軸加速度傳感器U6相連接；所述無線微控制器Ul的D108管腳和D109管腳分別與發(fā)光二極管Dl和發(fā)光二極管D3相連接，所述發(fā)光二極管Dl和發(fā)光二極管D3分別通過上拉電阻Rl和上拉電阻R8連接至VCC端；所述無線微控制器Ul的VCC管腳和GND管腳之間連接有電容Cl。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:根據(jù)人員定位卡的定位數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)，分析得到人員定位卡所對應(yīng)的礦工的位置信息、運動狀態(tài)、運動軌跡和運動方向等數(shù)據(jù)，進而用于判斷是否一個礦工身上攜帶了多張人員定位卡，能夠防止發(fā)生礦工替他人打卡的情況，還能夠?qū)崟r監(jiān)控礦工佩戴人員定位卡的情況，避免了礦工佩戴人員定位卡下井后將人員定位卡交給別的礦工，而自己卻從礦井中出來或到其他不合規(guī)定的崗位上，在此基礎(chǔ)上，還能夠通過分析礦工的狀態(tài)數(shù)據(jù)，當(dāng)運動狀態(tài)數(shù)據(jù)產(chǎn)生異常時，觸發(fā)報警模塊進行報警，及時對各種危險進行有效的防范和警示，可以保證礦工的人身安全，便于管理人員實時了解井下礦工的工作情況，有利于提高礦工的工作專注度，提高生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明一種實施例的人員定位卡的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明一種實施例的工作流程示意圖；
圖4是本發(fā)明一種實施例的控制平臺分析數(shù)據(jù)的工作流程示意圖；
圖5是本發(fā)明一種實施例的控制平臺下發(fā)命令的工作流程示意圖；
圖6是本發(fā)明一種實施例的三軸加速度模塊的狀態(tài)預(yù)設(shè)模型的示意圖；
圖7是本發(fā)明另一種實施例的人員定位卡的結(jié)構(gòu)示意框圖；
圖8是本發(fā)明另一種實施例的無線控制模塊的電路原理圖；
圖9是本發(fā)明另一種實施例的三軸加速度模塊的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的較優(yōu)的實施例作進一步的詳細說明。
[0024]實施例1:
如圖1和圖2所示，本例提供一種礦工刷卡的分析系統(tǒng)，包括:人員定位卡、基站和控制平臺，所述人員定位卡通過三軸加速度模塊采集礦工的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將每一個人員定位卡所采集到的狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送給基站；所述基站與人員定位卡之間進行周期性的TOF測距以獲得定位數(shù)據(jù)，所述基站將接收到的信息轉(zhuǎn)發(fā)給控制平臺進行實時分析，進而得到與人員定位卡所對應(yīng)的位置信息、運動狀態(tài)、運動軌跡和運動方向，所述控制平臺對比不同的人員定位卡之間的位置信息、運動狀態(tài)、運動軌跡以及運動方向是否一致，進而判斷出同一個礦工身上是否攜帶了多張人員定位卡。
[0025]本例所述控制平臺通過基站與人員定位卡之間進行周期性的TOF測距，所述人員定位卡周期性采集礦工的位置信息、運動狀態(tài)、運動軌跡和運動方向并主動將其傳送至基站；如圖3所示，本例所述分析系統(tǒng)包括以下實現(xiàn)步驟:
步驟A，人員定位卡周期性與基站做TOF測距，并采集三軸加速度模塊的三軸運動傳感器的數(shù)據(jù)，通過無線通信上報到基站，基站打包人員定位卡的定位數(shù)據(jù)及狀態(tài)數(shù)據(jù)，上報至控制平臺；
步驟B，實時讀取T時刻的人員定位卡的采集數(shù)據(jù)，并跳轉(zhuǎn)至下一時刻進行采集數(shù)據(jù)的讀取；
步驟C，分析人員定位卡的采集數(shù)據(jù)，對采集數(shù)據(jù)進行平滑處理后實現(xiàn)存儲，并判斷當(dāng)前的時刻是否大于周期N，如果當(dāng)前時刻不大于周期N則跳轉(zhuǎn)至步驟B，否則跳轉(zhuǎn)至步驟D ；步驟D，分析所有的采集數(shù)據(jù)，并判斷是否存在任意兩個或兩個以上的人員數(shù)據(jù)卡的采集數(shù)據(jù)相似，若不存在則跳轉(zhuǎn)至步驟B，否則跳轉(zhuǎn)至步驟E ；
步驟E，分析相似的人員定位卡的運動軌跡，并判斷是否存在任意兩個或兩個以上的人員定位卡的運動軌跡和運動方向一致，若是則發(fā)出報警提示并顯示人員定位卡的卡號，否則返回步驟B。
[0026]所述定位數(shù)據(jù)是基站通過與人員定位卡周期性做TOF測距所獲得的，該定位數(shù)據(jù)直接由基站上報到控制平臺的工控機上的數(shù)據(jù)分析模塊，并由數(shù)據(jù)分析模塊寫入數(shù)據(jù)庫，供后續(xù)查詢及統(tǒng)計分析，所述數(shù)據(jù)分析模塊可以是一個數(shù)據(jù)分析程序；所述人員定位卡的運動狀態(tài)包括三軸加速度值及其他運動狀態(tài)，其他運動狀態(tài)包括人員定位卡的擺放姿態(tài)、運動還是靜止，以及是否存在瞬時沖擊、自由落體和顛簸狀態(tài)，所述擺放姿態(tài)包括橫放和豎放。
[0027]本例所述人員定位卡是放在皮帶上的，所以正常應(yīng)該有的擺放狀態(tài)為橫放，工人如果把人員定位卡拿下來放到某個地方，通過三軸加速度模塊，可以知道該人員定位卡長時間處于靜止?fàn)顟B(tài)，從而觸發(fā)報警；通過檢測人員定位卡是否橫放來判斷工人是否偷懶，比如跑到某個地方睡覺，躺下后，人員定位卡的擺放姿態(tài)就會變成豎放，從而通過無線模塊將該狀態(tài)數(shù)據(jù)上報到基站，再由基站轉(zhuǎn)發(fā)到控制平臺的工控機，交由數(shù)據(jù)分析模塊處理。
[0028]本例所述人員定位卡上還優(yōu)選包括按鍵求救按鈕,該按鍵求救按鈕被按下,人員定位卡狀態(tài)發(fā)送求救信號至基站，并由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)換為求救狀態(tài)，該求救信號的狀態(tài)與三軸加速度值一起上報到基站。
[0029]所述人員定位卡的采集數(shù)據(jù)包括該人員定位卡所對應(yīng)的位置信息、運動狀態(tài)、運動軌跡和運動方向；本例所述人員定位卡每5秒會通過基站上報一次定位數(shù)據(jù)及狀態(tài)數(shù)據(jù)，工控機上的數(shù)據(jù)分析程模塊要收集一定時間段N，該時間段N的數(shù)據(jù)量為N X 5秒，這樣才能比較準確判斷人員定位卡的運動軌跡和運動狀態(tài)，避免某一次的誤觸發(fā)造成誤判；時間段N的數(shù)據(jù)可以根據(jù)實際的需求來設(shè)置。
[0030]如圖4所示，本例所述控制平臺對得到的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行實時分析，所述實時分析包括以下步驟:所述人員定位卡上報信息；所述基站收到信息后，打包基站ID與信息上傳給控制平臺的數(shù)據(jù)分析模塊；所述數(shù)據(jù)分析模塊按三軸加速度模塊的三軸值進行姿態(tài)分析，將對姿態(tài)分析的數(shù)據(jù)寫入至數(shù)據(jù)庫中并發(fā)送至控制平臺進行顯示。
[0031]如圖5所示，本例所述控制平臺通過基站主動下發(fā)命令至人員定位卡，包括以下步驟:控制平臺對指定的人員定位卡下發(fā)撤離命令；撤離命令寫入數(shù)據(jù)庫中以備查驗；數(shù)據(jù)庫分析模塊得到撤離命令后開始下發(fā)；基站收到下發(fā)的命令后開發(fā)廣播給周圍的人員定位卡，同時也轉(zhuǎn)發(fā)給與其相連接的附近的基站；人員定位卡接收到命令后判斷該命令是否是發(fā)給自己的命令，是則觸發(fā)報警，否則丟棄命令。
[0032]本例所述控制平臺對得到的運動狀態(tài)進行實時分析，當(dāng)分析結(jié)果顯示運動狀態(tài)為非正常工作的姿態(tài)時，所述控制平臺通過基站向?qū)?yīng)的人員定位卡發(fā)命令信息，當(dāng)人員定位卡接收到命令信息后觸發(fā)報警；所述對控制平臺對運動狀態(tài)進行的實時分析為:對三軸加速度模塊所采集的三軸值進行相應(yīng)的權(quán)重組合，進而得出分析結(jié)果，然后將該分析結(jié)果寫入至數(shù)據(jù)庫中并顯示出來。當(dāng)控制平臺對得到的運動狀態(tài)進行實時分析的分析結(jié)果顯示人員定位卡的運動狀態(tài)處于異常狀態(tài)時，也會在數(shù)據(jù)庫進行記錄保存，讓app程序去提取從而實現(xiàn)報警顯示。
[0033]如圖6所示，本例所述三軸值優(yōu)選設(shè)定為:坐標(biāo)(0，0，g)為正常狀態(tài)；坐標(biāo)(_g，0，O)為平躺狀態(tài);坐標(biāo)(0，0，-g)為佩帶異態(tài);坐標(biāo)(0.5g，0.25g，0.25g)為曲身狀態(tài)；坐標(biāo)(g，0,0)為平肌狀態(tài)；坐標(biāo)(0,-g,0)為側(cè)臥狀態(tài)；坐標(biāo)(0,ng,g)為加速運動狀態(tài)。圖6中所示的是幾種常見的狀態(tài)預(yù)設(shè)模型，本例并不限于這幾種狀態(tài)，這些數(shù)據(jù)可以根據(jù)人員定位卡的設(shè)置和佩戴情況不一樣而改變。
[0034]本例根據(jù)人員定位卡的定位數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)，分析得到人員定位卡所對應(yīng)的礦工的位置信息、運動狀態(tài)、運動軌跡和運動方向等數(shù)據(jù)，進而用于判斷是否一個礦工身上攜帶了多張人員定位卡，能夠防止發(fā)生礦工替他人打卡的情況，還能夠?qū)崟r監(jiān)控礦工佩戴人員定位卡的情況，避免了礦工佩戴人員定位卡下井后將人員定位卡交給別的礦工，而自己卻從礦井中出來或到其他不合規(guī)定的崗位上，在此基礎(chǔ)上，還能夠通過分析礦工的狀態(tài)數(shù)據(jù)，當(dāng)運動狀態(tài)數(shù)據(jù)產(chǎn)生異常時，觸發(fā)報警模塊進行報警，及時對各種危險進行有效的防范和警示，可以保證礦工的人身安全，便于管理人員實時了解井下礦工的工作情況，有利于提高礦工的工作專注度，提高生產(chǎn)效率。
[0035]實施例2:
如圖7所示，在實施例1的基礎(chǔ)上，本例所述人員定位卡包括電源、無線控制模塊、射頻模塊、三軸加速度模塊、報警模塊、天線和定位模塊，所述無線控制模塊、射頻模塊、三軸加速度模塊、報警模塊和定位模塊分別與電源相連接，所述無線控制模塊分別與射頻模塊、三軸加速度模塊、報警模塊和定位模塊相連接，所述射頻模塊與天線相連接。
[0036]本例所述定位模塊可以采用GPS定位和/或北斗定位，所述三軸加速度模塊和定位模塊相結(jié)合，不僅能夠準確檢測到每一個佩戴了人員定位卡的礦工的姿態(tài)是否正常，還能確切地知道每一個運動狀態(tài)所對應(yīng)的位置；所述無線控制模塊優(yōu)選為ZigBee無線控制模塊，所述報警模塊優(yōu)選為聲光報警模塊，所述聲光報警模塊優(yōu)選包括蜂鳴器。
[0037]本例通過三軸加速度模塊檢測到礦工的三維運動數(shù)據(jù)，進而得到礦工的狀態(tài)數(shù)據(jù)，當(dāng)運動狀態(tài)數(shù)據(jù)產(chǎn)生異常時，觸發(fā)報警模塊進行報警，及時對各種危險進行有效的防范和警示，可以保證礦工的生命安全，便于管理人員實時了解井下礦工的工作情況，有利于提高礦工的工作專注度和效率。
[0038]本例還優(yōu)選包括LED指示燈和解除報警按鈕，所述LED指示燈分別與無線控制模塊和電源相連接，所述解除報警按鈕分別與無線控制模塊和報警模塊相連接，礦工在恢復(fù)正常姿態(tài)之后能夠通過解除報警按鈕手動解除報警，所述無線控制模塊為ZigBee無線控制模塊。
[0039]圖8和圖9分別是本例無線控制模塊和三軸加速度模塊的電路原理圖，本例所述無線控制模塊包括無線微控制器Ul，所述三軸加速度模塊包括三軸加速度傳感器U6，所述無線微控制器Ul通過IIC總線與三軸加速度傳感器U6相連接；所述無線微控制器Ul的D108管腳和D109管腳分別與發(fā)光二極管Dl和發(fā)光二極管D3相連接，所述發(fā)光二極管Dl和發(fā)光二極管D3分別通過上拉電阻Rl和上拉電阻R8連接至VCC端；所述無線微控制器Ul的VCC管腳和GND管腳之間連接有電容Cl。
[0040]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種礦工刷卡的分析系統(tǒng)，其特征在于，包括:人員定位卡、基站和控制平臺，所述人員定位卡通過三軸加速度模塊采集礦工的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將每一個人員定位卡所采集到的狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送給基站；所述基站與人員定位卡之間進行周期性的TOF測距以獲得定位數(shù)據(jù)，所述基站將接收到的定位數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給控制平臺進行實時分析，進而得到與人員定位卡所對應(yīng)的位置信息、運動狀態(tài)、運動軌跡和運動方向，所述控制平臺對比不同的人員定位卡之間的位置信息、運動狀態(tài)、運動軌跡以及運動方向是否一致，進而判斷出同一個礦工身上是否攜帶了多張人員定位卡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦工刷卡的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述控制平臺通過基站與人員定位卡之間進行周期性的TOF測距，所述人員定位卡周期性采集礦工的位置信息、運動狀態(tài)、運動軌跡和運動方向并主動將其傳送至基站；所述分析系統(tǒng)包括以下步驟: 步驟A，人員定位卡周期性與基站做TOF測距，并采集三軸加速度模塊的三軸運動傳感器的數(shù)據(jù)，通過無線通信上傳至基站，基站打包人員定位卡的定位數(shù)據(jù)及狀態(tài)數(shù)據(jù)，上傳至控制平臺； 步驟B，實時讀取T時刻的人員定位卡的采集數(shù)據(jù)，并跳轉(zhuǎn)至下一時刻進行采集數(shù)據(jù)的讀?。? 步驟C，分析人員定位卡的采集數(shù)據(jù)，對采集數(shù)據(jù)進行平滑處理后實現(xiàn)存儲，并判斷當(dāng)前的時刻是否大于周期N，如果當(dāng)前時刻不大于周期N則跳轉(zhuǎn)至步驟B，否則跳轉(zhuǎn)至步驟D ； 步驟D，分析所有的采集數(shù)據(jù)，并判斷是否存在任意兩個或兩個以上的人員數(shù)據(jù)卡的采集數(shù)據(jù)相似，若不存在則跳轉(zhuǎn)至步驟B，否則跳轉(zhuǎn)至步驟E ； 步驟E，分析相似的人員定位卡的運動軌跡，并判斷是否存在任意兩個或兩個以上的人員定位卡的運動軌跡和運動方向一致，若是則發(fā)出報警提示并顯示人員定位卡的卡號，否則返回步驟B。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦工刷卡的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述控制平臺對得到的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行實時分析包括以下步驟:所述人員定位卡上報信息；所述基站收到信息后，打包基站ID與信息上傳給控制平臺的數(shù)據(jù)分析模塊；所述數(shù)據(jù)分析模塊按三軸加速度模塊的三軸值進行姿態(tài)分析，將對姿態(tài)分析的數(shù)據(jù)寫入至數(shù)據(jù)庫中并發(fā)送至控制平臺進行顯/Jn ο
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦工刷卡的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述控制平臺通過基站主動下發(fā)命令至人員定位卡，包括以下步驟:控制平臺對指定的人員定位卡下發(fā)撤離命令；撤離命令寫入數(shù)據(jù)庫中以備查驗；數(shù)據(jù)庫分析模塊得到撤離命令后開始下發(fā)；基站收到下發(fā)的命令后開發(fā)廣播給周圍的人員定位卡，同時也轉(zhuǎn)發(fā)給與其相連接的附近的基站；人員定位卡接收到命令后判斷該命令是否是發(fā)給自己的命令，是則觸發(fā)報警，否則丟棄命令。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的礦工刷卡的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述控制平臺對得到的運動狀態(tài)進行實時分析，當(dāng)分析結(jié)果顯示運動狀態(tài)為非正常工作的姿態(tài)時，所述控制平臺通過基站向?qū)?yīng)的人員定位卡發(fā)命令信息，當(dāng)人員定位卡接收到命令信息后觸發(fā)報警。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的礦工刷卡的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述對控制平臺對運動狀態(tài)進行的實時分析為:對三軸加速度模塊所采集的三軸值進行相應(yīng)的權(quán)重組合，進而得出分析結(jié)果，然后將該分析結(jié)果寫入至數(shù)據(jù)庫中并顯示出來。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦工刷卡的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述三軸值設(shè)定為:坐標(biāo)(0,0,g)為正常狀態(tài)；坐標(biāo)(-g，0,0)為平躺狀態(tài)；坐標(biāo)(ο,ο,-g)為佩帶異態(tài)；坐標(biāo)(0.5g,0.25g,0.25g)為曲身狀態(tài)；坐標(biāo)(g，0,0)為平肌狀態(tài)；坐標(biāo)(0,-g,0)為側(cè)臥狀態(tài)；坐標(biāo)(O,ng, g)為加速運動狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的礦工刷卡的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述人員定位卡包括電源、無線控制模塊、射頻模塊、三軸加速度模塊、報警模塊、天線和定位模塊，所述無線控制模塊、射頻模塊、三軸加速度模塊、報警模塊和定位模塊分別與電源相連接，所述無線控制模塊分別與射頻模塊、三軸加速度模塊、報警模塊和定位模塊相連接，所述射頻模塊與天線相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的礦工刷卡的分析系統(tǒng)，其特征在于，還包括LED指示燈和解除報警按鈕，所述LED指示燈分別與無線控制模塊和電源相連接，所述解除報警按鈕分別與無線控制模塊和報警模塊相連接，所述無線控制模塊為ZigBee無線控制模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的礦工刷卡的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述無線控制模塊包括無線微控制器Ul，所述三軸加速度模塊包括三軸加速度傳感器U6，所述無線微控制器Ul通過IIC總線與三軸加速度傳感器U6相連接；所述無線微控制器Ul的D108管腳和D109管腳分別與發(fā)光二極管Dl和發(fā)光二極管D3相連接，所述發(fā)光二極管Dl和發(fā)光二極管D3分別通過上拉電阻Rl和上拉電阻R8連接至VCC端；所述無線微控制器Ul的VCC管腳和GND管腳之間連接有電容Cl。
【文檔編號】G06Q50/02GK104331942SQ201410505433
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】林建賓, 常瑞, 徐躍福 申請人:深圳市翌日科技有限公司