专利名称：具备显示与报警功能的矿用人员电子标签及其信号处理方法
技术领域：
本发明涉及一种电子标签及其信号处理方法，具体涉及矿用人员佩戴电子标签。
背景技术：
目前，在矿井人员管理系统中，电子标签的识别方式主要有近距离人工刷卡、远距离被动识别和远距离主动识别三种方式。佩戴方式主要有腰卡、帽卡和“集成式”矿灯卡三种方式。
近距离人工刷卡方式需要佩戴电子标签的人员上前靠近读卡器才能被读取，这种方式尽管可以保证100%的读取率并且成本低廉，但由于其需要逐个扫描，在下井或者作业时会在出入口形成拥挤现象，已逐渐被淘汰。远距离被动识别方式主要是超高频(433M，868M，915M等)阅读设备和无源电子标签的应用，它可以解决近距离人工刷卡方式需要逐个扫描的问题，但存在对方向性要求较高和受遮挡物影响等问题，这些缺陷导致此种识别方式很难在矿井人员管理系统中应用。远距离主动识别方式(主要是2. 4G频段)能很好地解决上述两种识别方式存在的问题，这种识别方式不仅距离极远，可以在几十米的范围内轻松读取，还能支持多达数十个电子标签的同时读取，同时也能够克服人体、金属等一定的遮挡影响，是目前应用较为成功的一种识别方式，但是目前采用该技术实现的电子标签通常功能单一，不能进行井下与地面调度中心双向信息交互，不能有效保证指挥的统一性和行动的一致性，同时也不能保证井下发生突发事件时将信息及时上报。
发明内容
本发明提供了一种能够在矿井下使用、实现携卡人员和读卡器之间进行信息交互的人员佩戴电子标签。本发明技术方案如下
具备显示与报警功能的矿用人员电子标签，包括电子标签本体和用于读取电子标签信息的读卡器，以及用以给电子标签提供电力的电池，电子标签内设有用以处理信息和实现电路控制的微处理器、射频电路模块；射频电路模块信号端与微处理器信号端交互式连接，射频电路模块与所述读卡器无线信号连接。一种矿用人员佩戴电子标签，所述电子标签内设有显示器；显示器的信号输入端与微处理器的信号输出端连接。—种矿用人员佩戴电子标签，所述电子标签设有按键，按键的信号输出端与微处理器信号输入端连接，微处理器用以采集按键的开关量信号。—种矿用人员佩戴电子标签，电子标签本体内设有蜂鸣器，蜂鸣器的信号输入端与微处理器信号输出端连接；电池与微处理器信号输入端连接，微处理器用以监测电池的电压信号。矿用人员佩戴电子标签信号处理方法，电子标签的射频电路在上电后进入请求连接状态，以设定的时间间隔搜寻读卡器，当人员佩戴电子标签在发送信息后接收到读卡器返回的确认信息后，则认为自身已经处于读卡器的覆盖范围内，当人员佩戴电子标签离开，并进入读卡器覆盖盲区，人员佩戴电子标签在发送信息后不会接收到任何读卡器的确认信息，此时，人员佩戴电子标签进入请求连接状态，当人员佩戴电子标签重新进入无线覆盖区后，电子标签在发送信息后会接收到该区读卡器的应答信息，此时，人员佩戴电子标签认为自身当前已经处于该读卡器的覆盖范围内，人员佩戴电子标签再次进入已连接状态；
当人员佩戴电子标签接收到地面调度中心通过读卡器下发的各种调度命令后，微处理器将该信息进行存储并显示在显示器上，并通过蜂鸣器进行声音提示；
设置一个时间间隔，当按键闭合时间超过设定时间，就会启动无线报警机制。本发明具有双向寻呼功能，即地面调度中心可以通过读卡器对电子标签下发寻呼、告警和工作安排等调度信息，同时携卡人员也可以通过电子标签上报报警与呼救信息 至地面调度中心。具有信息显示和存储功能，即电子标签接收到地面调度中心下发的调度信息后，将信息显示在显示器上，并通过蜂鸣器进行声音提示；同时将接收到的信息存储下来。 具有欠压报警功能，即当电子标签的电池电压值低于设定值时，通过蜂鸣器进行声音告警，同时将欠压信息通过读卡器上报到地面调度中心。使得电子标签功能更加的强大，可以实现井下与地面调度中心的信息交互，保证地面指挥与井下行动的统一性和一致性，同时可以保证将井下突发事件信息及时上报。
图I是矿用人员佩戴电子标签模块结构示意图。图2是矿用人员佩戴电子标签使用通信示意图。
具体实施例方式如图I和图2所示，一种矿用人员佩戴电子标签，包括电子标签本体和用于读取电子标签信息的读卡器7，以及用以给电子标签提供电力的电池5，电子标签内设有用以处理信息和实现电路控制的微处理器6、射频电路模块2 ;射频电路模块2信号端与微处理器6信号端交互式连接，射频电路模块2与读卡器7无线信号连接。电子标签内设有显示器4 ；显不器4的信号输入端与微处理器6的信号输出端连接。电子标签设有按键3,按键3的信号输出端与微处理器6信号输入端连接，微处理器用以采集按键的开关量信号。电子标签本体内设有蜂鸣器I，蜂鸣器I的信号输入端与微处理器6信号输出端连接；电池5与微处理器信号输入端连接，微处理器6用以监测电池的电压信号。如图2所示，人员佩戴电子标签通过无线与读卡器7进行通讯，读卡器7通过检测分站8再以现场总线与地面调度中心9进行信息交互。如图2所示，人员佩戴电子标签的射频电路2在上电后进入“请求连接”状态，以设定的时间间隔h搜寻读卡器7，当人员佩戴电子标签在发送信息后接收到读卡器7返回的确认信息后，则认为自身已经处于读卡器7的覆盖范围内，此时，人员佩戴电子标签进入“已连接”状态，并将发送间隔设置St2 (t2>ti)发送一次。当人员佩戴电子标签离开，从读卡器7覆盖区进入覆盖盲区，人员佩戴电子标签在发送信息后不会接收到任何读卡器7的确认信息，此时，人员佩戴电子标签进入“请求连接”状态。当人员佩戴电子标签重新进入无线覆盖区后，电子标签在发送信息后会接收到该区读卡器7的应答信息，此时，人员佩戴电子标签认为自身当前已经处于该读卡器7的覆盖范围内，人员佩戴电子标签再次进入“已连接”状态。如图2所示，当人员佩戴电子标签接收到地面调度中心9通过读卡器7下发的各种调度命令后，微处理器6将该信息进行存储并显示在显示器4上，并通过蜂鸣器I进行声音提示。同时也可通过按键3查询翻阅以前接收到的调度命令。如图2所示，设置一个时间间隔t3，当按键3闭合时间超过t2，就会启动无线报警机制，根据显示器4上显示内容提示，操控按键3选择相关报警类别。发送成功后(即接收到读卡器7应答)，显示器4上会显示“信息已成功发出，确定？ ”，此时，按下报警按键3会直接结束发送求救信息过程；否则，t3时间后自动结束发送求救信息过程。若信息没有成功发出(没有接收到任何读卡器7的应答)，显示器上会显示“信息发送失败，确定？ ”，此时，按 下报警按键3会直接结束发送求救信息过程；否则，t3时间后自动结束发送求救信息过程。
权利要求
1.具备显示与报警功能的矿用人员电子标签，包括电子标签本体和用于读取电子标签信息的读卡器，以及用以给电子标签提供电力的电池，其特征在于电子标签内设有用以处理信息和实现电路控制的微处理器、射频电路模块；射频电路模块信号端与微处理器信号端交互式连接，射频电路模块与所述读卡器无线信号连接。
2.根据权利要求I所述的具备显示与报警功能的矿用人员电子标签，其特征在于所述电子标签内设有显示器；显示器的信号输入端与微处理器的信号输出端连接。
3.根据权利要求I所述的具备显示与报警功能的矿用人员电子标签，其特征在于所述电子标签设有按键，按键的信号输出端与微处理器信号输入端连接，微处理器用以采集按键的开关量信号。
4.根据权利要求I所述的具备显示与报警功能的矿用人员电子标签，其特征在于电子标签本体内设有蜂鸣器,蜂鸣器的信号输入端与微处理器信号输出端连接；电池与微处理器信号输入端连接，微处理器用以监测电池的电压信号。
5.具备显示与报警功能的矿用人员电子标签信号处理方法，其特征在于电子标签的射频电路在上电后进入请求连接状态，以设定的时间间隔搜寻读卡器，当人员佩戴电子标签在发送信息后接收到读卡器返回的确认信息后，则认为自身已经处于读卡器的覆盖范围内，当人员佩戴电子标签离开，并进入读卡器覆盖盲区，人员佩戴电子标签在发送信息后不会接收到任何读卡器的确认信息，此时，人员佩戴电子标签进入请求连接状态，当人员佩戴电子标签重新进入无线覆盖区后，电子标签在发送信息后会接收到该区读卡器的应答信息，此时，人员佩戴电子标签认为自身当前已经处于该读卡器的覆盖范围内，人员佩戴电子标签再次进入已连接状态； 当人员佩戴电子标签接收到地面调度中心通过读卡器下发的各种调度命令后，微处理器将该信息进行存储并显示在显示器上，并通过蜂鸣器进行声音提示； 设置一个时间间隔，当按键闭合时间超过设定时间，就会启动无线报警机制。
全文摘要
本发明涉及具备显示与报警功能的矿用人员电子标签及其信号处理方法，包括电子标签本体和用于读取电子标签信息的读卡器，以及用以给电子标签提供电力的电池，电子标签内设有用以处理信息和实现电路控制的微处理器、射频电路模块；射频电路模块信号端与微处理器信号端交互式连接，射频电路模块与所述读卡器无线信号连接，电子标签内设有显示器；显示器的信号输入端与微处理器的信号输出端连接。本发明能够实现携卡人员和读卡器之间进行信息交互，保证地面指挥与井下行动的统一性和一致性，同时可以保证将井下突发事件信息及时上报。
文档编号G06K19/07GK102799923SQ201210246190
公开日2012年11月28日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日
发明者魏臻, 程运安, 徐伟, 鲍红杰, 彭震, 黄鹏, 胡敏, 陶伟 申请人:合肥工大高科信息科技股份有限公司