基于物联网技术的金属矿山生产车辆监测管理系统的制作方法

本实用新型涉及采矿技术领域，尤其涉及一种基于物联网技术的金属矿山生产车辆监测管理系统。

背景技术：

已知同类的发明和现有技术，有一些机车监测管理系统，大多数围绕地面上有完善的网络做集成发明的。而且，大部分是机车安装射频卡，而读写机固定在地面各个记录点，读写机需要网络和电源的支持。这种系统结构处理方式成本大，花费很高，而且运行道路的监测及工作点记录无法低成本的增加。

使用的两项新技术，刷卡机与射频卡的反向运用技术。现国内矿山井下车辆定位都采用在统计点安装刷卡机，在车辆上安装射频卡，刷卡机通过有线网络上传信息。本系统采用在车辆上安装刷卡机，在统计点安装射频卡的方式，通过无线网络上传信息。对于金属矿山，尤其是使用无底柱分段崩落采矿法的矿山来说。在采掘面各掘进巷道是非常需要重点统计的地点，这些地点不但会经常发生变动，也会是爆破地点，经常会因为爆破导致设备损坏。将射频卡安装在这些地点，不但不易损坏，而且节约成本，方便安装。当矿山需要更换采掘面时，只需要将新的射频卡安装在新的统计地点处，再对程序做调整就可以完成对新采掘面的监控。断点续存技术对于矿山，尤其是金属矿山来说，井下的信号全覆盖一直是一个难以解决的问题。井下环境复杂，巷道崎岖，工作区域经常发生变动。这使得很多需要数据通信的系统无法在井下使用，本系统所采用的断点续存技术彻底解决了这一难点。通过将数据存储于刷卡机内置u盘中避免了数据的丢失，只需要在某些特定地点覆盖网络信号，待刷卡机经过这些区域会自动判断网络是否正常，并将u盘中的数据上传至地面服务器中。当车辆驶入无信号区域，刷卡机又会将数据存入u盘中。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于物联网技术的金属矿山生产车辆监测管理系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

本实用新型包括多个电子标签、读写卡模块、收发天线、单板机、wifi模块、网络模块和后台服务器，所述电子标签为多个，多个所述电子标签分布设置于井下道路两侧或工作区域，所述wifi模块与所述单板机的网络信号端连接，所述单板机的信号传输端与所述读写卡模块连接，所述读写卡模块连接所述收发天线，所述单板机通过所述wifi模块与所述网络模块无线连接，所述网络模块与所述后台服务器连接。

优选的，所述收发天线、所述单板机、所述读写卡模块和所述wifi模块均集成至工作车上。

优选的，所述单板机采用型号stm32f429igt6的单片机构成。

进一步，所述wifi模块采用型号usr-wifi232-b2的芯片和五个电阻、四个电容、一个电感、一个二极管和一个场效应管构成。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型是一种基于物联网技术的金属矿山生产车辆监测管理系统，与现有技术相比，本实用新型通过井下的无线网络传递数据，实现了工作车的线路和装卸远程监管，达到集中监管控制的目的。使矿山工作更加科学，高效、可靠，也改善了井下统计人员的作业环境，节省了劳动力成本，提升了矿井车辆的工作水平，经济效益及社会效益显著。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理框图；

图2是本实用新型的wifi模块的电路结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示：本实用新型包括多个电子标签、读写卡模块、收发天线、单板机、wifi模块、网络模块和后台服务器，所述电子标签为多个，多个所述电子标签分布设置于井下道路两侧或工作区域，所述wifi模块与所述单板机的网络信号端连接，所述单板机的信号传输端与所述读写卡模块连接，所述读写卡模块连接所述收发天线，所述单板机通过所述wifi模块与所述网络模块无线连接，所述网络模块与所述后台服务器连接。

优选的，所述收发天线、所述单板机、所述读写卡模块和所述wifi模块均集成至工作车上。

优选的，所述单板机采用型号stm32f429igt6的单片机构成。

如图2所示：所述wifi模块采用型号usr-wifi232-b2的芯片和五个电阻、四个电容、一个电感、一个二极管和一个场效应管构成。

一般矿井下的挖采区不断变化，卸货区与开采区具有多处分布。在井下多层而且方圆几公里的矿区内，生产点多，而且每一时期会有变化，要求每天的工作车辆开采挖掘次数和产量是有严格的控制管理，才能保证下一步的正常生产。其次面对日益复杂的矿石市场，企业内部的弄虚作假现象日趋严重。如何通过系统标准化、规范化、流程化的控制有效地对各环节情况进行了监控，避免各种作弊现象地发生，用矿山(井下)工作车辆工作及运行监测管理系统，快捷全面实时的以记录各个工作车辆的运行轨迹，工作点次数等信息(无需人员干预)，实现数据的自动传递与交换，避免数据在手工传递过程发生错误及人为干扰的可能性，保证原始数据采集的准确性，就可以实时了解并监管开采装卸等工作，科学指挥、保证工作效率。其次节省统计人员，节省了劳动力成本。

在监测的整个过程里做到计量数据自动可靠采集、自动判别、自动处理、自动进行本地保存，接入网络后自动上传这些信息数据，具有断点续传功能，完全消除了井下网络不稳定带来的影响，提高了系统的信息化、自动化程度。对于管理部门，可以通过系统中的汇总报表了解当前的生产及物流状况；生产部门则可以了解到自己的运行等。这些报表数据是随时生成并可以查阅的，因此它也加强了管理上的一致性，缩短了决策者对生产的响应时间，提高了管理效率，降低了运行成本，促进了企业信息化管理。

单板机内置8g容量的u盘，断电后开机启动进入工作状态为3秒。此设备与读卡一体机3连接，可以记录读卡机读到射频卡的卡号，读取读到射频卡的时间，并处理数据计入u盘。单板机与串口集成wifi模块连接，在搜索到网络信号时候，将u盘内的数据上传，进入井上计算机内的软件数据库校验，实现不重复上传。

读卡一体机带有定制电源，可实现稳压而且工作车断电后的电源供给。来电自动充电，断电后可以工作1-3小时。

在井下各个交通道路两边的墙壁上挂上写有地址编号的射频卡5，在开采和卸料工作区的进出口也挂上射频卡5，由于这个射频卡防金属干扰，费用低廉，可以大量使用，快捷安装拆拿，移动摆放到新的位置。移动位置后只需要重新给射频卡写好对应的地址号即可。

读写卡一体机功能：

主机安装在矿车驾驶室，包括工业级中距离读卡器，可编程控制器、无线传输，带不间断稳压电源，自充电，断电后工作8-12小时，每台配置方形外置天线一副

采用nxp高速处理芯片，保持高速识别率同时对电子标签读取处理，抗干扰性强

支持协议：epcc1g2(iso1800-6c)工作频率：902～928hhz

谱跳频(fhss)跳频或定频发射方式工作

读取距离：稳定6米内可调。读卡提示：蜂鸣器、读卡指示灯

标签查询：速度60毫秒

功耗设计：dc9v-26v供电

通信接口：rs232串口

单板机功能：

功耗设计：dc9v-26v供电

通讯接口：rs232串口通讯

支持usb接口：u盘存储卡号数据

支持：在网上传数据和断网存储数据和联网自动上传数据(数据上传时间一秒上传一次)

支持802.11b/g/n无线标准，tcp/ip/udp网络协议栈

无线工作在sta/ap/ap+sta模式，路由/桥接模式网络构架，通过fcc/ce标准认证

工作温度：-45/+86℃

井下工作的各种机车在道路各地工作，经过布置的射频卡时候，读卡一体机和单板机记录时间和时长，本地保存，如果当地网络通讯正常，就会通过wifi实时上传给井上计算机6，如果没有网络，就本地保存后，进入网络信号正常的地区(如巷口，检修区，休息区等)立刻会进行断点上传数据，经过和计算机软件6的校验，不会重复发送已经上传的数据。

计算机内安装我公司开发的管理软件，实现了工作车运行轨迹查看，工作点工作量查询统计，车辆工作量查询统计等功能，实现井下工作车辆的工作及运行监测管理目标。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。