1 系統簡介
本系統采用國際標準ZigBee無線通訊技術, 集人員定位,考勤管理和安全管理于一體。系統能夠及時、準確地將井下各個區域人員情況動態反映到井上計算機系統，使管理人員能夠隨時掌握井下人員的總數及分布情況，以便于進行更加合理的調度管理。系統具有強大的考勤能力，對每個人員的入井時間、出井時間都可以準確記錄，并統計生成各種考勤報表，真正實現礦井全自動化考勤，從而提高煤礦的生產管理效率。本系統特有的收發短消息功能極大地方便了井上與井下人員進行及時的溝通。一旦井下發生事故，救援人員可以根據本系統所提供的數據、圖表，迅速了解井下人員的位置情況，從而及時采取相應的救援措施，提高應急救援工作的效率。
本系統功能強大，性能卓越，是國內第一個采用ZigBee技術的礦井考勤定位系統。該技術的推廣能提高煤礦安全生產和安全管理水平，保護煤礦職工安全，提高煤礦生產效率，具有巨大的社會效益。

2 系統原理
本系統由無線定位子系統、傳輸子系統、管理子系統三個部分組成，如下圖所示：

無線定位子系統是本系統的基本單元，它由基站和識別卡組成，基站和識別卡內均帶有基于ZigBee技術的無線通信模塊。基站根據礦井的地理情況合理布置，構成無線定位網。在井口處、區域入口處、工作面等重要地點可以多布置一些基站，而在礦井巷道中可以少布置一些基站。識別卡由下井人員攜帶，每個識別卡都有不同的編號。識別卡中的無線通信模塊每隔幾秒向外發送一次數據，這些數據被周圍的基站接收到，基站經過數據處理后就可以知道它周圍有哪些識別卡。由于識別卡和人員一一對應，從而可以知道在基站附近有哪些人員。根據基站接收到的信號強度RSSI和信號質量LQI，還可以知道人員離基站大概有多遠。識別卡在發送數據的間歇內會自動進入休眠狀態，從而達到省電的目的。
基站分布可參照如下示意圖。為了實現自動考勤的功能，在各井口應該按順序分布兩個以上基站，如圖中A、B基站。當系統檢測到某人先到達A基站然后達到B基站即判斷為入井，當系統檢測到某人先到達B基站然后達到A基站即判斷為出井，系統會自動將入井、出井信息存入數據庫，從而達到自動考勤的目的。


傳輸子系統將各基站互連，并通過數據傳輸接口連接到管理子系統中的計算機，構成計算機與基站之間的通信網。通過傳輸子系統，既可以收集各基站的數據傳輸到計算機，也可以將計算機發出的控制命令發送到各基站。傳輸子系統既可以用有線連接，也可以用基于ZigBee技術的無線連接。一般骨干網采用有線連接，而在不便于布線的地方可以采用無線連接。有線連接采用了CAN總線技術，抗干擾能力強，傳輸距離遠。同時留有TCP/IP通信接口，需要時可采用TCP/IP技術傳輸數據。
管理子系統主要由放置在監控室的計算機和運行在其上的管理軟件組成，它是本系統的人機界面接口。它具有收集定位信息、數據庫存儲、實時顯示、統計分析、報表打印、參數設置等功能。通過它可以在井上清楚地看到井下人員的分布情況，也可以設置各種參數控制系統的運行。管理子系統還具有網絡功能，可以通過煤礦局域網共享信息，實現多人同時查看礦井考勤定位信息。

3 系統特點
>> 采用北京赫立訊最新的ZigBee無線通信模塊，符合IEEE802.15.4國際標準，無線組網靈活，網絡容量大，功耗低，抗干擾能力強。
>> 本系統最多可以掛接 128 個基站，識別卡容量可達 6 萬以上。
>> 采用CAN總線半雙工通信方式，傳輸距離達10km，傳輸速率10kbps。
>> 遠距離識別，識別卡無需靠近基站，識別距離10～100米可調。
>> 考勤能力強，同時100人以10m/s速度通過，漏檢率極低。
>> 具有收發短消息的功能，便于井上與井下人員及時溝通。
>> 可實現網絡共享供多個領導同時在不同地點查看。
>> 基站和識別卡設計嚴格按照國家礦用本安型產品設計標準，可以保證系統安全使用。

4 系統功能
4.1 礦井人員定位
在礦井巷道的進出口、交叉道口、工作面、重要峒室、危險場合（如盲巷等）、地面主要出入口等位置安裝基站，在巷道中也可以根據情況安裝一些基站。當攜帶有識別卡的人員進入基站檢測范圍時，基站可以將相關人員的身份等信息讀出并傳送回管理中心。定位信息經過管理軟件處理后生成人員分布圖和人員分布表，從而在井上就可以直觀地看到井下人員的分布情況。
4.2 路徑跟蹤
本系統可以跟蹤人員在井下的運動軌跡，記錄他們經過的監測點和他們在各監測點的停留時間。特別對瓦斯巡檢員等安全檢測人員，利用此功能地面領導就可以對他們進行監督和調度，從而保證煤礦安全生產。
4.3 短消息
井上管理中心可以通過管理軟件發送短消息呼叫井下人員，井下人員可以通過帶液晶屏的識別卡發送短消息到井上管理中心。
4.4 考勤統計
本系統具有強大的考勤能力，人員無需排隊靠近基站，100人同時快速入井也能正確考勤。對于有多個井口的煤礦同樣可以進行全自動考勤。系統自動記錄人員的入井、出井時間，并自動統計生成每日考勤報表、每月考勤報表等，為煤礦提供考勤管理基礎信息。
4.5 區域統計
本系統可自動統計出各區域的人數，根據不同的情況采用兩種區域統計方法。對于有狹長入口的區域，可以采用入口統計法，與井口考勤統計方法相同；對于沒有狹長入口的區域，可以采用基站和統計法，即將區域中各基站檢測到的人數相加得到區域總人數。
4.6 數據存儲
本系統具有長期保存數據的能力，將考勤定位信息存入數據庫，并隨時可以方便地查詢到考勤定位歷史信息。
4.7 系統自診斷
本系統具有自診斷功能，可以自動檢測基站故障，當基站出現故障時會發出提示信息。
4.8 出井異常提示
本系統可以自動檢測出人員在井下長時間（如12小時以上）未出井的情況，并發出提示信息。
4.9 數據備份
本系統具有方便的數據備份和數據還原功能。
4.10 操作記錄
本系統對管理員的操作進行自動記錄，從而可以監督管理員進行正確管理。
4.11 用戶權限管理
本系統具有用戶權限管理功能，只有注冊用戶才能使用本系統。注冊用戶分為管理員和普通用戶，管理員可以進行所有操作，普通用戶只能瀏覽考勤定位信息。
4.12 網絡共享
本系統具有網絡共享功能，可以通過局域網訪問考勤定位信息，為礦井各部門及上級各層領導及時提供實時監測信息與歷史信息，為他們監督指揮決策提供重要依據。