瓦斯抽采導流管信息自動識別系統(tǒng)技術方案

本實用新型專利技術涉及瓦斯抽采導流管信息自動識別系統(tǒng)，包括：用于鑲嵌在導流管的凹槽中或粘貼于導流管的外壁上的非接觸射頻卡，以及用于讀取所述非接觸射頻卡信息的智能讀卡模塊，所述智能讀卡模塊安裝在便攜測量設備上。當手持便攜測量設備靠近安裝了非接觸射頻卡的導流管時，便能夠得知該導流管的所在煤礦井下巷道位置、所在管路編號、導流管管徑、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期等信息，實現(xiàn)了導流管的識別、維護、管理和定位。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

瓦斯抽采導流管信息自動識別系統(tǒng)
本技術涉及一種無線射頻標簽識別裝置，尤其是一種用于煤礦井下瓦斯抽采導流管信息自動識別系統(tǒng)。
技術介紹
RFID技術(Radio Frequency Identification)即射頻識別技術,是一種利用特定頻率的射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的自動識別技術。RFID系統(tǒng)由閱讀器(Reader)與電子標簽(TAG)及應用軟件系統(tǒng)三個部份所組成。 其工作原理是，閱讀器(讀卡模塊)發(fā)射特定頻率的無線電波給應答器，用以驅(qū)動應答器電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時閱讀器便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應用程序做相應的處理。在實際應用中，電子標簽附著在待識別物體的表面，其中保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)。閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當標簽進人該磁場時產(chǎn)生感應電流，同時利用此能量發(fā)送出自身編碼等信息，讀寫器讀取信息并解碼后傳送至主機并進行相關處理，從而達到自動識別物體的目的。RFID電子標簽(非接觸射頻卡)具有可擦寫、非接觸、信號穿透力強、安全保密性能高、數(shù)據(jù)存儲容量大等優(yōu)點；以及其不怕油潰、灰塵污染、不工作時無源，適用于復雜的煤礦環(huán)境中。在煤礦井下的瓦斯抽采中，其抽采管路眾多，涉及到的管路位置、管路尺寸、管路編號等信息，為便于維護，方便在測試和記錄管路中瓦斯流量、瓦斯?jié)舛取怏w壓力等各種參數(shù)時快速定位管路和導流管，需用一種可以快速識別的標簽和閱讀標簽的閱讀器。而在煤礦井下地熱、潮濕、粉塵、空間有限的環(huán)境中，如果借助非接觸式無線射頻卡及其相關的射頻裝置可以很好的解決這一問題。技術內(nèi)容本技術的目的是提供一種瓦斯抽采導流管信息自動識別系統(tǒng)，用以解決如何在煤礦環(huán)境中維護、管理和定位導流管的問題。為實現(xiàn)上述目的，本技術的方案是瓦斯抽采導流管信息自動識別系統(tǒng)，包括用于鑲嵌在導流管的凹槽中或粘貼于導流管的外壁上的非接觸射頻卡，以及用于讀取所述非接觸射頻卡信息的智能讀卡模塊，所述智能讀卡模塊安裝在便攜測量設備上。所述瓦斯導流管信息自動識別系統(tǒng)還包括對所述非接觸射頻卡初始化、密碼設置、權限設置、信息讀寫、和注銷卡的智能卡發(fā)卡器。所述智能讀卡模塊包括讀卡模塊天線和電路板，電路板上設有控制單元和與其連接的附屬單元，附屬單元包括時鐘產(chǎn)生電路、編碼解碼單元、電源電路、調(diào)整解調(diào)電路、存儲單元和通訊接口。所述電路板安裝在所述便攜測量設備的便攜式防爆手柄機殼內(nèi)，所述天線安裝在便攜式防爆手柄機殼端部。本技術采用RFID技術，將非接觸射頻卡(即電子標簽)安裝到導流管上，將 讀卡模塊安裝在便攜測量設備上，當手持便攜測量設備靠近安裝了非接觸射頻卡的導流管 時，便能夠得知該導流管的所在煤礦井下巷道位置、所在管路編號、導流管管徑、生產(chǎn)廠家、 生產(chǎn)日期等信息，實現(xiàn)了導流管的識別、維護、管理和定位。附圖說明圖1是非接觸式射頻卡原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是非接觸式射頻卡外觀示意圖；圖3是智能讀卡模塊原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是智能卡發(fā)卡器結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是智能卡發(fā)卡器外觀示意圖；圖6是發(fā)卡軟件人機交互界面示意；圖7是系統(tǒng)實施流程示意圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖對本技術做進一步詳細的說明。本技術瓦斯抽采導流管信息自動識別系統(tǒng)，包括用于鑲嵌在導流管的凹槽 中或粘貼于導流管的外壁上的非接觸射頻卡，以及用于讀取非接觸射頻卡信息的智能讀卡 模塊，智能讀卡模塊安裝在便攜測量設備上。本技術用于對導流管信息快速準確識并 記錄信息。瓦斯導流管信息自動識別系統(tǒng)還包括對所述非接觸射頻卡初始化、密碼設置、權 限設置、信息讀寫、和注銷卡的智能卡發(fā)卡器。智能讀卡模塊包括讀卡模塊天線和電路板，電路板上設有控制單元和與其連接的 附屬單元，附屬單元包括時鐘產(chǎn)生電路、編碼解碼單元、電源電路、調(diào)整解調(diào)電路、存儲單元 和通訊接口。電路板安裝在所述便攜測量設備的便攜式防爆手柄機殼內(nèi)，天線安裝在便攜式防 爆手柄機殼端部。本系統(tǒng)的設備包括多個具有信息存儲、防水防塵功能的無源的非接觸射頻卡，一 個本質(zhì)安全型小功率高頻射頻智能讀卡模塊，一個直接連接計算機的智能卡發(fā)卡器；在軟 件上還包括一套具有加密解密、權限控制功能的安全算法。下面對系統(tǒng)各個部分詳細描述一，非接觸射頻卡無源的非接觸式射頻卡是RFID系統(tǒng)的信息載體，由耦合原件(線圈、微帶天線10 等)和微芯片11組成無源單元，如圖1、圖2，其中的模擬射頻接口模塊負責將射頻信號轉(zhuǎn)換 成直流電源的電源產(chǎn)生電路、電能存儲電路、信號調(diào)制和解調(diào)以及時鐘發(fā)生電路；微芯片負 責對解調(diào)信號譯碼，回送數(shù)據(jù)的編碼、存放識別數(shù)據(jù)。如圖7、圖2非接觸式射頻卡10是由ABS或PVC外殼封裝的紐扣式異形卡片，具 有防水、防塵、抗震動的特性，鑲嵌在導流管的凹槽中或粘貼于導流管的外壁上，用于存儲導流管所在煤礦井下巷道位置、所在管路編號、導流管管徑、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期等信息。12 為固定孔，用于在鑲嵌導流管上鑲嵌。非工作狀態(tài)時，射頻卡或射頻標簽處于無功耗無輻射狀態(tài)，不受煤礦巷道內(nèi)潮濕、粉塵及其他因素的影響，且不對其他電氣設備產(chǎn)生任何電磁干擾；當有讀卡模塊的無線射頻信號在非接觸射頻卡特定工作范圍時，模擬射頻接口模塊開始工作并聚集能量并使微芯片處于工作狀態(tài)，與讀卡模塊進行信息交互，由讀卡模塊讀取導流管所在煤礦井下巷道位置、所在管路編號、導流管管徑、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期等信息，達到記錄和設置對應參數(shù)的功能；整個讀寫過程極快，不超過10ms。二，智能讀卡模塊智能讀卡模塊是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心，由射頻信號耦合及收發(fā)模塊、微處理器、存儲器、通信接口等部分組成。其通過天線收發(fā)射頻信號、并將信號通過調(diào)制解調(diào)、載波等手段與非接觸射頻卡建立信息通道，通過微處理器的加密、加解密操作完成信號處理，并將數(shù)據(jù)存儲到存儲器，并可以通過多種通訊接口與其他模塊通信，以此實現(xiàn)信息采集、信息處理、信息傳輸。如圖3、7，智能讀卡模塊由電路板及其附屬電子器件、天線構(gòu)成，位于便攜式防爆手柄機殼20內(nèi)，天線21安裝在便攜式防爆手柄機殼端部。采用本安電源供電，天線面積較大，發(fā)射功率和讀卡距離可調(diào)，工作電流和讀卡電流較小，通過I2C、SPI或UART通訊方式連接CPU模塊。在模塊休眠狀態(tài)工作電流小于2mA，且對外不產(chǎn)生輻射，隨時可被喚醒到正常工作狀態(tài)；在模塊正常工作時，智能卡模塊的天線發(fā)射特定頻率的無線電波，靠近非接觸射頻卡時以電波能量驅(qū)動非接觸射頻卡電路使之內(nèi)部數(shù)字電路開始工作并進行數(shù)據(jù)交互，通過智能卡模塊的加密、解密獲取非接觸射頻卡內(nèi)部所存儲的導流管所在井下巷道位置、所在管路編號、導流管管徑、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期等信息并記錄在存儲器內(nèi)供其他模塊調(diào)用。三，智能卡發(fā)卡器如圖4、5、7，智能卡發(fā)卡器是RFID系統(tǒng)中對非接觸射頻卡初始化、密碼設置、權限設置、信息讀寫、注銷卡的裝置。其包括對應的計算機應用軟件、通訊協(xié)議、讀卡模塊、天線、 電源等。讀卡器采用讀卡模塊和天線一體化，30為刷卡天線區(qū)，31為指示燈，33為蜂鳴器， USB供電并通訊，外形小巧、便于攜帶，讀卡距離可調(diào)。讀卡模塊通過數(shù)據(jù)線32和計算機接口相連，在特定的應用軟件窗口的人機交互界面(見圖6)上進行讀卡操作，并將定義好的導流管所在煤礦井下巷道位置、所在管路本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
瓦斯抽采導流管信息自動識別系統(tǒng)，其特征在于，包括：用于鑲嵌在導流管的凹槽中或粘貼于導流管的外壁上的非接觸射頻卡，以及用于讀取所述非接觸射頻卡信息的智能讀卡模塊，所述智能讀卡模塊安裝在便攜測量設備上。

【技術特征摘要】
1.瓦斯抽采導流管信息自動識別系統(tǒng)，其特征在于，包括用于鑲嵌在導流管的凹槽中或粘貼于導流管的外壁上的非接觸射頻卡，以及用于讀取所述非接觸射頻卡信息的智能讀卡模塊，所述智能讀卡模塊安裝在便攜測量設備上。2.根據(jù)權利要求1所述的瓦斯抽采導流管信息自動識別系統(tǒng)，其特征在于，所述瓦斯導流管信息自動識別系統(tǒng)還包括對所述非接觸射頻卡初始化、密碼設置、權限設置、信息讀寫、和注銷卡的智能卡發(fā)卡器。3.根...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王鵬飛，賀衛(wèi)星，王凱，趙彤凱，石云鵬，李震虹，陳軍，
申請(專利權)人：鄭州光力科技股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：