基于射频识别与瓦斯传感的矿井智能安全系统

"本文主要探讨了矿井灾害救援系统中智能标识卡的研究，旨在解决传统矿井救援系统的问题，如多卡、漏卡和识别距离短。通过集成射频识别技术和瓦斯传感技术，设计了一种基于MCU（微控制器）和nRF905无线射频芯片的智能标识卡，该卡能够实现井下人员定位、数据采集与预警、灾后救援以及综合信息管理。此外，文中还介绍了如何在ARM处理器LPC2103上移植并应用μC/OS-Ⅱ操作系统，开发相关的API接口函数和硬件驱动程序，以实现标识卡的功能。实验结果证明，这种智能标识卡能有效提升矿井安全管理和救援效率。" 本文关注的核心技术点包括： 1. **射频识别技术(RFID)**：RFID是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。在矿井灾害救援系统中，RFID技术用于人员定位、追踪和通信，解决了传统卡片存在的多卡、漏卡问题，同时也延长了识别距离。 2. **瓦斯传感技术**：结合瓦斯传感器，智能标识卡可以实时监测井下的瓦斯浓度，当浓度超标时，及时发出预警，有助于预防瓦斯爆炸等事故的发生。 3. **微控制器(MCU)**：使用LPC2103型号的ARM处理器作为核心，MCU负责处理标识卡的计算和控制任务，协调各个硬件组件的工作，实现无线通信和数据处理。 4. **nRF905无线射频芯片**：该芯片是实现无线通信的关键，它使得标识卡能够与地面的固定基站进行双向通信，发送和接收井下的数据，实现人员定位和预警功能。 5. **μC/OS-Ⅱ操作系统**：这是一种嵌入式实时操作系统，被移植到LPC2103上，为智能标识卡提供多任务调度和时间管理，确保系统的稳定运行。 6. **硬件系统设计**：包括MCU与外围接口芯片的设计，以及μC/OS-Ⅱ的API接口函数和底层硬件驱动程序的编写，这些是实现标识卡功能的基础。 7. **应用软件开发**：标识卡的应用软件涵盖了瓦斯气体的采集与预警、数据收发、井下管理信息的显示等功能，为井下作业提供安全保障。 8. **应急救援功能**：在矿井发生灾害时，智能标识卡不仅能预警，还能接收和显示井上的救援信息，帮助快速、高效地执行救援任务。 通过这些技术的集成，智能标识卡极大地提升了矿井的安全管理水平，优化了应急救援流程，对于保障矿工的生命安全和提高救援效率具有重要意义。