Nghiên cứu chế tạo hệ thống giám sát người lao động trong hầm lò

Header Page of 126 Bộ công thơng viện điện tử tin học báo cáo tổng kết đề tài kh&cn cấp nghiên cứu chế tạo hệ thống giám sát ngời lao động hầm lò Mã số: 191.08RD/HĐ-KHCN chủ nhiệm đề tài: ks Kiều mạnh cờng 7173 17/3/2009 Hà nội - 2008 Footer Page of 126 Header Page of 126 B CễNG THNG VIN NGHIấN CU IN T, TIN HC, T NG HểA BO CO TNG KT TI CP B NM 2008 ti: Nghiờn cu ch to h thng giỏm sỏt ngi lao ủng hm lũ (Thi gian thc hin: nm) Ch nhim ủ ti: KS Kiu Mnh Cng C quan ch trỡ: Footer Page of 126 Vin Nghiờn cu in t, Tin hc, T ủng húa - VIELINA H ni - 12/2008 [1] Header Page of 126 MC LC Din gii mt s t vit tt . Li m u .. I Nhng chung . 1.1 Thụng tin v ti 1.2 Tớnh cp thit ca ti. .2 1.3 Tỡnh hỡnh nghiờn cu nc v trờn th gii .3 1.3.1 Tỡnh hỡnh nghiờn cu nc 1.3.2 Tỡnh hỡnh nghiờn cu trờn th gii II Nghiờn cu thit k ch to h thng giỏm sỏt ngi lao ng hm lũ (Tờn gi: V-Link) 10 2.1 Mt s c im ca mụi trng khai thỏc than hm lũ ti Vit Nam 11 2.2 Cụng ngh nhn bit i tng qua súng vụ tuyn (RFID).13 2.2.1 Khỏi quỏt v cụng ngh RFID. 13 2.2.2 Tỡm hiu mt s cụng ngh thu/phỏt vụ tuyn...16 2.2.2.1 Cụng ngh WiFi.. 16 2.2.2.2 Cụng ngh WiMax. 17 2.2.2.3 Cụng ngh Bluetooth... 17 2.2.2.4 Cụng ngh Zigbee (IEEE 802.15.4) . 18 2.3 Thit k h thng V-Link. 24 2.3.1 La chn cụng ngh thc hin. 24 2.3.2 S nguyờn lý h thng V-Link ..27 2.3.3 Xỏc nh cỏc yu t chớnh nh hng n ch tiờu cht lng ca h thng .29 2.4 Thit k ch to Trm trung tõm (V-Link Master) .32 2.4.1 S nguyờn lý . 32 2.4.2 Lu thut toỏn .. 35 2.4.3 Thit k, ch to mch in v v hp .36 2.5 Thit k ch to Trm khu vc (V-Link Slave) . 37 2.5.1 S nguyờn lý.37 2.5.2 Lu thut toỏn. 49 2.5.3 Thit k, ch to mch in v v hp. 52 2.6 Thit k ch to Mỏy di ng (V-Link Mobile) .52 2.6.1 S nguyờn lý. 52 2.6.2 Lu thut toỏn.. 55 2.6.3 Thit k, ch to mch in v v hp.. .56 2.7 Phỏc tho Phn mm qun lý h thng .. 57 2.8 Tớnh toỏn cỏc thụng s c bn ca h thng . 58 a Kờnh vụ tuyn RF 2.4 GHz....58 b ng truyn d liu RS-232, RS-485 ..60 Footer Page of 126 [2] Header Page 2.9 of 126 Th nghim h thng trờn mt bng .62 III 3.1 3.2 3.3 3.4 IV 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 V Footer Page of 126 Kt lun. 65 Cỏc kt qu ó t c .65 Cỏc cụng vic tip theo 69 Xu hng phỏt trin ca ti 69 xut Kin ngh . 69 Ph lc . 70 Danh mc cỏc s nguyờn lý .. .70 Danh mc cỏc bn v gia cụng c khớ... .70 Danh mc chng trỡnh mó ngun.. . 70 Thuyt minh ủ ti.70 Hp ủng thuờ khoỏn cụng vic, sn phm 70 D toỏn kinh phớ ủ ti nm 2008 70 Ti liu tham kho.. 71 [3] Header Page of 126 DIN GII MT S T VIT TT C S DNG TRONG BO CO T vit vi t tt t t IEEE MAC W-LAN WiFi WiMax ISM RF PAN RAM ROM EEPROM CSMA-CA CSMA-CD BS RS MS SL MAS PC Tx Rx FSL RFID ADC LQI RSSI HF VHF UHF SHF EHF BER EIRP FFD RFD PHY PER GTS FHSS CCA ED RFI SNR Footer Page of 126 T gcc Institute of Electrical and Electronics Engineers Media Access Control Wireless Local Area Network Wireless Fidelity (IEEE 802.11b wireless networking) Worldwide Interoperability for Microwave Access (IEEE 802.16) Industrial, Scientific and Medical Radio Frequency Personal Area Network Random Access Memory Read-Only Memory Electrical Eraseable ROM Carrier Sense Multiple Access With Collision Avoidance Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection Base Station Remote Station Mobile Set Slave Master Personal Computer Transmiter Receiver Free Space Loss Radio Frequency Identification Analog to Digital Converter Link Quality Indicator Received Signal Strength Indicator High Frequency Very High Frequency Ultra High Frequency Super High Frequency Extra High Frequency Bit Error Rate Effective Isotropic Radiated Power Full-Function Device Reduced-Function Device Physical Layer Packet Error Rate Guaranteed Time Slot Frequency Hopping Spread Spectrum Clear Channel Assessment Energy Detection Radio Frequency Interference Signal to Noise Ratio [4] Header Page of 126 Li m u Ngnh than Vit Nam ủang thi k phỏt trin mnh m vi tc ủ tng trng hng nm cao v sn lng rt ln Bờn cnh ủ tng trng l cụng tỏc qun lý ủi ng cụng nhõn, hn ch ri ro, tai nn lao ủng Trong nhng nm qua, nhiu tai nn hm lũ ủỏng tic ủó xy nhiu nguyờn nhõn nh: Sp hm lũ, bc nc, n khớ mờtan, n mỡn sai quy ch v,v ủũi hi phi tng cng cụng tỏc qun lý nhõn s lm vic hm lũ T trc ủn cỏc m than ti Vit nam, vic qun lý ngi ra/vo cỏc hm lũ khai thỏc ch yu ủc thc hin bng phng phỏp th cụng, ghi chộp s sỏch khin cụng tỏc qun lý gp nhiu khú khn, bt cp nờn ủ cp bỏch ủt l cn phi giỏm sỏt v trớ ca ngi ủi vo hm lũ ủ bit cỏc thụng tin phc v qun lý nh: n ca lm vic cha thy vo, ht ca lm vic cha thy ra, cú ủi vo vựng cm hay khụng, cú lm vic ủỳng v trớ hay khụng, v trớ hin thi ủõu, cỏc cõu hi ủú rt ủc cỏc cỏn b qun lý cụng nhõn m quan tõm Sau nhiu nm l ủi tỏc tin cy cung cp thit b phc v cụng tỏc an ton cho mt s cụng ty khai thỏc than Tp ủon than khoỏng sn Vit nam - TKV, qua tip xỳc v trao ủi vi cỏc cỏn b qun lý, chỳng tụi thy hin cụng tỏc qun lý ngi cụng nhõn vo m gp nhiu khú khn, cỏc h thng k thut tr giỳp hin ti hu nh cha cú gỡ, cỏc sn phm nc ngoi cho bỏn cho ngnh m v cụng tỏc qun lý nhõn s hm lũ rt ủt tin v ủc bit l cỏc dch v k thut sau bỏn hng rt khú ủc ủỏp ng kp thi T thc trng ủú, chỳng tụi ủt ủ nghiờn cu mt h thng Giỏm sỏt ngi lao ủng hm lũ vi mong mun cú th h tr cỏc cỏn b qun lý s dng mỏy tớnh ủ quan sỏt, tỡm kim v trớ hin thi ca nhng cụng nhõn ủang lm vic hm lũ H thng ny cng cú th t ủng phỏt nhng bỏo hiu cn thit tr giỳp ngi cú trỏch nhim cỏc quyt ủnh kp thi v chớnh xỏc, phc v ủc lc cho cụng tỏc qun lý, ủm bo an ton lao ủng mụi trng hm lũ, h tr tỡm kim cu nn tai nn hm lũ xy ra, Chỳng tụi chõn thnh cm n B Cụng Thng, B Khoa hc Cụng ngh v Vin Nghiờn cu in t, Tin hc, T ủng húa ủó to cỏc ủiu kin thun li ủ ủ ti ny ủc thc hin thnh cụng v ủt ủc cỏc kt qu mong mun Chỳng tụi mong rng s tip tc nhn ủc h tr ủ sn phm ca ủ ti ny ủc hon thin v cú th ng dng vo mụi trng khai thỏc than hm lũ Nhúm thc hin ủ ti Footer Page of 126 [5] Header Page of 126 I NHNG VN CHUNG 1.1 Thụng tin v ủ ti Tờn ti/D ỏn: Nghiờn cu ch to h thng giỏm sỏt ngi lao ủng hm lũ n v ch trỡ thc hin ti/D ỏn: Vin NC in t, Tin hc, T ủng húa Ch nhim ti/D ỏn: K s Kiu Mnh Cng Thi gian thc hin: 24 thỏng Tng kinh phớ thc hin: 500 triu ủng t Ngõn sỏch nh nc Giai ủon 1: 12 thỏng, t 01/01/2008 ủn 31/12/2008 Kinh phớ thc hin giai ủon 1: 200 triu ủng Sn phm ủng ký L mt h thng gm: - 01 Trm trung tõm - 02 Trm khu vc - 10 Mỏy di ủng phỏt mó cỏ nhõn (Mỏy di ủng) - Phn mm qun lý giỏm sỏt ngi lao ủng hm lũ Cỏc ti liu nghiờn cu, ti liu k thut, cỏc bỏo cỏo liờn quan - Trong ủú, sn phm ủng ký giai ủon gm: 05 Mỏy di ủng phỏt mó cỏ nhõn hon chnh - 02 Trm khu vc hon chnh 01 Mch in Trm trung tõm - Cỏc ti liu nghiờn cu, ti liu k thut, cỏc bỏo cỏo liờn quan 1.2 Tớnh cp thit ca ủ ti Hin nay, cỏc cụng ty khai thỏc than hm lũ ti Vit Nam ngy cng m rng din tớch khai thỏc v khai thỏc sõu hn xung lũng ủt a hỡnh khai thỏc rt phc tp, d xy cỏc ri ro v tai nn lao ủng, vỡ vy ủũi hi phi tng cng phng tin v trỡnh ủ qun lý ủi vi ngi cng nh cỏc thit b hm lũ Qua tỡm hiu v yờu cu v thc trng cụng tỏc qun lý ti mt s cụng ty than thuc Tp ủon than khoỏng sn Vit nam (TKV), cho thy hin hu ht cỏc cụng ty than ủu qun lý cụng nhõn bng phng phỏp th cụng, thụng thng cú ca lm vic/ngy di hm lũ, cỏc cụng nhõn ủi lm theo ca phi ủn ủng ký vo vi Qun ủc phõn xng trc xung hm lũ, ht ca lm vic hoc ngh sm phi ủng ký vi Qun ủc phõn xng Qua ủú b phn qun lý s theo dừi, giỏm sỏt gi gic lm vic ca mi cụng nhõn v tớnh cụng lao ủng cho tng ngi Footer Page of 126 [6] Header Page ofqun 126 lý nh trờn nhỡn chung l phự hp ủi vi cỏc cụng ty nh, s lng cụng nhõn Vic ớt, hỡnh khai thỏc hp v ớt phc Tuy nhiờn, ngoi s ớt cỏc cụng ty khai thỏc cũn cú m than l thiờn, cỏc cụng ty than cũn li ủu l cỏc cụng ty khai thỏc than Hm lũ vi hỡnh khai thỏc rng ln vi nhiu ủng lũ phc cú ủ sõu hng trm so vi mc nc bin S cụng nhõn lm vic mi ca hm lũ lờn ti hng trm ngi, rt nhiu hin tng ri ro cú th xy ủiu kin nh vy Theo cỏc cỏn b qun lý sn xut ti cỏc m than hm lũ, thỡ cụng tỏc qun lý ngi lao ủng di hm lũ khụng nhng yờu cu theo dừi sỏt gi gic vo/ra ca mi cụng nhõn ti cỏc ca lũ ủ phỏt hin nhng cụng nhõn ủi lm mun gi, hoc ht ca lm vic m khụng thy ra, m cũn ủũi hi phi nhanh chúng xỏc ủnh ủc nhng cụng nhõn ủi vo cỏc khu vc cm, khu vc nguy him, nhng cụng nhõn b v trớ lm vic v ng quờn khu m di lũng ủt cú th dn ti tai nn lao ủng ủỏng tic Vỡ vy cỏc cụng ty khai thỏc than hm lũ hin khụng nhng cn mt h thng giỏm sỏt qun lý ủi tng ủng b ti cỏc ca vo/ra, m cũn rt cn mt h thng tr giỳp xỏc ủnh ủc v trớ hoc khoanh vựng ủi tng cn giỏm sỏt ủ phc v cụng tỏc qun lý, tỡm kim, ng cu kp thi cú tai nn ri ro xy hm lũ Qua kho sỏt thc t ti Cụng ty than Vng Danh, Cụng ty than H Long, Cụng ty than Hũn Gai, Cụng ty than Khe Chm, thỡ nhu cu v h thng qun lý giỏm sỏt ngi lao ủng hm lũ cú kh nng xỏc ủnh v trớ, h tr cỏc cnh bỏo hn ch ri ro, l rt thit thc Do vic qun lý ủi ng cụng nhõn, th m gp nhiu khú khn vỡ ý thc chp hnh cỏc quy ủnh ca nhiu th m cha cao Ti cụng ty than Khe Chm, cú gn 2000 cụng nhõn lm vic theo ca, ngha l mt ca lm vic thng xuyờn cú gn 700 ngi lao ủng hm lũ, vi ủi ng qun lý giỏm sỏt lao ủng hn ch v s lng ngi v trang thit b nh hin nay, vic qun lý ngi lao ủng hm lũ gp rt nhiu khú khn Nờn cỏc cỏn b qun lý ủõy rt quan tõm ủn cỏc h thng thit b k thut h tr cụng tỏc qun lý, ủc bit l h thng giỏm sỏt ngi lao ủng hm lũ Tuy nhiờn, hin ti, nu ủu t cho mt h thng nh vy bng cỏch mua thit b ca nc ngoi thỡ chi phớ ban ủu rt tn kộm nờn bi toỏn kinh t - k thut ủt l khụng kh thi, hn na vic hnh khai thỏc h thng thit b ủiu kin mụi trng hm lũ khc nghit, thng xy s c k thut, nờn cỏc Cụng ty than cn mt nh cung cp cú kh nng lm ch cụng ngh, ủỏp ng nhanh yờu cu v khc phc s c cn Yờu cu ny ủũi hi phi ủu t nghiờn cu, ch to, sn xut thit b nc ủ h giỏ thnh sn phm, ủỏp ng ủc cỏc yờu cu v dch v sau bỏn hng Footer Page of 126 [7] Header1.3 Page of hỡnh 126 nghiờn cu nc v trờn th gii Tỡnh 1.3.1 Tỡnh hỡnh nghiờn cu nc Theo chỳng tụi kho sỏt, hin ti Vit Nam cha cú t chc hay cỏ nhõn no nghiờn cu ch to mt h thng tng t nh sn phm d kin ca ủ ti ny Cỏc h thng qun lý nhõn s bng th, ỏp dng ti cỏc ca vo ủc cỏc cụng ty thng mi cung cp ph bin l sn phm ca cỏc hóng nc ngoi Ti Vin nghiờn cu in t, Tin hc, T ủng húa ủó nghiờn cu v trin khai thnh cụng h thng qun lý ủi tng ra/vo bng th RFID, ti mt s hi ch cụng nghip v trin lóm Vin thụng cng cú cỏc doanh nghip cho bỏn cỏc h thng qun lý nhõn s bng th, nhiờn, qua tỡm hiu chỳng tụi thy cỏc h thng ny hin cng cha ủc ỏp dng rng rói ti Vit Nam vỡ yờu cu v mt qun lý nhõn s ti cỏc c quan cha ủt cp bỏch Trong tng lai, cỏc nh mỏy sn xut ln, cỏc t chc, ủn v cú nhu cu giỏm sỏt qun lý nhõn s cht ch cỏc tũa nh l nhng khỏch hng tim nng ủi vi dũng sn phm ny Ti cỏc cụng ty than hm lũ ti Vit Nam, hin ch cú cụng ty than Mo Khờ cú lp ủt h thng qun lý trung cụng nhõn ra/vo hm lũ bng th Tuy vy, h thng ny ủang giai ủon ỏp dng th nghim ban ủu, cha ủỏp ng ủc yờu cu qun lý vỡ cha qun lý ủc cụng nhõn vo/ra ti tt c cỏc ca hm lũ, cha xỏc ủnh ủc v trớ hin thi ca ngi cụng nhõn ủang lm vic hay hot ủng ủõu Cỏc hóng cho bỏn thit b qun lý ngi hm lũ cho khỏch hng l cỏc cụng ty khai thỏc than khoỏng sn ch yu cho bỏn cỏc h thng qun lý bng th t, th thu/phỏt vụ tuyn tn s thp, phm vi hp, thớch hp lp ủt ti cỏc ca ra/vo Cha thy cú sn phm cho bỏn no l mt h thng mng vụ tuyn qun lý ủi tng trung, cú kh nng xỏc ủnh v trớ ca ngi lao ủng hm lũ v h tr cỏc cnh bỏo cn thit ủi vi nghip v qun lý ngi lao ủng ti hin trng khai thỏc 1.3.2 Tỡnh hỡnh nghiờn cu trờn th gii i vi cỏc nc cú ngnh cụng nghip khai khoỏng phỏt trin nh M, Nht, Canada, Trung Quc, Nga, Australia, thỡ cỏc cụng ngh ph tr cho ngnh khai khoỏng cng rt phỏt trin, ủú cú cỏc cụng ngh phc v cho an ton lao ủng khai thỏc than hm lũ nh cỏc Thit b bo h, Thit b thụng giú, Thit b ủo v cnh bỏo khớ ủc, khớ chỏy n, H thng giỏm sỏt v trớ ủi tng (ngi lao ủng, mỏy múc thit b) hm lũ cng ủc nghiờn cu phỏt trin ti cỏc nc trờn v hin ủó cú sn phm thng mi Cỏc h thng ny cho phộp xỏc ủnh ủc ủi tng mang theo th khong cỏch hng chc m khụng yờu cu phi qut th qua cỏc b ủc th Cụng ngh nũng ct thng Footer Page of 126 [8] Header Page 10 ofs126 ủc dng cỏc h thng ny l cụng ngh thu phỏt khụng dõy tn s cao t hng trm MHz tr lờn Chỳng tụi gii thiu hai h thng giỏm sỏt v trớ ủi tng ủin hỡnh s dng cụng ngh thu phỏt khụng dõy tn s cao, thụng tin chi tit v sn phm cú th tham kho ti Website ca nh cung cp A H thng EZ Tracer, Hóng ch to: Hellicom - M, Website: www.hellicom.com H.1 Minh nguyờn lý h thng EZ-Tracer EZ - Tracer l h thng xỏc ủnh v trớ ủi tng theo thi gian thc, da trờn nn cụng ngh mng khụng dõy Zigbee, h thng ny gm cú: - Thit b trung tõm: Thit b ny kt ni vi mỏy tớnh qua giao din USB, kt ni vi cỏc Thit b ủc th qua kờnh vụ tuyn 2.4GHz Thit b trung tõm cú chc nng thu thp thụng tin v v trớ ca cỏc th di ủng t cỏc Thit b ủc th ton mng v gi s liu ủú cho PC - Thit b ủc th: L cỏc thit b nhn din mó s ca th di ủng vựng ph súng ca mỡnh qua kờnh vụ tuyn, bng tn lm vic 2.4 GHz Mi thit b ủc th gn vi mt khu Footer Page 10 of 126 [9] Header Page- 61Vi of 126 dũng ủin tiờu th trung bỡnh l 25 mA thỡ mt gi Mỏy di ủng vựng ph súng ca mt Trm khu vc s tiờu th ht gn (25mA x 2,1s)/3600 = 0.015 mAh Nh vy, nu s dng Pin AA cú dung lng 500 mAh thỡ thi gian cung cp nng lng cho Mỏy di ủng lm vic s lờn ti nm Trờn thc t cht lng ca Pin suy gim theo thi gian, nht l chu nh hng ủỏng k ca ủiu kin mụi trng nờn cú th thi gian Pin trỡ cung cp nng lng s suy gim ủiu kin thc t 2.6.3 Thit k, ch to mch in v v hp Mch in v v hp ca Mỏy di ủng ủc thit k theo TCVN7079 v thit b an ton lm vic mụi trng hm lũ cú khớ v bi n Cỏc mi ghộp ti v hp ủu ủm bo ủc lm kớn bng ủm cao su dy 1,5mm, v thit b ch to t vt liu Inox ủ dy 1,2mm vi cỏc kt cu mi ghộp theo TCVN7079 nh sau: Inox d = 1,2mm m cao su d = 1,5mm H.33 Mi ghộp kớn theo TCVN7079 Mỏy di ủng Cỏc chi tit c khớ trờn v hp Mỏy di ủng gm cú: Led bỏo hiu hot ủng v nhón mỏc thit b, cỏc chi tit ny phi ủm bo chc chn v ủc lm kớn ủ ngn bi v hi nc t mụi trng ca m than khụng nh hng ủn hot ủng ca mch ủin Bn v ch to mch in v v hp ủc trỡnh by chi tit ti phn Ph lc bỏo cỏo ny Footer Page 61 of 126 [60] Header 62 oftho 126.phn mm qun lý h thng 2.7Page Phỏc Phn mm qun lý h thng ci ủt trờn Mỏy tớnh ủt ti phũng qun lý ủiu hnh khu vc khai thỏc m than hm lũ Cú cỏc chc nng giỏm sỏt, cnh bỏo, lu tr d liu, thụng tin v ngi lao ủng ủ phc v cụng tỏc qun lý ngi lao ủng hm lũ Phn mm cú giao din ủ trờn c s gn lin vi bn ủ hỡnh cú lp ủt h thng cỏc Trm khu vc Qun lý ủc 100 Trm khu vc v 800 Mỏy di ủng Cho phộp xem v trớ hin thi ca mt ngi lao ủng ủó ủc cp Mỏy phỏt mó cỏ nhõn Cho phộp xem nhúm ngi lao ủng cựng mt khu vc Ch ủ t ủng: Liờn tc cp nht danh sỏch cỏc Mỏy di ủng t tt c cỏc Trm khu vc theo thi gian thc vi tc ủ cp nht thay ủi ủc Ch ủ tỡm kim ủi tng: Cho phộp tỡm kim theo mó ủi tng, xỏc ủnh ủi tng cn tỡm kim ủang vựng no Ch ủ xỏc ủnh nhúm ủi tng mt vựng cn quan tõm: yờu cu mt Trm khu vc gi thụng tin v cỏc ủi tng vựng ph súng ca mỡnh lp tc Ch ủ cnh bỏo ủi tng ủi vo vựng cm, vựng nguy him, ht thi gian quy ủnh m khụng thy hm lũ, Lu thụng tin v quỏ trỡnh di chuyn ca ngi cụng nhõn vo c s d liu ủ phc v tra cu cn Footer Page 62 of 126 [61] Header 63 oftoỏn 126.cỏc thụng s c bn ca h thng 2.8Page Tớnh a Kờnh vụ tuyn RF 2.4 GHz Cu trỳc khung d liu qua kờnh vụ tuyn giao tip gia Trm khu vc v Mỏy di ủng: HEADER LENGTH PACKET LENGTH FRM CTRL L FRM CTRL H SQC NUMBER PANID L PANID H DEST ADDR L DEST ADDR H SRC ADDR L SRC ADDR H FCS[0] FCS[1] Khung d liu cú ủ di 13 Bytes x = 104 Bits Nh vy vi tc ủ truyn trung bỡnh ca kờnh vụ tuyn 2.4 GHz l 100 Kbps thỡ thi gian trung bỡnh ủ truyn mt khung d liu t Trm khu vc ti Mỏy di ủng hoc ngc li l l: TF = (104 /100 000) x 1000 = 1,04 10-3 (s) = 1,04 (ms) Nh vy, thi gian Timeout m Trm khu vc ch nhn mt khung d liu tr li cho mi Mỏy di ủng cn thit l Timeout = 1,5 (ms) Nh vy, thi gian trung bỡnh dnh ủ xỏc nhn mó ca mt Mỏy di ủng qua kờnh vụ tuyn k c cỏc tỏc v khỏc ca Vi x lý liờn quan ủn thu/phỏt vụ tuyn (s dng dao ủng thch anh 11.0592 MHz) l xp x 3ms Footer Page 63 of 126 [62] Header Page 64 of 126 Khong cỏch t ủim phỏt ti ủim thu (Trm khu vc - Mỏy di ủng) Theo cụng thc (2), ta cú: PRX = PTX + GTX + GRX - LTX LRX LM LFS Vi PRX l mc cụng sut ca tớn hiu ti ủim thu, mc cụng sut ny cn ủm bo ủ ủ mch RF nhn ủc d liu mt cỏch tin cy qua kờnh vụ tuyn Theo ti liu k thut, Chip MRF24J40 cú ủ nhy thu l -91 dBm vi t l li Bit BER = 10-6, thc t ta cn ủ mt biờn ủ d phũng chc chn thu ủc tớn hiu tt l dBm, nờn cụng sut tớn hiu ti ủim thu cn ủm bo khụng xung di -86 dBm Ta cú cỏc thụng s k thut sau: - PRX = -86 dBm, ủ nhy ca Mỏy thu - PTX = dBm, cụng sut Mỏy phỏt - GTX = dBm, ủ li ca Anten phỏt - GRX = dBm, ủ li ca Anten thu - LTX = 0.5 dBm, suy hao trờn cỏp RF ủu phỏt LRX = 0.5 dBm, suy hao trờn cỏp ủu thu LM = dBm, suy hao tng hp cỏc yu t bt ủnh gõy nờn LFS = 32,45 + 20logF[MHz] + 20logR[km] - Thay s vo cụng thc (2), ta tớnh ủc suy hao qua mụi trng khụng khớ cho phộp l: LFS = + + 0,5 0,5 + 86 = 86 (dBm) Tớn hiu RF bc x trờn kờnh 11, tn s F = 2460 MHz, ta cú: 86 = 32,45 + 20log(2460) + 20logR 20logR = -14,27 R 0,19 (km) = 190 (m) Nh vy khong cỏch thu/phỏt gia Trm khu vc v Mỏy di ủng ủiu kin thụng thng cú th ủt 190(m), lp ủt hm lũ cú th suy hao tng hp cỏc yu t bt ủnh gõy nờn (LM) s gia tng lm khong cỏch thu/phỏt tớn hiu (R) gim xung Vi bỏn kớnh ph súng R = 190 (m) v tc ủ vũng quột l giõy, b qua cỏc yu t suy hao che chn bi ủỏm ủụng, mt Trm khu vc cú th nhn bit ủc ti 800 Mỏy di ủng cựng di chuyn qua vựng ph súng ca Trm vi tc ti l: V = 380 (m) / (s) 47,5 (m/s) = 171 (km/h) Footer Page 64 of 126 [63] Header Page 65 nhiờn of 126.trờn thc t cú ủỏm ủụng che chn thỡ tớn hiu vụ tuyn s b suy hao ủỏng k Tuy vỡ vy bỏn kớnh ph súng s gim xung rừ rt Nu gi thit rng trng hp ủú phm vi ph súng gim xung cũn 100m thỡ tc ti cho phộp cỏc thit b chuyn ủng qua Trm khu vc ủc kp thi phỏt hin l: V = 100 (m) / (s) = 12,5 (m/s) = 45 (km/h) b ng truyn d liu RS-232, RS-485 RSx RS1 RS-232 RS-485 BS PC RS2 BS - Trm trung tõm RS Trm khu vc; - Thi gian truyn mt khung lnh Byte t PC ủn Trm trung tõm trờn ủng truyn RS232 cú tc ủ Baud KB1 = 19.2 Kbps l: T1 = / 19200 = 0,4 (ms) Vi cõu lnh Byte, thi gian cn truyn qua ủng RS-232 l 0.8 (ms) - Truyn Byte d liu t Trm trung tõm ủn Trm khu vc qua ủng truyn RS-485 cú tc ủ Baud KB2 = 19.2 Kbps, theo giao thc ủng b d liu nh sau: Data[0] Data[1] Data[2] LEN LEN s Byte d liu ủc truyn, ti LEN = Nu truyn Byte d liu, khung truyn ủi s gm Data[0] v LEN = v thi gian ủ truyn Byte l: T2 = x 8/19200 = 0,8 (ms) - Theo hng ngc li, Trm khu vc truyn v Trm trung tõm mi ln Bytes d liu ( Data[0], Data[1] ) v Byte ủng b (LEN), thi gian cn truyn mt ch ca Mỏy di ủng v Trm trung tõm l: Footer Page 65 of 126 [64] Header Page 66 of 126 T3 = x 8/19200 = 1,2 (ms) T ủú, ta xỏc ủnh thi gian Trm trung tõm ch ủ nhn d liu t mt Trm khu vc l: T4 = T2 + T3 = (ms) Vy trng hp xut hin ủy ủ c 800 Mỏy di ủng danh sỏch cp nht ca Trm khu vc thỡ thi gian truyn ht danh sỏch ny v Trm trung tõm l: T5 = (2 + 1600) x 1,2 = 1922,4 (ms) (s) Tng t, thi gian ủ Trm trung tõm truyn danh sỏch ny lờn Mỏy tớnh l: T6 = T5 = (s) Tng thi gian ti ủ hi v nhn d liu t mt Trm khu vc ủn Mỏy tớnh qun lý l: Tmax = T1 + T2 + T5+ T6 (s) Vi h thng cú ủy ủ 100 Trm khu vc thỡ thi gian mt vũng quột ht s Trm khu vc h thng ti l: Ts = Tmax + 99 x T2 (s) Trong thc t hu nh khụng cn thit lp ủt ti 100 Trm khu vc mt khai trng m than hm lũ m ch la chn lp ủt thit b giỏm sỏt ti mt s ủim chớnh yu, vỡ vy ủ tr ca vũng quột s gim ủỏng k Mt khỏc s lng Mỏy di ủng khụng th ủng thi trung ti ti tt c cỏc khu vc h thng, vỡ vy lu lng truyn ti trờn ủng RS-485 ca mi Trm khu vc l khỏc v thi gian truyn/nhn d liu vi mi Trm khu vc s rt nh hn s ti nh trng hp gi thit trờn ủõy V mt theo dừi v qun lý nhõn cụng thỡ thi gian cp nht danh sỏch t tt c cỏc khu vc nhanh nht cng ch cn phỳt/1 ln cp nht l ủỏp ng ủc yờu cu, nờn khụng cn thit phi liờn tc cp nht vi tc ủ ti giõy/1 ln nh kh nng ủỏp ng ca h thng Footer Page 66 of 126 [65] Header 67 of 126 h thng trờn mt bng 2.9Page Th nghim Mc tiờu th nghim: Vic th nghim nhm ủỏnh giỏ hot ủng ca cỏc thnh phn thit b riờng r cng nh ton h thng ( sau kt ni thnh h thng ) trờn mt bng cú tỏc ủng ca cỏc yu t thc t nh: mụi trng khu dõn c, cỏc yu t che chn, cỏc yu t chuyn ủng, Cỏc thụng s k thut ủc kim tra thụng qua quỏ trỡnh th nghim gm: A Cỏc kt ni truyn thụng: Kt ni vụ tuyn, kt ni hu tuyn B Khong cỏch liờn lc gia Trm khu vc vi Mỏy di ủng C Kh nng nhn bit Mỏy di ủng ca Trm khu vc: S lng Mỏy di ủng cú th nhn bit vũng quột, kh nng kt ni Mỏy di ủng di chuyn vi tc ủ cao D tr vũng quột ca Trm khu vc E tr ca ton tuyn cp nht thụng tin t mt Trm khu vc F Mc ủ tiờu th nng lng ca Mỏy di ủng Nhúm thc hin ủ ti ủó tin hnh cỏc hot ủng th nghim ủi vi cỏc sn phm ca ủ ti trờn mt bng khu dõn c ủ kim tra cỏc thụng s k thut nờu trờn vi cỏc ủiu kin th nghim c th nh sau: Mụi trng th nghim: Trong phũng thớ nghim, trờn mt bng ngoi tri khụng ma S dng ễ-xy-lụ v ủng h ủo nng xỏc ủnh cỏc thụng s lm vic ca Trm trung tõm, Trm khu vc v Mỏy di ủng gm: - Cỏc mc ủin ỏp lm vic ca tng tớn hiu - Dũng ủin tiờu th ca cỏc thit b cỏc ch ủ lm vic khỏc Tn s dao ủng ca Thch anh cp cho Vi ủiu khin S dng Mỏy tớnh v phn mm kt ni cng COM ủ ủc d liu t Trm trung tõm v Trm khu vc S dng ủng h bm gi ủ kim tra tc ủ quột vũng ca Trm khu vc v ủ tr ca cỏc kt ni Th nghim kt ni vụ tuyn gia Trm khu vc v nhn bit Mỏy di ủng qua kờnh vụ tuyn 2.4 GHz Trm khu vc phỏt hin ủc c Mỏy di ủng phũng thớ nghim v Mỏy di ủng di chuyn trờn mt bng vi tc 40 km/h phm vi bỏn kớnh 50m Footer Page 67 of 126 [66] Header Page 68ofTh 126.nghim xỏc ủnh khong cỏch truyn/nhn tớn hiu t Trm khu vc ủn Mỏy di ủng trờn mt bng ngoi tri Trong ủiu kin khụng b che chn (ủ cao ca Trm khu vc l 3,5m so vi mt ủt, ủ cao ca Mỏy di ủng l 1m so vi mt ủt, mụi trng khụng cú vt cn), khong cỏch liờn lc xỏc ủnh ủc l gn 200m, Mỏy di ủng chuyn ủng vi tc ủ chm Cựng ủiu kin th nghim nh trờn, mang Mỏy di ủng chuyn ủng vi tc ủ 40 km/h bng xe gn mỏy qua vựng ph súng ca Trm khu vc, qua nhiu ln th nghim ủu cho kt qu Trm khu vc phỏt hin ủc mó ca Mỏy di ủng ủó di chuyn qua Nhúm thc hin ủó th nghim thnh cụng phộp th ny vi h thng cú cu hỡnh gm trm Trung tõm, Trm khu vc v Mỏy di ủng tr ca mt vũng quột 800 Mỏy di ủng ca Trm khu vc: ti giõy Thi gian nhn ủ thụng tin t Trm khu vc sau truyn lnh t Mỏy tớnh: Ti giõy Cỏc bc th nghim ủc thc hin nh sau: - - Kt ni hon chnh Mỏy tớnh, Trm trung tõm v Trm khu vc cú ch l v Khi ủng cỏc thit b M chng trỡnh kt ni d liu qua cng COM ca Mỏy tớnh, thit lp cỏc thụng s cng COM, tc ủ Baud = 19,2 Kbps M kt ni cng COM Tt ht cỏc Mỏy di ủng, ln lt gi ch v t Mỏy tớnh, hai Trm khu vc cú ch tng ng gi v danh sỏch phỏt hin ủc Mỏy di ủng no Ln lt m cỏc Mỏy di ủng, sau mi giõy gi ch v ca hai Trm khu vc tng ng ủ kim tra kh nng nhn bit Mỏy di ủng ca Trm khu vc Kt qu cho thy h thng lm vic tt trờn mt bng Mang cỏc Mỏy di ủng v chuyn ủng bng xe gn mỏy tc 40 km/h qua vựng ph súng ca Trm khu vc, sau ủú yờu cu Trm khu vc gi danh sỏch cỏc Mỏy di ủng ủó phỏt hin ủc v Mỏy tớnh ỏnh giỏ kt qu: Cỏc kt qu th nghim trờn mt bng khu dõn c cho thy h thng hot ủng n ủnh, ủỏp ng ủc cỏc ch tiờu k thut theo thit k Cỏc Trm khu vc thc hin mt vũng quột nhn bit 800 Mỏy di ủng vũng 8s v ủó nhn bit ủc Mỏy ủi ủng hin cú bt Mỏy di ủng phm vi bỏn kớnh gn 200m tm nhỡn thng Cú th yờu cu Trm khu vc gi danh sỏch Mỏy di ủng m trm phỏt hin ủc v Mỏy tớnh qua cng COM Hot ủng ca h thng trờn mt bng khụng gõy can nhiu ủn cỏc tớn hiu ca cỏc h thng di ủng t ong ca cỏc nh cung cp dch v di ủng cng nh cỏc dch v vụ tuyn khỏc khu vc (phỏt thanh, truyn hỡnh, mng qun lý Taxi, ) vỡ h thng s dng bng tn UHF 2.4 GHz ủng ký Tuy nhiờn, bc x ca h thng cú th Footer Page 68 of 126 [67] Header Page 69gõy of 126 nh hng ủn cỏc ủim WiFi truy cp Internet nờn th nghim cn lu ý trỏnh khu vc cung cp dch v WiFi ủ khụng gõy nh hng ủn ngi s dng dch v Internet khụng dõy bng rng Tip theo cn h thng ti th nghim ti mụi trng khai thỏc than hm lũ ủ kim tra v ủỏnh giỏ cỏc tỏc ủng ca mụi trng hm lũ khai thỏc than ti cỏc tham s k thut ca h thng cng nh cỏc thit b thnh phn nhm tip tc ci tin, hon thin h thng nhm ủỏp ng ủc yờu cu thc tin Giao din mn hỡnh kt qu th nghim: H.34 Giao din phn mm kt ni cng COM v kt qu th nghim Mụ t khung lnh truyn t Trm khu vc v Mỏy tớnh qua Trm trung tõm: L H di khung d liu Footer Page 69 of 126 L H S hiu Mỏy di ủng 100 L H - S hiu Mỏy di ủng 101 [68] Header Page 70 of 126 3.1 III KT LUN Cỏc kt qu ủó ủt ủc Trong nm ủu tiờn thc hin ủ ti Nghiờn cu ch to h thng giỏm sỏt ngi lao ủng hm lũ, nhúm thc hin ủó hon thnh cỏc nhim v, ủt v vt ch tiờu ủng ký, cỏc hng mc cụng vic ủó thc hin, sn phm ca ủ ti ca nm th nht ủc trỡnh by bng di ủõy: S Cụng vic ủó TT thc hin Sn phm ủt ủc So vi ch tiờu ủng ký Kho sỏt thc t Bỏo cỏo kho sỏt thc t mụi trng khai thỏc than nhu cu v qun lý, hm lũ ti Vit nam Nhu cu v h thng giỏm sỏt giỏm sỏt ngi lao ngi lao ủng hm lũ, tỡm hiu cỏc yờu cu ủng khai t thc tin thỏc than hm lũ ti t yờu cu Vit Nam Kho sỏt ủc ủim mụi trng khai thỏc than hm lũ Nghiờn cu, tỡm Bỏo cỏo kho sỏt, tỡm hiu v phõn tớch mt s cụng hiu, la chn cụng ngh RFID v cụng ngh vụ tuyn liờn quan Tỡnh ngh hỡnh nghiờn cu nc v trờn th gii La chn cụng ngh phự hp ủ thc hin ủ ti Nghiờn cu, thit k, ch to v th nghim hot ủng ca Trm trung tõm, Trm khu vc v Mỏy di ủng - S ủ thit k h thng t yờu cu - Trm trung tõm hon chnh V-LINK MASTER, s hiu BS08000, kốm theo: S ủ S ủ nguyờn lý Mch in V hp Chng trỡnh mó ngun Vt yờu cu - Trm khu vc hon chnh V-LINK SLAVE, s hiu RS08000, RS08001, kốm theo: Footer Page 70 of 126 [69] Header Page 71 of 126 S ủ S ủ nguyờn lý Mch in V hp Chng trỡnh mó ngun - Mỏy di ủng hon chnh V-LINK MOBILE, s hiu MS08100, MS08101, MS08102, MS08103, MS08104, kốm theo: S ủ S ủ nguyờn lý Mch in V hp Chng trỡnh mó ngun Vit bỏo cỏo tng Bỏo cỏo tng kt kt qu thc hin ủ ti nm th t yờu kt nm th nht nht cu Footer Page 71 of 126 [70] Header Page 72 of Mt s126 hỡnh nh cỏc sn phm ca ủ ti ủó thc hin nm 2008 H.35 Cỏc thit b ca h thng Giỏm sỏt ngi lao ng hm lũ Footer Page 72 of 126 [71] Header Page 73 of 126 H.36 Trm trung tõm H.37 Trm khu vc Footer Page 73 of 126 H.38 Mỏy di ng [72] Header 74 cụng of 126.vic tip theo 3.2 Page Cỏc Ch to thờm Trm khu vc, Mỏydi ủng Phỏt trin Phn mm qun lý h thng a h thng ủn th nghim ti m than hm lũ ca Cụng ty than H Long, xỏc ủnh cỏc tỏc ủng ca mụi trng khai thỏc than hm lũ ủn hot ủng ca h thng v ngc li Kim ủnh cht lng sn phm theo TCVN7079 v Thit b an ton tia la ti Trung tõm an ton m, Vin Khoa hc cụng ngh m vi h thng gm: Trm trung tõm + Trm trung tõm d phũng Mỏy tớnh ci ủt Phn mm qun lý h thng Trm khu vc 10 Mỏy di ủng ỏnh giỏ, hon thin sn phm ủt cỏc tiờu chun an ton thit b hm lũ, phự hp vi ủiu kin thc t Lp quy trỡnh cụng ngh thit k ch to h thng giỏm sỏt ngi lao ủng hm lũ Vit bỏo cỏo tng kt, xõy dng cỏc ti liu k thut liờn quan Liờn h, gii thiu sn phm ca ủ ti vi cỏc Cụng ty khai thỏc than hm lũ 3.3 Xu hng phỏt trin ca ủ ti - Phỏt trin cỏc ng dng ủo lng v ủiu khin t xa trờn nn H thng giỏm sỏt ngi lao ủng hm lũ - Phỏt trin mng thụng tin hm lũ phc v cụng tỏc an ton lao ủng trờn c s gi cỏc bn tin ngn t Trm trung tõm ủn Mỏy di ủng v ngc li 3.4 xut Kin ngh Nhúm thc hin ủ ti nhn thy sn phm ca ủ ti ny cú tim nng ng dng ln ngnh khai thỏc m, sn phm cn ủc tip tc ủu t nghiờn cu ủ ủỏnh giỏ cỏc tớnh nng k thut mụi trng ng dng thc t ti cỏc m than hm lũ ngh cỏc cp lónh ủo quan tõm v to ủiu kin h tr nhúm thc hin ủ ti tip tc nghiờn cu, th nghim v hon thin sn phm cho cú th tr thnh sn phm thng mi, cnh tranh vi cỏc sn phm ca nc ngoi Footer Page 74 of 126 [73] Header Page 75 of 126 V TI LIU THAM KHO [1] TCVN7079:2000 TCVN7079:2000, 2000 Thit b ủin dựng m hm lũ, Tng cc TCLCL [2] ZigBee/IEEE 802.15.4 Summary, Summary, Sinem Coleri Ergen, csinem@eecs.berkeley.edu, September 10, 2004 [3] [3] IEEE Std 802.15.4802.15.4 -2003, October 2003 Part 15.4: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs) [4] Radio Laboratory Handbook, Marco Zennaro, Carlo Fonda, February 2004 [5] Tutorial on Basic Link Budget Analysis, Jim Zyren and Al Petrick, June 1998 [6] MRF24J40 Data Sheet, IEEE 802.15.4 2.4 GHz RF Transceiver, MicroChip 2006 [7] Connectivity Solutions for Embedded Design: Design USB, Ethernet, Zigbee, MiWi, CAN, LIN, IrDA and RS-485 Protocols, www.microchip.com/connectivity [8] 8-bit PIC Microcontroller Solutions, Solutions Spring 2006, www.microchip.com Footer Page 75 of 126 [75] ... quản lý người lao ñộng hầm lò tìm hiểu khảo sát ñiều kiện ñịa hình, môi trường hầm lò Việt Nam Nhóm nghiên cứu ñặt mục tiêu thiết kế, chế tạo hệ thống giám sát người lao ñộng hầm lò với tính tiện... Theo ñịnh hướng ñề tài nghiên cứu chế tạo hệ thống giám sát người lao ñộng hầm lò, ñây hệ thống giám sát ñối tượng chuyển ñộng khu vực xác ñịnh nên không bàn tới công nghệ không dây mạng GSM hay... cầu người sử dụng hoàn toàn làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo hệ thống sản phẩm Footer Page 14 of 126 [13] Header Page 15 of 126 II NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG GIÁM SÁT NGƯỜI LAO ðỘNG