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jiang_0514
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电气火灾监控设备与电气火灾监控系统设计探讨





   摘要:电气火灾监控系统属于漏电监控方面的先期预报警系统,与传统火灾自动报警系统不同的是,电气火灾监控系统早期报警是为了避免损失,而传统火灾自动报警系统是为了减少损失,本文简要介绍了电气火灾设备与电气火灾监控系统的设计应用及基本组成与工作原理。

   关键词:监控设备 监控系统 设计探讨

   1、系统的特点

   电气火灾监控系统属于先期预报警系统,与传统火灾自动报警系统不同的是,电气火灾监控系统早期报警是为了避免损失,而传统火灾自动报警系统是为了减少损失。所以,这就是说为什么不管是新建或是改建工程项目,尤其是已经安装了火灾自动报警系统的单位,仍需要安装电气火灾监控系统的根本原因。

   2、系统设计应用的依据

   ⑴电气火灾监控系统的设计与应用,主要依据是根据国家标准中的相关条文:

   其一,是GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》,其中在条文9.5.1里规定:高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。

   其二,是GB50016《建筑设计防火规范》,在条文11.2.7里规定:下列场所宜设置剩余电流动作电气火灾监控系统。这些场所包括各种类型的:影剧院、馆所、仓库、住宅小区、医院、商店、学校等等。

   其三,国家标准《建筑电气火灾预防要求和检测方法》有关条文也明确要求“应在电源进线端设置自动切断电源或报警的剩余电流动作保护器”。

   其四,电气火灾监控系统的产品应满足:GB14287.1《电气火灾监控设备》GB14287.2《剩余电流式电气火灾监控探测器》GB14287.3《测温式电气火灾监控探测器》。

   其五,电气火灾监控系统的安装和运行应满足GB13955《剩余电流动作保护装置安装和运行》。

   其六,电气火灾监控系统的供电应满足GB50052《供配电系统设计规范》的要求。

   其七,电气火灾监控系统的设计应满足《电气火灾监控系统的设计方法》的要求(暂行规定)。

   ⑵对“宜”字的理解

   国家标准《建筑电气火灾预防要求和检测方法》有关条文中明确要求“应在电源进线端设置自动切断电源或报警的剩余电流动作保护器”。在《剩余电流动作保护装置安装和运行》有关条文中也同样明确要求“必须安装剩余电流保护装置的设备和场所”。其中就末端保护和线路保护做出了具体规则,另外,在4.6条款里,同样明确在某些场所“应安装报警式剩余电流保护装置”的具体规定。这些都是强制性的规定。

   在国家标准《高层民用建筑设计防火规范》和《建筑设计防火规范》里,对是否安装电气火灾监控系统是以“宜”安装来表示的。所谓“宜”安装,按着规范里用词说明指出:表示允许也稍有选择。也就是说可以安装,也可以不安装。

   怎样理解“宜”字的含意,把握好“宜”安装电气火灾监控系统的设计和应用呢?笔者认为,随着祖国现代化建设的快速发展和人民生活水平的不断提高,用电量大为增加,相应地电气火灾事故的发生则居高而不下,造成的损失也是不可估量的,综合考察我国发生火灾的趋势,故安装电气火灾监控系统是非常迫切的、必要的。

再说,若是我们把低压配电系统中的尚未造成火灾发生的隐患,事先有效地通过对漏电、温度的异常变化以及它们可能引起的火灾进行预报、监控,大大地降低火灾事故的发生,避免损失不是比减少损失的效果更好吗?笔者相信,强制性地必须安装电气火灾监控系统的全国性的普及措施,已经为期不远了。
   3、系统的基本组成及工作原理

   ⑴基本组成

   根据国家标准GB14287-2005《电气火灾监控系统》以及相关规范《电气火灾监控系统的设计方法》(暂行规定),则电气火灾监控系统的基本组成应包括:电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器等三个最基本产品种类所组成。其中,剩余电流式电气火灾监控探测器又由监控探测器和剩余电流互感器(分对插式、闭合式两种)所组成。测温式电气火灾监控探测器由监控探测器和测温传感器所组成。

   目前,国内设计、开发、生产电气火灾监控系统产品的厂家,知道的已有十来家,但从获得的实际信息资料来看,该系统最基本产品种类的配置齐全的只有几家。

   ⑵工作原理

   其基本原理是,当电气设备中的电流、温度等参数发生异常或突变时,终端探测头(如剩余电流互感器、温度传感器等)利用电磁场感应原理、温度效应的变化对该信息进行采集,并输送到监控探测器里,经放大、A/D转换、CPU对变化的幅值进行分析、判断,并与报警设定值进行比较,一旦超出设定值则发出报警信号,同时也输送到监控设备中,再经监控设备进一步识别、判定,当确认可能会发生火灾时,监控主机发出火灾报警信号,点亮报警指示灯,发出报警音响,同时在液晶显示屏上显示火灾报警等信息。值班人员则根据以上显示的信息,迅速到事故现场进行检查处理,并将报警信息发送到集中控制台。

   4、系统产品的选型

   观察国内电气火灾监控系统的产品市场,其监控探测器的结构形式主要有三种类型,即多功能漏电开关型、分离配置型、分离配置整合型。如何为用户设计安装电气火灾监控系统,在实际中又能稳定可靠地得到应用,则选择该系统的产品是重要环节,也是值得探讨的一个问题。

   ⑴多功能漏电开关型

   其特点是:监控探测器除了自身应有的剩余电流探测(或温度探测)、报警功能外,又扩展多项功能,例如:过电流、过电压、延时送电、防雷、欠压、组网实现远程集中监控以及其它等等功能,汇集在一起。这种类型从外部目测结构为盒装,从内部观看,则是将含有电源变换电路、信号处理电路、报警电路、显示电路、通信、联动接口等的监控探测器与电流互感器、剩余电流互感器、主回路分断开关(100A以下多用磁保持继电器、100A以上用接触器或空开——塑壳断路器)统统地集聚于一体,组成一种多功能式的漏电开关产品。该类型产品的优点是:保护功能多,内置电流互感器、剩余电流互感器(包括温度传感器),接线少,整体度高。而由此产生的缺点是:结构复杂、成本加大、故障率偏高,特别是信号的监控、探测、分析、处理、报警、通信、联动接口等电路与ABC三相主电(或单相)回路的间隔距离太近,易遭受强电磁场的干扰,降低产品性能的稳定可靠性。

再说,其内部包含的电源控制开关(断路器),是低压配电系统中的关键配电产品,它必须通过电气开关类的电气产品的3C认证。在安装使用上也不太方便,如新建工程则需要和配电箱(柜)厂家沟通协商合理组装,但对改造工程中已经成形并使用中的配电箱(柜)则更不适用。
   ⑵分离配置型

   此种类型是:电气火灾监控设备与电气火灾监控探测器(包括终端探测头剩余电流互感器、温度传感器)分离配置。即通过监控探测器(终端探测头)采样配电柜(箱)内导电母线中的电流和漏电流信号,经内置单片机系统分析处理后,应用二总线通信约定,上报消防控制室或值班室里的电气火灾监控设备,且进一步分析处理后,进行所需要联动控制,从而完成该系统应有的功能。一般只有剩余电流和温度探测功能。这种系统分工明确、结构简单、成本少、故障率偏低,不含电源控制开关,不串入配电系统,只通过剩余电流互感器(或测温探头)取样信号,性能稳定可靠。不足之处是:监控设备与监控探测器、监控探测器与终端探测头之间需要敷设信号线及2芯脱扣控制线。此种类型产品无论是在新工程还是改造工程上使用,都比较方便。可以预见,这种与低压配电系统相对独立的此种产品结构形式,将是今后电气火灾监控系统产品的主要发展方向。

   ⑶分离配置整合型

   分离配置整合型是电气火灾监控设备与电气火灾监控探测器(包括终端探测头)分离配置型的一种特殊类型。它与分离配置型不同的是:其总线直接使用普通火灾报警系统的二总线,省去集中控制器和上位机,由火灾报警控制器整合电气火灾监控探测器(包括终端探测头)探测报警功能后一并控制。可喜的是,节减了电气火灾监控系统集中控制器和上位机以及组网布线,成本下降,消防中心一体化监控,界面统一,管理方便。麻烦的是,这样一来原先的火灾报警控制系统,还需要重新通过电气火灾监控系统的双重检测认证,不值得。再说这种组合,相对复杂的火灾报警系统故障率偏高,则直接影响着电气火灾监控系统,使得系统的稳定可靠性降低,甚至于造成瘫痪。所以,最好还是设置独立的电气火灾监控系统,与传统的火灾自动报警系统分开为宜。

   5、系统设计中的点位分配

   根据国家标准GB13955《剩余电流动作保护装置安装和运行》4.4条中关于分级保护的规定,安装剩余电流火灾监控装置时,点位分配原则的步骤是:

   ⑴研究分析被控低压AC380V/220V配电线路的相关图纸,将建筑电气的分布情况调查核实,确定配电设备(如配电柜、箱、盘、电缆等重要设备)的位置,把每一个监控探测器分配到相应的配电设备上,以此来确定探测器的数量,避免重设浪费。

   ⑵确定分级保护。为了缩小发生人身电击事故和接地故障切断电源时引起的停电范围,通常在供电线路的不同地点安装三级(或两级)不同容量的剩余电流保护装置,以形成分级保护。根据用电负载及线路情况,一般分两级或三级保护。适用于城镇和农村第一级和第二级保护。

   注:重要线路,应包括安防、消防、应急电源、通道照明线路及不容许停电的重要场所。

   ⑶二级保护中,所有开关处都要设置安装剩余电流火灾监控探测器,即在线路的电源端(第一级保护)和分支首端(第二级也称为末端保护)都要安装剩余电流探测器,并接入电气火灾监控系统,只作火灾监控报??)开关处应设置剩余电流探测器及动作保护装置,但不接入电气火灾监控系统,为的是防止人身触电。

   ⑸温度检测是以配电设备异常时发热为基本原则而进行的,具体检测点参考如下:

   ⊙变压器低压侧出线端子、变压器体温(风温、油温、水温)测试点、负荷开关触头。

   ⊙各配电柜(箱)的进出母线接点、自动开关(断路器、刀开关)触头、大电流导线集中部位、线缆驳接点。

   ⊙母联柜主接点、刀开关触头。

   ⊙补偿电容器接线端子、转换开关触头。

   ⑹根据点位安装总数,再选择相应的壁挂、立式或琴台。

   6、系统设计的检测方法

   电气火灾监控系统的终端信息检测,有漏电电流和温度两种检测方法。

   ⑴系统接地

   对将要设计安装电气火灾监控系统的用户,不管是新工程或旧工程改造项目,首先要调查核实该用户低压配电系统的系统接地的形式是什么,否则设计安装剩余电流互感器的点位进行检测,是根本无法施行的。低压配电系统的系统接地形式有IT型、TT型、TN-S型、TN-C型、TN-C-S型。

   ⑵低压配电系统总漏电电流的检测

   如果是检测该用户用电系统的总体绝缘状态,则前提有二:其一,必需有独立的变电系统;其二,低压配电系统的系统接地形式必须是TT或TN-S型。

   ⑶分支线路漏电电流的检测AC380V/220V

   对于AC220V单相供电系统,剩余电流互感器只要套住两根电源线即可,但要求中性线N(即零线)此后不容许再接地。

   对于AC380V三相供电系统,由于有三相三线制、三相四线制、三相五线制等使用状况,则根据具体情况将剩余电流互感器同时套住LA、LB、LC三相电源线,或同时套住LA、LB、LC+N线。同理,要求中性线N此后不许再接地,保护线PE不得穿过互感器。

   在系统接地的形式为TN-C型时,必须将其改造为TN-S型、TN-C-S型或局部TT型系统后,才可以安装剩余电流检测装置。

   ⑷温度检测,一般在二级保护的线路中应用,也就是说当需要对重要场所的导体连接部位监测温度时,宜设置测温式电气火灾探测器。它与系统接地的形式无关,主要考虑包括线缆在内的低压配电装置中关键部位的温度,可采用接触式布置法。当被检测对象为绝缘体时,宜将探测器的温度传感器直接设置在被探测对象的表面。当被检测对象为配电柜内部温度变化时,可宜靠近发热部件,采用非接触式布置。

   7、协调配合分级设置报警值

   ⑴报警值设置范围

   剩余电流式电气火灾监控探测器的报警值设置范围,依据国家标准GB14287.2中,4.2.2的规定,不应小于20mA,不应大于1000mA,且报警值应在设定值的80%-100之间。

   所以按着此项要求,一般来说把电源总进线处的剩余电流动作值定为400-800mA,电源分支线路上的剩余电流动作值定为100-400mA。

   设置范围有了,但在实际现场,设置剩余电流式电气火灾监控探测器的报警值,具体地说应不小于被保护电气线路和设备的正常运行时泄漏电流最大值的2倍,且不大于1000mA。

   ⑵固有泄漏电流估算

   电气火灾探测器的报警设定值应考虑配电系统及用电设备的正常泄漏电流(剩余电流报警设定值必须大于被测电路的泄漏电流值)。

   8、独立式电气火灾监控探测器的使用

   独立式探测器,在大型场所可直接接入电气火灾监控系统中去使用,而在无消防控制室且电气火灾监控探测器设置数量不超过4个时,则可以采用独立式电气火灾监控探测器来使用。

   在设置有火灾自动报警系统的建筑中,独立式电气火灾监控探测器的报警信息,若是接入火灾自动报警控制器或消防控制室图形显示装置显示,则其报警信息显示应与火灾报警信息显示有明显区别。严格地说按照《电气火灾监控系统的设计方法》的要求(暂行规定),当并入火灾自动报警系统时,应采用独立显示器。

   在未设置火灾自动报警系统的建筑中,独立式电气火灾监控探测器应配接火灾声光警报器来使用,在探测器发出报警信号时,应自动启动火灾声光警报器。

   在非重要供电场所,独立式电气火灾监控探测器发出报警信号后,可以在经过一段延时后,切断供电电源。

   9、监控设备的设置安装及布线设计

   电气火灾监控设备以及系统的报警信号,应设在消防控制室或有人值班的场所。主机电源应取自控制中心的消防供电(AC220V)。

   10、监控探测器的设置安装及布线设计

   各监控探测器采用现场供电,电源接入点应在该级断路器的上端。

   ⑴配电柜(箱)内部形式的安装设计

   一般新工程在楼层设有专门楼层配电柜(箱),可将探测控制器放在配电柜(箱)内,且离导电母线尽量远的导轨上安装,再将剩余电流互感器安套在电源母线上,固定牢靠,探测控制器与互感器之间的连线,应采用屏蔽导线。

   ⑵配电柜(箱)外部形式的安装设计

   在配电柜(箱)外安装探测控制器,则无论是对新工程还是改造工程,都是适用的。若有专门安装探测控制器的防火监控箱,装入探测控制器后可放在配电柜(箱)附近。同理,剩余电流互感器安套在电源母线上,固定牢靠,探测控制器与互感器之间的连线,应采用设置范围屏蔽导线。对于改造工程,因互感器为闭合型的,所以在安装时,不仅要注意施工安全还应尽量避免断电时间过长,影响用户的用电。

   ⑶配电柜(箱)成套形式的安装设计

   若是在配电柜(箱)面板上嵌入探测控制器,剩余电流互感器依然固定牢靠在其内,不增加防火监控箱,也不想改动配电柜(箱)内部结构,既美观而方便,则应在设计中明确提出要求,由有关各方在施工图纸会审确认批准后,可由配电柜(箱)成套厂家,充分考虑预留面板上嵌入探测控制器孔的问题。

   ⑷安装布线设计及注意事项

   ⊙产品在安装布线时应采取三防措施。

   ⊙产品应按消防用电的规定执行。各个安装接线端,接线时不得反接,数量不得超过2根。

   ⊙安装布线时,必须严格区分N线和PE线,穿过剩余电流互感器的N线,不得作为PE线,不得重复接地或接设备外露可接近导体。PE线不得穿过剩余电流互感器。

   ⊙二总线安装走线时,注意强弱电线分开走线,不允许交叉和搭线。严禁与动力线、照明线、视频线、广播线、电话线等穿入同一金属管内。配线应整齐,导线应绑扎成束,穿线可用阻燃PVC管、金属管及金属线槽。在穿管、线槽后,应将管口、槽口封堵。

   ⊙监控设备与探测器之间的通讯线应采用双绞线,建议线径不得小于1.5mm2,当系统应用在强干扰场所时,通讯线应采用屏蔽双绞线,屏蔽双绞线的屏蔽层应良好接大地。


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基于CAN总线和RFID的矿井定位系统设计





   引言

   近年来,矿井安全事故频发。在分析近期几个煤矿特大事故时发现几个共性问题:地面与井下人员的信息沟通不及时;煤矿事故发生后,抢险救灾安全救护的效率低,搜救效果差。为了在矿难发生后能够迅速确认矿难位置和被困员工人数,以最快的速度开展营救工作,保障矿工的生命安全,在矿井中布置基于高新技术的安全监控管理系统势在必行。

   本文设计了1个基于CAN总线网络和射频识别技术的矿井定位系统,该系统可以实时地将矿井
下人员及矿车的当前位置通过CAN总线网络传送到位于地面的上位机,不仅可以掌握井下作业情况,而且一旦发生安全事故,可以立刻确定被困人员所处的位置及人数,以便迅速展开救援工作。

   1、RFID技术和CAN总线简介

   射频识别(RFID,RadioFrequencyIdentification)技术是利用无线电波进行通信的一种非接触式自动识别技术。射频识别系统由读写器和电子标签(Tag)组成,每个Tag具有1个全球唯一的ID号,可以与读写器进行无接触的信息交换。根据射频识别系统的工作频率,可分为低频(100—500kHz)、中频(10—15MHz)、射频(850—950MHz)和微波(2.45—5.8GHz)系统,不同的工作频段影响系统的读写距离。按Tag的供电方式,可分为有源和无源两类。

   有源Tag需要电源供电,读写距离远,但使用不方便,价格高,寿命有限;无源Tag使用读卡器天线发射的电磁波的能量,因此无源Tag的读写距离有限,但寿命长、体积小。基于在矿井下使用的特殊环境,将Tag嵌人到矿工的安全帽或皮带中,因此本系统使用无源Tag,增加其使用寿命。低频和中频系统对Tag的读写距离只有10cm左右,射频系统的读写距离可达7m左右,微波系统(主要使用有源Tag)可达几十米。由于矿井下需要相对精确的定位信息,而且还要读写方便,本系统选择工作在射频波段,需要在矿井中每隔15m左右安装1个读写器。

   CAN(ControllerAreaNetwork)总线最早由德国BOSCH公司提出,主要用于汽车内部测量与控制中心之间的数据通信。由于其良好的性能,广泛应用于其他领域当中,并逐渐成为主要通讯手段。其主要特点有:国际标准的工业级现场总线,传输可靠,实时性高;传输距离远(无中继最远10km),传输速率快(最高1bit/s);单条总线最多可接110个节点,并可方便的扩充节点数;报文为短帧结构并有硬件CRC校验,受干扰概率小,数据出错率极低;出错的CAN节点会自动关闭并切断和总线的联系,不影响总线的通讯;非破坏性总线仲裁技术,可多节点同时向总线发数据,总线利用率高;总线上各节点的地位平等,不分主从,突发数据可实时传输;具有硬件地址滤波功能,可简化软件的协议编制;CAN—bus总线系统结构简单,性价比极高。当矿井通讯网络需求达到更远的通讯距离(大于10km),或者终端数目较多(大于110个)时,安装CANbridge网桥可以成倍地延长通讯距离,也可以成倍地增加CAN—bus网络中终端设备的数目。而且在矿井中使用CAN总线网络还有利于将矿井中相互独立的各种类型系统互通,进行统一管理。

   2、矿井定位系统硬件设计

   本系统中监控器位于地面的监控室,通过CAN转换卡与CAN总线相连,其上运行由VisualC++编写的监控软件,可以动态显示矿工当前位于哪一基站附近,还可以向某些基站发出查询命令,查询某一员工当前位置;射频读写器作为基站安装在矿井中的已知位置,通过CAN总线与其他基站和监控器相连;矿工进入矿井时都要佩戴安全帽或腰带(内嵌电子标签),并且电子标签的ID已与监控系统信息相关联。当通信距离长、基站节点数量多时,可以使用CANbridge延长CAN总线网络。

   本系统使用的无源电子标签是TI公司的RI—UHF—STRAP一08,其符合EPCglobalTMGen2(v.1.0.9)和ISO/IEC18000—6c协议标准,内置192bit的存储器(96bit的EPC存储器、32bit的操作密码、32bit的KILL密码、32bit的Tag—ID存储器),工作在860~960MHz的频段,但此频段还未推出专用的读写器模块,因此本系统的重点是射频读写器的研制。

   考虑到矿井中的设备需要防爆安全认证,本系统设计中尽可能地减少外围芯片数量。MCU采用美国微芯公司的PIC18F4580单片机,此单片机集成了基于ECAN技术的CAN总线控制模块、lO位A/D模块、增强的通用串口模块、32KB的增强型Flash存储器等,内部资源丰富,简化了系统设计。

   射频收发模块使用AD公司的可编程射频收发芯片ADF7020,工作频率为431~478MHz和862~956MHz波段,收发过程工作在半双工方式,支持ASK/FSK/OOK/GFsK等多种调制方式。CAN总线驱动器使用的是致远电子的通用CAN收发器芯片CTM8251A,此芯片将传统的CAN总线驱动电路的光电隔离和CAN驱动器集成到一块芯片,提高了通信的可靠性。

   2.1PICl8F458O与CTM825lA的接口电路PIC18F4580带有CAN控制模块,支持CAN1.2、CAN2.0A、CAN2.0B协议,只需外接CAN驱动器即可实现CAN模块的硬件设计,接口电路如图3所示。CAN发器芯片CTM8251A具有DC2500V隔离功能,符合ISO11898标准,数据速率最高达1Mbps,具有自动热关断保护功能,并且未上电或欠压节点不会影响CAN总线的正常工作。

   2.2PIC18F4580与ADF7020的接口电路

   PIC18F4580单片机通过ADF7020的串行数据输入引脚SDATA向ADF7020发送编程控制字,控制其工作方式,并可以通过串行数据读回引脚SREAD读取ADF7020的工作状态,SLE引脚作为控制字的锁存信号。DATAI/O引脚是发送信号输入和接收信号输出分时复用引脚,收发工作在半双工方式,因此MCU工作在半双工的同步通信模式下,通过串行同步接口接收或发送数据。当ADF7020接收到一个来自天线的有效信号后,通过INT/LOCK引脚向MCU发出中断信号。

   3、系统的软件设计

   本设计的编程环境是MPLABIDE软件并内嵌MPLAB—C18,可以支持C语言编程。系统的软件主要分为PIC18F4580初始化、ADF7020初始化、CAN数据收发、读卡器与电子标签间的通信算法等部分。

   PIC18F4580初始化主要是对片内各个功能模块的初始化,包括:CAN模块初始化,USART模块初始化,WDT初始化,设置各个端口的方向等。

   ADF7020初始化主要包括:设置晶振电路的接人方式,信号的调制/解调方式(ISO/IEC18000—6c标准中使用ASK),定义调制信号的调制输出功率,打开VCO、PLL和输入输出时钟等。在CAN数据收发程序中,读写器的MCU通过CAN总线向上位机实时发送读写器识别出的Tag的相关信息,而CPU接收来自上位机的控制命令数据。

   本系统要求读写器能够识别到其覆盖范围内的所有Tag,但在读写器覆盖范围内的Tag会几乎同时响应读写器的指令,这样响应信号就会发生碰撞,导致通信失败,读写器无法正确识别Tag。因此,读写器软件系统要加人防碰撞算法,保证读写器能够与电子标签正确地交换信息。本系统使用支持ISO/IEC18000—6c协议的电子标签,规定使用基于概率类型的时隙随机防碰撞算法。此算法的工作过程为:电子标签进入读写器覆盖范围后进人Ready状态;读写器发送Select命令和Query命令信号(开始一个新的Round周期)并监听响应信号;电子标签收到Query命令后将一个16位的随机(或伪随机)数(数值范围为0000H~3FFFH,即共有多达215个时隙可供使用)装载到时隙计数器中,进入Arbitrate状态,当电子标签每接收到一个QueryRep命令,时隙计数器就会进行减法操作(Query命令中规定了每次减的值Q,而且可以使用QueryAdjust命令修改先前的Query命令规定的Q值);

   当计数器减为0时电子标签就进入Reply状态,此时向读写器发出一个16bit的(伪)随机数作为应答信号;如果电子标签收到一个有效的ACK信号(正确包含自己向读写器发送的16bit随机数),那么电子标签就会进入Acknowledged状态,否则如果没有收到正确的ACK,则表明发生碰撞,返回Arbitrate状态;在确认状态中,电子标签向读写器发送包含自己的PC(ProtocolContro1)、EPC(ElectronicProductCode)和16bit的CRC校验等字段的信息;此后读写器向电子标签发出Read命令,可以读Tag的EPC和TID的部分或全部内容;读取后Tag又回到Ready状态。

   由于ISO/IEC18000—6c协议使用基于概率类型的时隙随机防碰撞算法,与ISO/IEC18000—6a协议的ALOHA算法和ISO/IEC18000—6h协议的自适应二进制数算法相比,由于时隙随机防碰撞算法在Tag中使用时隙计数器进行防碰撞,大大简化了读写器CPU的编程工作,并提高了读写器的工作效率。

   4、结语

   本文针对煤矿安全生产的需要,设计了基于RFID技术的矿井定位系统。为了提高系统的可靠性,减小防爆安全认证的难度,设计中使用高集成度芯片,以减少分立元件的数量。在读写器中实现了基于最新的ISO/IEC18000—6c国际标准协议的软件设计,不仅减小了冲突发生的概率,而且大大提高了读写器CPU的效率。读写器与上位机的通信使用了可靠性较高、矿井中广泛使用的CAN总线技术,使地面监控室可以及时了解井下的工作状况。

   链接--------------------------------------------------------

   国外煤矿安全信息

   评定和保护电路安全火花的现代方法在乌克兰、德国、法国、英国、美国和其他一些国家的主要试验中心不允许采用微型电路作为防火花元件。

   但是在捷克和俄罗斯允许用微型电路作为ib水平电路的防火花元件。IEC60079—11标准不允许采用晶体三极管对ia水平电路作为限流器,因为不能计算瞬变过程。在马克耶夫矿业安全研究院具有试验设备安全火花的经验和每项工作的实践,能完成静态和动态中防火花元件负荷的评定。我们认为,在采用ia和ib水平电路条件中没有太大的差别。在第一种情况下,不允许采用用过的晶体三极管,在第二种情况下,允许采用所有半导体仪器,因为ib水平电路在能产生爆炸危险浓度的混合气体的条件中工作。我们根据国标计算确定出不同欧姆电路能量的安全火花系数。我们采用最小点燃电流(8.3%的沼气空气混合体),在这种情况下,按放电能量的安全火花系数小于1。文中列出了计算结果:欧姆电路电压,最小点燃电流,,不同放电能量的安全火花系数k.m,放电最大长度Z,放电平均电流,r。在整流最小速度0.046m/s情况下进行了计算。完善了评定电路安全火花的计算方法能够进行评定微小电流的安全火花性和用于评定更危险的氢——空气混合体。




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