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。
《基于CAN总线和RFID的矿井定位系统设计》
本文主要介绍了一种结合了CAN总线网络和射频识别（RFID）技术的矿井定位系统，旨在实现对矿井下人员和车辆的实时定位，以提高作业安全性和事故响应效率。系统通过CAN总线将井下定位信息传递至地面的上位机，使得管理者能够随时掌握井下的工作状态，一旦发生意外，能迅速定位被困人员的位置，加快救援速度。
RFID技术是利用无线电信号进行非接触式数据交换的技术，由读写器和电子标签两部分组成。电子标签拥有全球唯一的ID，无须物理接触即可进行信息交互。RFID系统按照工作频率分为低频、中频、射频和微波四个类别，不同频率对应不同的读写距离。在矿井环境下，由于需要精准定位且便于读取，系统采用了无源RFID标签，将其嵌入矿工的安全帽或皮带中，以延长使用寿命。本设计选择了工作在射频波段的系统，读写器间隔约15米设置，以确保有效覆盖。
CAN总线，全称为Controller Area Network，最初由博世公司为汽车行业设计，现已被广泛应用在各种工业环境中。CAN总线的特点包括：高度可靠，实时性强，传输距离远，传输速率快，节点数多，数据错误率低，且具备错误处理机制，支持多节点并发通信，总线利用率高，硬件地址过滤，简化协议设计，结构简单，性价比高等。在矿井中，CAN总线网络不仅可实现长距离通信，还能连接多个设备，便于统一管理不同系统的数据。
矿井定位系统的硬件设计包括地面监控器、射频读写器（基站）和矿工佩戴的电子标签。监控器通过CAN转换卡与CAN总线相连，运行监控软件，显示人员位置信息并发送查询命令。射频读写器作为基站，通过CAN总线与监控器和其他基站连接。无源电子标签采用TI公司的RI-UHF-STRAP-08，符合相关国际标准，内置存储器，可在指定频段工作。然而，针对矿井环境的特殊需求，如长距离通信和大量基站，可能需要使用CANbridge扩展CAN总线网络。系统中的射频读写器研制是关键，考虑到矿井安全，尽量减少外围芯片，选用如PIC18F4580单片机和ADF7020射频收发芯片，以及CTM8251A CAN收发器芯片，以实现防爆和高效通信。
该矿井定位系统巧妙地融合了RFID的定位功能和CAN总线的通信优势，构建了一个能够实时监控井下人员位置、提升矿井安全管理水平的高效系统。这种创新的设计思路和实施方法，对于矿业和其他类似需要精准定位的环境有着重要的参考价值。
