1.    礦燈柜需求

智能礦燈充電柜信息管理系統是在傳統的開放式礦燈充電架的基礎上發展而來的，它除了基本的智能充電管理功能之外，采用世界上的活體生物特征識別技術—虹膜識別來控制門鎖，上位機采用的TCP/IP異步并發通訊技術實時采集礦燈狀態信息，通過LED顯示礦燈當前狀態信息，同時系統管理平臺真正實現了礦燈考勤功能，在國內煤炭行業同類產品中處于領先地位。

2.    智能礦燈柜優點

（1）采用全封閉的柜式結構，可以將礦燈、自救器等存放在里面，避免了人為破壞，安全性好。

（2）虹膜識別控制，不需帶鑰匙，減輕了礦工負擔；保證了燈房數據的準確性。

（3）核心控制中心采用工業計算機控制，穩定可靠，功能強大。

（4）充電柜對外通訊采用TCP/IP協議，保證了整個系統數據的實時性、準確性和可靠性。

（5）充電柜采用防腐的304不銹鋼板（或噴塑）；人性化設計，全數控加工，外形美觀規整，抗蝕耐用。

（6）充電智能控制模塊實現限流限壓充電方式，具有過充保護，過電流保護，短路保護，充電狀態即時顯示等功能。

（7）充電柜采用的總線控制技術，將危險的強電（220V）區域與礦燈充電區域，即礦工及維修人員能夠接觸到的每個充電座完全隔離，保障人員安全。

（8）靈活多變的顯示功能。每臺充電柜上方安裝2塊LED顯示屏，顯示燈架的參數及礦燈的使用、充電等情況；每一個充電格采用液晶顯示屏顯示，直觀可靠，性能穩定。

3.設計方案

3.1概述

系統實現了從放燈、充電、充滿、取燈、故障報警、分析考勤等全程WEB動態管理，集安全、智能、先進于一體的現代化礦燈房綜合信息管理系統。采用生物特征識別技術、TCP/IP遠程控制、識別卡控制門鎖，上位機采用先進的TCP/IP異步并發通訊技術實時采集礦燈狀態信息，通過LED顯示礦燈當前狀態信息，同時系統管理平臺可實現礦燈考勤功能，可與人員定位系統相結合，實現井下人員準確身份統計和去向記錄。

3.2使用流程

員工使用流程

井下工作人員入井前通過采集設備采集完成人體生物特征信息，入井到達礦燈房，進行生物識別開柜，識別通過后，出入井人員到達自己存燈柜，柜門自動彈開，存取完畢后，關閉柜門即可。柜門4寸顯示屏實時顯示該柜對應人員照片、姓名、工號及部門等信息。數據實時上傳與相關系統無縫聯動。系統異常時，員工可通過IC卡進行礦燈存取，區域停電，系統可選配ups電源進行無縫供電切換。

外來人員使用流程

礦燈柜管理平臺，管理員采集外來人員生物信息，對其信息進行臨時下發，有效期系統內可自由設定，有效期內，臨時人員可正常進行礦燈存取，過期后，臨時人員存取權限失效。

3.3系統組成

系統主要由自助式多生物特征采集一體機、遠距離多模態生物特征識別儀、智能礦燈充電柜、信息管理服務器、TCP/IP控制器等系列軟硬件組成。信息管理服務器是系統的控制管理中心，負責向TCP/IP控制器發布各種命令、采集礦燈狀態信息、信息綜合分析及顯示等重要功能；工控機是整個系統的樞紐，負責收發各種通訊信息的控制等功能。

3.3.1自助式多生物特征采集一體機

自助式多生物特征采集一體機是守護星公司針對用戶多特征身份信息采集使用環境研發的集虹膜、人臉、指紋、身份證、智能卡多維信息采集于一體的多模態采集終端。設備采用全新結構設計，造型大氣簡約，操作方便。虹膜采集圖像質量滿足公安標準，并全面支持二次開發，功能強大，適用面廣。

設備具有以下功能：

? 使用人員可自助完成人員生物信息采集，界面設計友好，操作簡單；

? 設備可以快速撲捉虹膜、皮層、人臉圖像，采集圖像效果佳；

? 設備組網靈活方便，可接入局域網直接使用；

? 采用全新結構設計，造型大氣簡約，堅固耐用。

3.3.2遠距離多模態生物識別儀

遠距離多模態生物識別儀是守護星公司自主研發的一款多模態識別設備，該產品選用高速、超清攝像頭，能快速準確的抓取高質量的面部特征，支持虹膜、皮層、人臉的多重身份組合識別。

設備具有以下功能特點：

? 虹膜識別、皮層識別、人臉識別的組合識別方案，可以覆蓋企業內所有人員，讓企業監管無盲區。

? 識別距離可達50cm-100cm，能為使用者帶來更好的體驗感。

? 采用全新光學轉軸設計方案，結合人臉自動追蹤技術，讓設備主動適應使用者身高，避免傳統設備識別時需要踮腳、低頭、彎腰的不友好體驗。

? 支持多種生物特征本地容量高達10000組，從而實現快速識別。

?  全新工業設計，全金屬機身，造型大氣簡約，界面結構清晰，高保真音效，多類型燈光效果提示。

3.3.3智能礦燈充電柜

1、充電架每一個充電格采用彩色液晶顯示屏顯示，顯示職工的照片、基本信息及礦燈的實際狀態。

2、單一充電板可實現鋰電礦燈的充電。

3、每臺充電架獨立充電管理模塊，具有防止逆向放電、短路、過流、過壓、欠壓保護功能，并能實時顯示充電電流狀態。

4、每盞礦燈的充電位對應一個充電模塊。

5、數據采集模塊

①、采集每個燈位的狀態，包括充電是否結束、礦燈是否取走、充電是否異常。

②、每臺充電架上方安裝2塊LED顯示屏，能顯示：燈架編號、正在充電總數、已經充滿總數、礦燈取走、異常、故障總數。

③、設置每個燈位礦工信息。

④、燈架的信息上傳微機系統。

⑤、接收微機系統的設置信息，包括礦工信息和其他信息。

6、充電架可將危險的強電（220V）區域與礦燈充電區域，即礦工及維修人員能夠接觸到的每個充電座完全隔離，保障人員安全。

7、架體充電電壓、電流表選用LED數碼顯示表。

8、按用戶要求可給礦燈架配置USB接口，提供給用戶5V充電接口。

3.3.4智能礦燈管理系統

1、基本信息處理：即礦燈柜、礦燈位、人員部門、姓名、等信息的分配與管理。

2、礦燈狀態顯示功能：每一臺充電架上礦燈的數量、各種充電狀態既可以在礦燈柜實時顯示，也可以在計算機上實時顯示。

3、礦燈狀態查詢功能：實時對礦工使用礦燈的狀態進行統計和報告，以達到迅速、準確提供礦燈（人員）信息。

4、數據統計功能：可以統計任一時刻礦燈在柜與不在柜數量、某礦燈在柜與不在柜的時間、某礦燈在一個時間段內的在柜與不在柜次數和某礦燈總的充電次數，判斷報廢期等。

5、系統可以記錄礦燈的充電次數和信息，判斷電池的使用狀況，為礦燈維護管理提供依據。

6、礦燈信息網絡發布功能：管理主機接入礦局域網，將有關礦燈信息發布到局域網，各級領導可及時了解目前礦燈（人員）的信息情況，并實現遠程管理。

3.3.5控制管理中心

1、基于WEB動態管理的智能礦燈充電架管理系統，可結合煤礦現有考勤系統的軟硬件，形成多級統一的綜合報表，并提供相關人員工資報表；

2、服務器與智能礦燈充電架采用TCP/IP異步并發通訊技術，可及時、準確的收納每臺充電柜上數據。可實現遠程通訊及監控；

3、能實時監測礦燈房所有礦燈的有關狀態數據，判定每只礦燈掛入和取出時間（即礦工上井和下井時間），每盞礦燈的各種狀態由液晶顯示屏顯示；

4、對每只礦燈充電次數能進行累記統計，以便有關人員及時采購或更換礦燈，在礦燈統計表中顯示；

5、根據采集的礦燈有關數據，上位工控計算機可判斷各礦燈充電是否正常，如出現充電故障可發出礦燈故障告警信號。可對礦燈使用超時報警及顯示（超時人員的姓名、單位、入井時間等信息）；可對長時間充電，不使用的礦燈報警及顯示（人員的姓名、單位、一次累計不使用礦燈的時間等信息）；

6、可與礦現有的人員出入井人員定位系統相結合，實現數據對接，從而實現礦燈取走后人員的準確身份確認、統計準確的井下人數；

7、可對礦燈有關信息錄入、刪除、修改與查詢；

8、能夠通過多種方式進行相關數據的查詢：包括任意時段、姓名等。