人员佩戴的电子标签的自组网方法技术

本发明专利技术属于矿井人员管理系统制造技术领域，是一种人员佩带（或设备安装）电子标签及其自组网方法，电子标签主要包含单片机（１）、无线射频收发芯片（１）、天线（３）与电源（４），主要特点是：该电子标签能够与配套读卡器之间进行无线通信，上报身份信息；另外标签之间可以相互通信并且自动组网，组网后只有网络的组长需要与读卡器之间进行信息交互，实现群体识别的功能。本电子标签采用组网的方式集中上报数据，减少了公用信道通讯数据量，从而减少了无线数据发送冲突的可能，提高了多个电子标签的并发识别效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及人员佩戴起身份识别作用的电子标签，特别是用于矿井人员管 理系统中起身份识别作用的电子标签及其自组网方法。
技术介绍
井下人员的安全，是现代矿井生产中重点关注的问题。在很多现代化矿井中 都装配有人员定位管理电子标签，用以对井下人员的活动位置进行实时定位、监 控与调度。由于现有人员定位系统的标签发送频率固定、并且普遍采用定时发送 的方式与配套读卡器进行联络，当井下某个读卡器附近的电子标签过多时，无线 数据发送冲突现象非常严重，从而导致电子标签漏读的严重问题。
技术实现思路
本专利技术为解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种可以自动组网的人员 佩带电子标签及其自组网方法，该电子标签可以提高井下人员定位系统的可靠 性。本专利技术的技术方案如下人员佩带电子标签，其特征是由所述的单片机(1)、射频收发芯片(2)、2.4G陶瓷天线(3)、电源(4)等组成，所述的射频收发芯片(2)分别与单片 机(1)、 2.4G陶瓷天线(3)建立通信连接，电源(4)为射频收发芯片(2)、 单片机(1)提供工作电源。人员佩带电子标签的自组网方法，其特征是电子标签主要由所述的单片机 (1)、射频收发芯片(2)、天线(3)与电源(4)模块构成，射频收发芯片(2) 可以设置多个信道，每个信道对应于不同的工作频率；再进行下列工作1) 、将射频收发芯片(2)中设置的多个信道划分为公用信息、组员工作 信道(网络小组管理信道)，每个信道对应一个工作频率；设定组长、组员为 电子标签在组网过程中的身份称呼；每个电子标签中存储自身的ID号；2) 、设定电子标签发送数据包类型 <table>table see original document page 6</column></row><table>(3) 、标签加电启动过程电子标签加电启动后，初始化工作信道到公用信道，并设置为组长身份， 设置所管理组员电子标签数量为0，并在多个信道中随机选择一个信道作为 组员电子标签工作信道，即网络小组管理信道；(4) 、电子标签组网过程① 组长标签每间隔Tl时间定时在公用信道广播数据包1，数据包包含自身ID号、组员电子标签数量、网络小组管理信道；② 当组长A接收到另外一个组长B的1号数据包后，如果A、 B两组 的所有组员电子标签数量之和不超过数值M时，组长A向组长B发 送2号数据包，请求与组长B组网；③ 当组长B接收到组长A的2号数据包时，向组长A发送3号数据包， 同意与其组网； 当组长A接收到组长B发出的3号数据包后，向组长B发送4号数 据包，告诉组长B自己所管理组员电子标签的详细信息；⑤当组长B接收到组长A发出的4号数据包后，把组长A与其所管理 的组员电子标签全部作为自己的组员电子标签进行管理，并向组长A 发送5号数据包，通知组长A数据组网成功；⑥ 当组长A接收到组长B发出的5号数据包后，获知已与组长成功组 网，然后切换工作信道到组员工作信道，向组员电子标签广播6号 数据包，通知组员电子标签更换组长并切换到新的组员工作信道； 组长A之后切换身份为组员，设置组长B为小组组长，并切换到新 的组员信道。⑦ 组员电子标签在接收到自己的组长发出的6号数据包后，更换自己的 组长为数据包中所指定的新组长，并切换到新的组员信道。(5) 、点名过程① 组长每隔T2时间切换到自己处的网络小组管理信道，对每个电子标 签依次发送7号点名数据包；② 当组员电子标签接收到自己的组长发出的7号数据包后，向组长发 送8号点名应答数据包；③ 当组长在发送7号点名数据包后的T3时间内接收到组员电子标签发 送的8号应答数据包后，认为点名成功，否则认为点名失败； 当组长连续对某一个组员电子标签一次或多次点名失败后，在自己 所管理的组员中删除该标签，以后不再对该标签进行点名；◎组长点名结束后，再切换到公用信道；◎组员电子标签在T4时间内未接收到组长的点名信息时，修改自己的 身份为组长，切换到公用信道；(6) 、上报数据过程组长在接收到配套读卡器发出的上报通知数据包后，向其发送自己所在 子网所有组员电子标签信息。所述的人员佩带电子标签的自组网方法，其特征是所述的丁1=500毫秒， T2二2000毫秒，T3二100毫秒，T4= 6000毫秒，M=13。本专利技术的有益效果是可以提高矿井人员定位系统的可靠性。 附图说明图1为本专利技术电子标签的结构框图2为本专利技术电子标签组网示意图3为本专利技术电子标签等效电路具体实施例方式电子标签主要由单片机U2、射频收发芯片Ul、天线ANT1与电源U3组成。 单片机U2的振荡器脚0SC1与晶体Y2的1脚连接，振荡器脚OSC2与晶体Y2 的3脚连接。电容C14一端与晶体Y2的1脚连接，另一端接地。电容C9一端 与晶体Y2的3脚连接，另一端接地。晶体Y2的2、 4脚接地，其3脚通过电阻 R5接到3.3V电源。单片机U2的复位脚MCLR连接到电阻R4，电阻R4连接电阻R3和电容 C8。电阻R3另一端连接到3.3V电源，电容C8的另一端连接到地。单片机U2的电源脚第7、 8、 28、 29脚连接到3.3V电源，第6、 30、 31脚 连接到地。单片机U2的B端口B1、 B2、 B3脚和C端口C0、 Cl、 C2、 C3、 C4、 C5 脚分别连接射频收发芯片Ul的第30、 28、 27、 29、 31、 41、 21、 32、 34、 33脚。射频收发芯片Ul的振荡器脚xoscl6—ql与晶体Yl的1脚连接，振荡器脚 xoscl6—q2与晶体Yl的3脚连接。电容Cl 一端与晶体Yl的1脚连接，另一端 接地。电容C2—端与晶体Y1的3脚连接，另一端接地。晶体Y1的2、 4脚接 地。射频收发芯片U1的射频输入输出脚rfj脚连接到电容C4和电感Ll、 L3。 电容C4的另外一端连接到电容C5，电容C5的另外一端连接到2.4G陶瓷天线 ANT1。电感L1的另一端连接到射频收发芯片U1的射频输入输出脚rf—n脚。电 感L3的另一端连接到射频收发芯片Ul的电源脚txrx—switch。电感L2 —端连接 到射频收发芯片U1的射频输入输出脚rf一n脚，另一端连接在电容C4与电容C5 的连接点。电容C6—端连接到射频收发芯片U1的电源脚txrx—switch脚，另一 端接地。电容C7—端连接到射频收发芯片U1的射频输入输出脚rf—n脚，另一 端接地。射频收发芯片Ul的1.8V电源输出脚vreg—out脚连接到电阻R2，电阻R2 的另外一端连接到电容C3，电容C3的另外一端连接到地。射频收发芯片U1的电源脚第1、 2、 3、 4、 10、 14、 15、 17、 18、 20、 26、 35、 37、 44、 48连接到1.8V电源。射频收发芯片Ul的电源脚第5、 9、 19、 22、23、 24连接到地。电容C12、 C13的一端连接到1.8V电源，另外一端连接到地。 射频收发芯片Ul的电源脚第25、 43脚连接到3.3V电源。电容CIO、 Cll 一端连接到3.3V电源，另外一端连接到地。射频收发芯片U1的第46脚连接到电阻R1，电阻R1的另外一端连接到地。 电源芯片U3的电源输入脚VIN和使能脚EN连接到3.7V电源，电源输出 脚VO连接到本文档来自技高网...

【技术保护点】
人员佩带电子标签，其特征是：由所述的单片机（１）、射频收发芯片（２）、２．４Ｇ陶瓷天线（３）、电源（４）等组成，所述的射频收发芯片（２）分别与单片机（１）、２．４Ｇ陶瓷天线（３）建立通信连接，电源（４）为射频收发芯片（２）、单片机（１）提供工作电源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏臻，陆阳，程运安，鲍红杰，彭震，黄鹏，吴飞，程磊，徐自军，李谦，
申请(专利权)人：合肥工大高科信息技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]