1.    矿灯柜需求

智能矿灯充电柜信息管理系统是在传统的开放式矿灯充电架的基础上发展而来的，它除了基本的智能充电管理功能之外，采用世界上的活体生物特征识别技术—虹膜识别来控制门锁，上位机采用的TCP/IP异步并发通讯技术实时采集矿灯状态信息，通过LED显示矿灯当前状态信息，同时系统管理平台真正实现了矿灯考勤功能，在国内煤炭行业同类产品中处于领先地位。

2.    智能矿灯柜优点

（1）采用全封闭的柜式结构，可以将矿灯、自救器等存放在里面，避免了人为破坏，安全性好。

（2）虹膜识别控制，不需带钥匙，减轻了矿工负担；保证了灯房数据的准确性。

（3）核心控制中心采用工业计算机控制，稳定可靠，功能强大。

（4）充电柜对外通讯采用TCP/IP协议，保证了整个系统数据的实时性、准确性和可靠性。

（5）充电柜采用防腐的304不锈钢板（或喷塑）；人性化设计，全数控加工，外形美观规整，抗蚀耐用。

（6）充电智能控制模块实现限流限压充电方式，具有过充保护，过电流保护，短路保护，充电状态即时显示等功能。

（7）充电柜采用的总线控制技术，将危险的强电（220V）区域与矿灯充电区域，即矿工及维修人员能够接触到的每个充电座完全隔离，保障人员安全。

（8）灵活多变的显示功能。每台充电柜上方安装2块LED显示屏，显示灯架的参数及矿灯的使用、充电等情况；每一个充电格采用液晶显示屏显示，直观可靠，性能稳定。

3.设计方案

3.1概述

系统实现了从放灯、充电、充满、取灯、故障报警、分析考勤等全程WEB动态管理，集安全、智能、先进于一体的现代化矿灯房综合信息管理系统。采用生物特征识别技术、TCP/IP远程控制、识别卡控制门锁，上位机采用先进的TCP/IP异步并发通讯技术实时采集矿灯状态信息，通过LED显示矿灯当前状态信息，同时系统管理平台可实现矿灯考勤功能，可与人员定位系统相结合，实现井下人员准确身份统计和去向记录。

3.2使用流程

员工使用流程

井下工作人员入井前通过采集设备采集完成人体生物特征信息，入井到达矿灯房，进行生物识别开柜，识别通过后，出入井人员到达自己存灯柜，柜门自动弹开，存取完毕后，关闭柜门即可。柜门4寸显示屏实时显示该柜对应人员照片、姓名、工号及部门等信息。数据实时上传与相关系统无缝联动。系统异常时，员工可通过IC卡进行矿灯存取，区域停电，系统可选配ups电源进行无缝供电切换。

外来人员使用流程

矿灯柜管理平台，管理员采集外来人员生物信息，对其信息进行临时下发，有效期系统内可自由设定，有效期内，临时人员可正常进行矿灯存取，过期后，临时人员存取权限失效。

3.3系统组成

系统主要由自助式多生物特征采集一体机、远距离多模态生物特征识别仪、智能矿灯充电柜、信息管理服务器、TCP/IP控制器等系列软硬件组成。信息管理服务器是系统的控制管理中心，负责向TCP/IP控制器发布各种命令、采集矿灯状态信息、信息综合分析及显示等重要功能；工控机是整个系统的枢纽，负责收发各种通讯信息的控制等功能。

3.3.1自助式多生物特征采集一体机

自助式多生物特征采集一体机是守护星公司针对用户多特征身份信息采集使用环境研发的集虹膜、人脸、指纹、身份证、智能卡多维信息采集于一体的多模态采集终端。设备采用全新结构设计，造型大气简约，操作方便。虹膜采集图像质量满足公安标准，并全面支持二次开发，功能强大，适用面广。

设备具有以下功能：

Ø 使用人员可自助完成人员生物信息采集，界面设计友好，操作简单；

Ø 设备可以快速扑捉虹膜、皮层、人脸图像，采集图像效果佳；

Ø 设备组网灵活方便，可接入局域网直接使用；

Ø 采用全新结构设计，造型大气简约，坚固耐用。

3.3.2远距离多模态生物识别仪

远距离多模态生物识别仪是守护星公司自主研发的一款多模态识别设备，该产品选用高速、超清摄像头，能快速准确的抓取高质量的面部特征，支持虹膜、皮层、人脸的多重身份组合识别。

设备具有以下功能特点：

Ø 虹膜识别、皮层识别、人脸识别的组合识别方案，可以覆盖企业内所有人员，让企业监管无盲区。

Ø 识别距离可达50cm-100cm，能为使用者带来更好的体验感。

Ø 采用全新光学转轴设计方案，结合人脸自动追踪技术，让设备主动适应使用者身高，避免传统设备识别时需要踮脚、低头、弯腰的不友好体验。

Ø 支持多种生物特征本地容量高达10000组，从而实现快速识别。

Ø  全新工业设计，全金属机身，造型大气简约，界面结构清晰，高保真音效，多类型灯光效果提示。

3.3.3智能矿灯充电柜

1、充电架每一个充电格采用彩色液晶显示屏显示，显示职工的照片、基本信息及矿灯的实际状态。

2、单一充电板可实现锂电矿灯的充电。

3、每台充电架独立充电管理模块，具有防止逆向放电、短路、过流、过压、欠压保护功能，并能实时显示充电电流状态。

4、每盏矿灯的充电位对应一个充电模块。

5、数据采集模块

①、采集每个灯位的状态，包括充电是否结束、矿灯是否取走、充电是否异常。

②、每台充电架上方安装2块LED显示屏，能显示：灯架编号、正在充电总数、已经充满总数、矿灯取走、异常、故障总数。

③、设置每个灯位矿工信息。

④、灯架的信息上传微机系统。

⑤、接收微机系统的设置信息，包括矿工信息和其他信息。

6、充电架可将危险的强电（220V）区域与矿灯充电区域，即矿工及维修人员能够接触到的每个充电座完全隔离，保障人员安全。

7、架体充电电压、电流表选用LED数码显示表。

8、按用户要求可给矿灯架配置USB接口，提供给用户5V充电接口。

3.3.4智能矿灯管理系统

1、基本信息处理：即矿灯柜、矿灯位、人员部门、姓名、等信息的分配与管理。

2、矿灯状态显示功能：每一台充电架上矿灯的数量、各种充电状态既可以在矿灯柜实时显示，也可以在计算机上实时显示。

3、矿灯状态查询功能：实时对矿工使用矿灯的状态进行统计和报告，以达到迅速、准确提供矿灯（人员）信息。

4、数据统计功能：可以统计任一时刻矿灯在柜与不在柜数量、某矿灯在柜与不在柜的时间、某矿灯在一个时间段内的在柜与不在柜次数和某矿灯总的充电次数，判断报废期等。

5、系统可以记录矿灯的充电次数和信息，判断电池的使用状况，为矿灯维护管理提供依据。

6、矿灯信息网络发布功能：管理主机接入矿局域网，将有关矿灯信息发布到局域网，各级领导可及时了解目前矿灯（人员）的信息情况，并实现远程管理。

3.3.5控制管理中心

1、基于WEB动态管理的智能矿灯充电架管理系统，可结合煤矿现有考勤系统的软硬件，形成多级统一的综合报表，并提供相关人员工资报表；

2、服务器与智能矿灯充电架采用TCP/IP异步并发通讯技术，可及时、准确的收纳每台充电柜上数据。可实现远程通讯及监控；

3、能实时监测矿灯房所有矿灯的有关状态数据，判定每只矿灯挂入和取出时间（即矿工上井和下井时间），每盏矿灯的各种状态由液晶显示屏显示；

4、对每只矿灯充电次数能进行累记统计，以便有关人员及时采购或更换矿灯，在矿灯统计表中显示；

5、根据采集的矿灯有关数据，上位工控计算机可判断各矿灯充电是否正常，如出现充电故障可发出矿灯故障告警信号。可对矿灯使用超时报警及显示（超时人员的姓名、单位、入井时间等信息）；可对长时间充电，不使用的矿灯报警及显示（人员的姓名、单位、一次累计不使用矿灯的时间等信息）；

6、可与矿现有的人员出入井人员定位系统相结合，实现数据对接，从而实现矿灯取走后人员的准确身份确认、统计准确的井下人数；

7、可对矿灯有关信息录入、删除、修改与查询；

8、能够通过多种方式进行相关数据的查询：包括任意时段、姓名等。