矿用人员管理系统是一款软硬结合的平台系统，满足工业场景下井上井下人员、车辆的高精度定位、数据传输、交通信号灯控制等需求，集人员考勤、跟踪定位、灾后急救、路径分析、危险区域管理等日常管理为一体的综合性应用系统。
本平台采用先进的 UWB、Wi-Fi、LoRa 定位技术，通过在矿井部署基站，为工人佩戴标识卡、车辆安装标识卡终端的方式，能够实现对人员、车辆的实时高精度定位，系统容量大，实时性好，其特殊的高定位精度在发生事故时可以进行准确灾后急救。
随着互联网及 5G 的推广，构建一个集物联网、大数据、云计算于一体的新智能定位平台，大数据可视化成为用户选择的重要环节。本平台通过 SCADA 技术，提供图形的直观定位，自适应 2D 或 3D 定位，实现人机交互，并对监测的数据进行分析，进行异常预警和故障定位，预防事故的发生。
系统原理图
系统组成
系统由监控主备机、矿用网络交换机、传输分站、无线定位基站、隔爆兼本安型直流稳压电源、矿用本安型标识卡、矿用本安型车载终端、矿用阻燃光缆、矿用阻燃电缆、LED 信息发布屏、检卡装置、便携式搜救器等组成。
①监控主备机，采用研祥工控机，用作数据采集和 WEB 发布。
②矿用网络交换机，可组成工业环网，为数据通讯提供保障。采用 4 光 3 电接口，可连接 7 台传输分站或无线定位基站。
③传输分站，硬件采用 i.MX6ULL 内核，Linux 实时操作系统。运行稳定可靠，实时性高，存储容量大。采用模块代设计原则，具有以太网、CAN、RS485、电力载波等通讯接口，采用 4.3 寸屏显示，清晰明了。
④无线定位基站，采用模块化设计原则，功能包括 UWB 定位模块、Wi-Fi 模块、LoRa 模块，同时留有 2 路 CAN 总线、2 路 RS485 总线、2 路开关量输出、2 路百兆光口及 3 路百兆口。
系统软件方案
软件方案采用采集端和监控端分离模式。采集端采用集群模式，任何一台掉线或宕机则自动切换到新的服务机器；监控端即为客户端，可以独立在多个用户 PC 端运行监控。采集端、监控端是本系统需要实现的功能。
系统通讯方案
数据采集服务器通过 TCP 连接到基站，基站将收集到的标识卡传输到采集服务器，采集端利用订阅-发布模式，即时推送到监控端，监控端通过图形进行集中可视化监测。
采集端
在监控中心建立 Service Platform 服务平台，接收采集装置设备上传的数据，通过 Redis 缓存服务处理，达到对数据的及时处理及响应，并通过 RPC/HTTP 网关服务推送到监控端。为便于数据的持久化及大数据分析，将上传的数据通过Storage Implementors 同时存储到关系型数据库 SQL Server 上。Service Platform 采用多通道并发处理模式，保证了系统的并发性，提供系统的处理能力；Redis服务及 SQL Server 采用集群模式，保证了系统的稳定性、可靠性。
监控端
监控端采用 Web SCADA。在电力、油田燃气、供水管网等工业自动化领域 Web SCADA 的概念已经提出了多年，早先年的 Web SCADA 前端技术大部分还是基于 Flex、Silverlight 甚至 Applet 这样的重客户端方案，在HTML5 流行前 VML 和 SVG 算是真正 Web 方案也是有不少应用，近些年随着 HTML5 的流行，加上移动终端对 HTML5 支持的普及，越来越多新项目开始采用真正纯 HTML5 的方案，给项目的实现有了更多的选择，更具体的说大数据量应用性能高于 SVG 的 Canvas 方案，已经逐渐成为当今Web SCADA 前端技术的选择标配方案。
系统安全
为了提高网络内部的安全性，本系统网络采用了防入侵和防病毒两个方面的安全措施。从结构上划分，本系统网络与数据采集网络有硬件防火墙隔离，同时与外部 Internet 网络也设硬件防火墙进行隔离。
数据采集服务器、web 服务器均放置在 DMZ 区，Internet 用户通过防火墙访问其指定端口，完成防入侵的目的。同时每个计算机节点均安装网络版杀毒软件，完成防病毒目的。 对业务系统的安全采用用户密码认证的方式，控制系统数据查看和操作的权限控制。系统所有节点都进入一个域中，系统用户均采用域用户。
系统硬件
本系统按照采集端和监控端两大功能平台划分进行硬件配置。设置 2 台数据采集服务器进行 Master-Slave。其主要功能是负责对系统范围内传感器及集中接收装置数据的实时通讯和采集，并传至 Redis 缓存和数据库平台存储。在数据采集的基础上，根据实际需要，还完成报警、事件、脚本计算、存储配置等功能。（后期可根据采集片区需要增加服务器）。
这 2 台服务器同时也作为 Redis 及数据库服务器。高速采集、压缩、存储来自传感器及集中接收装置数据，并提供复杂的查询引擎，为客户端的查询请求提供准确、快速的应答服务。
设置 1 台 SCADA Web 服务器。作为本系统的门户网站服务器，可以提供给 Intranet/Internet上的授权用户提供以 SCADA 实时数据为基础的图元画面、报警显示、历史数据库中的数据分析（报表/趋势等）、查询等功能。
设置 1 台专业桌面分析站。这是本系统中功能强大、效率高的桌面分析工作站，能浏览整个系统的实时数据、历史数据、报表、趋势、重要数据的报警信息等。数据存储上设置了 1 套磁盘阵列。提供海量数据存储和历史数据备份，为数据存储提供了扩展空间。在物理连接上，采用了光纤交换机实现双冗余，在数据服务器与磁盘阵列之间提供光纤连接，
数据通过光纤通道直接进入磁盘阵列，减轻中心交换负荷。
系统软件
系统所有的服务器均安装在 Windows10 作为操作系统，终端均安装 Windows7 及其以上系统。实时缓存采用主流服务 Redis，数据库软件采用 Microsoft SQL Server 2016 及其以上。应用服务的编写采用 Microsoft Visual Studio 2017 进行开发。
系统功能
1.平台软件功能设计，实时监控（车辆、人员路径规划及位置显示），通过模拟图规划路径（包括车辆路径、人员路径），实时显示人员或车辆位置。
2.大数据可视化，根据登录的用户显示该用户关心内容的首页。
3.告警显示，对基站及标识卡进行实时报警显示，当数据异常时，自动弹出报警提示，提醒监控人员。增加报警管理页面，使用数据表格方式浏览报警记录信息，并对报警信息进行分类查询。实现报警确认。
4.人员呼叫管理，呼叫管理是人员定位系统的重要功能。系统提供灵活的呼叫方式，可以单一呼叫，群体呼叫和全紧急员呼叫。
5.考勤管理，可对员工进行每天考勤，统计出勤情况，例如员工应下井次数，实下井次数和下井天数等。
6.车辆调度，车载终端可进行呼救及一键求救，监控端进行应答管理，采用语音对讲或 TTS 语音播报；监控端可进行调度命令下达，车载终端接收指令并显示。
7.历史轨迹回放，可对人员、车辆历史轨迹进行回放。
8.查询分析，利用采集的数据，进行如下项目的统计分析。统计结果可以通过表格、图表（曲线、饼图、柱图）的方式显示。
9.设备管理，包括设备信息、设备状态、维修记录的添加及维护。
10.查询及报表管理，利用采集的数据，进行统计分析，统计结果可以通过表格、图表（曲线、饼图、柱图）的方式显示。报表管理根据用户输入的条件进行各种类型报表的输出和打印。
11.基础信息管理，由系统管理员进行管理。主要对组织结构信息、人员、车辆进行管理，同时维护这些信息的属性。
