低頻電磁波的傳播是全方位的，不具方向性；而高頻電磁波的傳播方向性極強,可以講是定向的（就像是手電筒發(fā)出的光束）。因此，被監(jiān)測人員在經(jīng)過低頻讀卡器時，只要在其有效的識別范圍（直徑10米的范圍內(nèi)），就能被準確識別到。而在經(jīng)過高頻讀卡器時，要求被監(jiān)測人員準確行走到高頻電磁波傳播方向上，才能被讀卡器識別。

   因此，在規(guī)定的識別區(qū)域內(nèi)，采用低頻識別比采用高頻識別要有更高的精度。

在巷道這種特區(qū)的環(huán)境里，低頻電磁波與高頻電磁波相比具有明顯的優(yōu)勢—信號衰減小、凸顯出低頻電磁波的穿透能力強，所以采用低頻射頻識別技術(shù)的讀卡器和識別卡之間的無線電信號傳輸對其它物體（特別是水汽和金屬物體）的穿透性很強；而高頻電磁波由于其本身的穿透性能較弱，讀卡器和識別卡之間的物體（如水汽、人體、尤其是金屬物體等）阻擋，很有可能導(dǎo)致讀卡器無法識別。

另外，巷道的一些特性也會對無線電信號的傳輸帶來不利的影響，以下兩組數(shù)據(jù)表明了巷道拐彎對無線電信號傳輸?shù)挠绊懀ū?）以及巷道傾斜對無線電信號傳輸?shù)挠绊懀ū?）。

表1

頻率越高衰減越大

表2

隨著頻率的增高，由巷道傾斜所帶來的衰減變大，拐彎越急衰減越大。

3、     由此可見，由于低頻、高頻電磁波本身的傳輸特性，決定了低頻射頻識別技術(shù)比高頻射頻識別技術(shù)的漏讀率要低得多。

   低頻電磁波與高頻電磁波相比，在同一范圍內(nèi)，磁場區(qū)域能夠很好的被定義，這表明低頻射頻識別技術(shù)從根本上說更可靠，也更可預(yù)見。正是低頻電磁波的這種可預(yù)見性，使得識別卡可以被定位到更精確的范圍，并提供人員定位應(yīng)用的性能優(yōu)勢。

在礦井人員管理系統(tǒng)應(yīng)用中，人員移動方向的識別是很重要的。在與安全相關(guān)的應(yīng)用中，需首先考慮人員移動方向判斷的可靠性。低頻讀卡器可帶兩組天線，每組天線由多路天線組成。當(dāng)人員分別經(jīng)過兩組天線時，充分利用低頻電磁波磁場區(qū)域能夠很好的被定義的特點，就能準確判斷人員的移動方向，這在所有的RFID技術(shù)中是處于領(lǐng)先地位的。

   在巷道交叉口，特別需要知道人員的行進方向，采用低頻技術(shù)的人員管理系統(tǒng)具有多天線技術(shù)，較好地解決了這個難題。而高頻技術(shù)產(chǎn)品，由于其電磁波的特性所限，難以解決這一問題。

   我們知道，由于高頻電磁波的方向性極強，并且從高頻發(fā)射源發(fā)出的電磁波是逐漸擴散的，很象從手電筒射出來的光束，需要達到一定距離才能覆蓋需要檢測的區(qū)域，否則，將出現(xiàn)嚴重的漏卡現(xiàn)象。

另一方面，從煤礦安全生產(chǎn)的發(fā)展趨勢看，井下會安裝越來越多的門禁系統(tǒng)，或其他需要感應(yīng)識別卡后才能開啟的設(shè)備，實現(xiàn)井下“一卡通”“智能化管理。由于高頻產(chǎn)品的發(fā)射功率很高，高頻電磁波傳播距離不易控制，讀卡區(qū)域難以界定，結(jié)果是，用于控制這些裝置的近距離讀卡器，要遠離用于人員管理系統(tǒng)的高頻讀卡器，否則，會產(chǎn)生嚴重的干涉現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。如果礦井安裝的高頻讀卡器較多，勢必影響到識別卡在門禁等其他智能化領(lǐng)域的應(yīng)用，這就會產(chǎn)生不兼容問題。還有，當(dāng)多個高頻讀卡器安裝得很近時，他們之間也會產(chǎn)生嚴重的交叉干擾，導(dǎo)致識別性能減弱，嚴重降低其識別的準確率。

而低頻電磁波的傳播距離可以較容易的加以控制，所以可以準確的設(shè)定其讀卡距離，使得在其有限的傳播范圍內(nèi)（10米），一方面很好地利用其識別功能，另一方面又不至于影響其他智能化產(chǎn)品的利用，有效地規(guī)避系統(tǒng)干擾現(xiàn)象，很好地解決了兼容問題。

因此，從煤礦其他智能化系統(tǒng)產(chǎn)品的擴張和集成方面來講，要盡量選用低頻射頻識別技術(shù)。

   眾所周知，高頻電磁波對人體的輻射傷害遠遠高于低頻電磁波，加之高頻電磁波的傳播距離又比較遠，工作區(qū)域難以界定，在一個較大型煤礦安裝人員定位系統(tǒng)，常常需要安裝數(shù)十個甚至上百個讀卡器，如果選用高頻技術(shù)，這上百個讀卡器就好比一個個大功率高頻輻射源，在礦內(nèi)會形成一個強大的交叉輻射網(wǎng)，這對于長期在井下工作的人員來講是極為有害的。尤其是在采掘工作面上工作的人員，如果他們距離采掘工作面附近的讀卡器較近（一般小于30米），該讀卡器所發(fā)出的高頻率、強電磁波長時間輻射到他們體內(nèi)，嚴重危害著他們的健康。   而低頻技術(shù)由于其自身的發(fā)射功率很小，電磁波的傳播距離又可以控制（一般為10米），不會對人員構(gòu)成傷害。

   因此，從環(huán)保角度講，選用低頻技術(shù)比高頻技術(shù)更優(yōu)越。                                                                                                                                                                                                                                                                                   

英國戴維斯德比公司已有200余年的煤礦專用設(shè)備研發(fā)和制造經(jīng)驗，上世紀九十年代初開始致力于煤礦人員管理系統(tǒng)的研制與開發(fā)，在全球率先開發(fā)出基于高頻技術(shù)、混頻技術(shù)的煤礦人員管理系統(tǒng)，并在世界各國煤礦實際運行。自2005年起，該公司開發(fā)成功礦井用低頻礦井人員管理系統(tǒng)，目前經(jīng)大量實際運行，已日臻完善。

該管理系統(tǒng)將尖端的遠距離多重射頻識別技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動控制技術(shù)和計算機技術(shù)有機結(jié)合，解決了該系統(tǒng)產(chǎn)品應(yīng)用于煤礦井下的設(shè)備安全運行、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)的遠距離傳輸、信號轉(zhuǎn)換接口和信息處理等方面的技術(shù)難題，為煤礦井下人員監(jiān)測、控制和跟蹤管理，以及生產(chǎn)統(tǒng)計管理等方面提供有效的科技支撐。其系統(tǒng)設(shè)計特點如下：

1、操作簡單、使用要求底

整個系統(tǒng)設(shè)計對用戶要求極低，具有簡易可調(diào)的功能、故障自動巡檢功能等。系統(tǒng)操作簡單，并可對故障地點自動報警，維護異常方便。

2、識別卡自動識別，識別距離遠

實行被動式監(jiān)測方式，被測目標無負擔(dān)，識別距離遠。井下工作人員無須主動進行任何操作。

3、運行穩(wěn)定、可靠，在惡劣環(huán)境下正常運轉(zhuǎn)

系統(tǒng)的正常工作不受環(huán)境變化的影響，保證在惡劣環(huán)境下24小時正常運轉(zhuǎn)。并提供斷電后較長時間的供電電源，采用UPS電源，能提供長達2小時以上的斷電保護。系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定、可靠、誤碼率幾乎為10-4。

4、具有信息防沖撞功能，可同時識別80張識別卡。

5、大容量，滿足特大型、超大型煤礦的需求

最大的卡容量數(shù)為65535張識別卡，遠遠大于其他產(chǎn)品。

6、高速、高效的識別率

同高頻信號相反，低頻信號具有相對較強的穿透力和繞開障礙物能力，使得系統(tǒng)具有極高的目標識別率，系統(tǒng)識別卡可做到無方向性，確保了識別卡無漏的識別。

7、查詢當(dāng)前井下人員分布

      根據(jù)各礦實際情況繪制井下巷道、工作面采區(qū)圖，并在該圖上顯示各個區(qū)域當(dāng)前人數(shù)。該圖是動態(tài)的，隨著井下人員移動，該圖顯示的各區(qū)域人數(shù)會隨時更新。在該圖上用鼠標點擊，可以顯示某個選定區(qū)域的人員名單；進一步點擊還可以顯示某個選定人員下井后的行蹤。

8、查找人員當(dāng)前位置（井下人員定位）

輸入任意人員的姓名和編號，可以立即以圖形方式顯示此人當(dāng)前所在區(qū)域；也可以同時輸入多個人員，以文字方式顯示這些人各自在井下的當(dāng)前位置。可以督促和落實重要巡查人員（如：瓦斯檢測員、溫度檢測員、測風(fēng)人員等）是否按時、到點的進行各項數(shù)據(jù)的測試和處理，從根本上杜絕因人為因素而造成的相關(guān)事故。

9、統(tǒng)計查詢進入特殊區(qū)域人員

      對井下的某些特殊區(qū)域，例如不準一般人員進入的危險區(qū)域，在行蹤保留時段內(nèi)可以隨時進行查詢，列出進入該區(qū)域的人員和出、入時間。

10、下井人員考勤管理

軟件可以從系統(tǒng)記錄的人員行蹤信息中自動提取出每個下井人員的入、出井時間，從而形成考勤記錄，進而形成各種考勤報表和查詢、統(tǒng)計功能。

11、強大的緊急處理機制

可以選擇Mercury系列廣播通訊系統(tǒng)，即時對特定或礦山范圍內(nèi)的緊急情況進行通知。在監(jiān)控機房和管理人員對井下緊急情況進行有效判斷后，可以通過系統(tǒng)的小區(qū)廣播選件對井下特定范圍或全部進行廣播通知，有效告知和疏散井下人員。

12、系統(tǒng)的可擴容性大，滿足國內(nèi)所有的煤礦企業(yè)

系統(tǒng)采用FSK SAP通訊方式，每條FSK SAP總線可連接15臺KJ270—F1傳輸分站，通訊距離可達15公里。從地面到地下KJ270—F1傳輸分站可以最多擴展到8條FSK SAP總線，而每臺KJ270—F1傳輸分站又可以通過CAN總線連接7臺KJ270—F2—4讀卡器（通訊距離可達2KM）。由此，此系統(tǒng)最多可以支持8*15=120個分站；8*15*7=840個讀卡器，完全可以滿足煤礦的需要。

該礦井人員管理系統(tǒng)工作示意圖如下：

本文從煤礦人員安全系統(tǒng)的實際要求出發(fā)，介紹了其技術(shù)演變歷程及應(yīng)用特點；從全球煤礦行業(yè)人員管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢得出最終結(jié)論，即低頻技術(shù)將不容置疑地取代高頻技術(shù)而在煤礦人員安全管理中發(fā)揮重要作用。當(dāng)然，我們在此強調(diào)低頻的優(yōu)越性并無意貶低高頻技術(shù)在實際檢測中的作用，高、低頻監(jiān)測技術(shù)各自有其科學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域。比如，高頻技術(shù)在車輛跟蹤（如汽車、火車及地鐵等）以及高速公路收費等領(lǐng)域就有著低頻技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢。