礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、我國煤炭資源豐富，產(chǎn)量逐年提高，煤炭資源在我國的能源結(jié)構(gòu)中具有重要的地位。但我國煤炭產(chǎn)量主要來自井下開采，地質(zhì)條件復(fù)雜，自動化程度低，事故多發(fā)，煤礦安全生產(chǎn)關(guān)系到我國煤炭工業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。因此，需要建立一套礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)對井下生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，對于減少煤礦生產(chǎn)事故的發(fā)生和提高事故救援的效率有著重要意義。
　　目前我國煤礦大多均已裝備了安全監(jiān)控系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)普遍存在功能單一、數(shù)據(jù)傳輸速率低的問題，且大多采用區(qū)域定位，無法確定人

2、員的移動方向和精確位置，不利于安全生產(chǎn)管理。針對上述問題，本文設(shè)計了具有快速數(shù)據(jù)通信、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測、人員定位等功能的礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)，用于提高礦山安全生產(chǎn)水平。
　　首先針對目前礦山監(jiān)控系統(tǒng)普遍存在數(shù)據(jù)傳輸速率較低的問題，采用基于ARM構(gòu)架的LPC2460處理器作為主控制芯片，設(shè)計了井下多功能監(jiān)控基站。基站網(wǎng)絡(luò)模塊采用RTL8019AS以太網(wǎng)控制器，利用TCP/IP協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)與地面管理系統(tǒng)間的快速網(wǎng)絡(luò)通信；采用施密特反向觸發(fā)器

3、對輸入頻率信號進行處理，實現(xiàn)頻率型傳感器信號的遠(yuǎn)距離傳輸；采用LCD液晶屏，實時顯示監(jiān)控狀態(tài)等。
　　針對監(jiān)控系統(tǒng)對井下人員定位精度不高的問題，提出了一種基于濾波的加權(quán)質(zhì)心定位算法，該算法不僅考慮了如何降低環(huán)境對測距精度的影響，同時利用人員移動特性實現(xiàn)對井下人員的跟蹤定位，仿真實驗表明能夠達到較高的定位精度。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了人員定位識別卡，將井下人員定位算法在識別卡中實現(xiàn)，并進行了實驗，結(jié)果表明，算法能夠較好的實現(xiàn)對移動人員的跟蹤