基于NIOSII的靜電放電引爆瓦斯模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、煤炭是我國的基礎(chǔ)能源，在我國一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)中始終占據(jù)70％左右。然而煤礦瓦斯安全事故卻頻頻發(fā)生，除了要加強(qiáng)安全管理和技術(shù)培訓(xùn)之外，更重要的是對煤礦環(huán)境的靜電、瓦斯?jié)舛?、溫度等主要參量進(jìn)行準(zhǔn)確有效的模擬測試。
　　 本文的目的是研究設(shè)計(jì)一種靜電放電引爆瓦斯模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可測量在不同氧氣濃度、溫度下瓦斯引爆的濃度值及人體靜電放電電位、電阻及電容值。獲取煤礦環(huán)境中最易引爆的瓦斯?jié)舛?，為制定煤礦人體靜電安全標(biāo)準(zhǔn)及煤礦生產(chǎn)安全提供

2、理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本文采用靈活高效的SOPC技術(shù)，將Nios Ⅱ軟核處理器、存儲器、外設(shè)控制器等功能模塊嵌入到一片F(xiàn)PGA中，構(gòu)成系統(tǒng)的核心電路。本系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集模塊，將采集到的瓦斯、氧氣和溫度數(shù)據(jù)在Nios Ⅱ片上系統(tǒng)中進(jìn)行處理，并將其處理結(jié)果實(shí)時顯示在LED屏幕上。
　　 本文通過對系統(tǒng)的需求分析，確定出系統(tǒng)的總體研究設(shè)計(jì)方案。選取了FPGA、傳感器、A/D等各相關(guān)硬件器件，采用Altera公司的Quartus Ⅱ 9．0系

3、統(tǒng)硬件開發(fā)工具、Nios Ⅱ IDE應(yīng)用軟件開發(fā)工具和C語言進(jìn)行了系統(tǒng)的硬軟件的開發(fā)和調(diào)試，完成了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，本文詳盡的介紹了瓦斯、氧氣和溫度的數(shù)據(jù)采集模塊，Nios Ⅱ控制器模塊，LED顯示模塊等開發(fā)過程及程序的實(shí)現(xiàn)，并給出了相關(guān)軟件仿真結(jié)果和硬件調(diào)試結(jié)果。整個系統(tǒng)采用層次化、模塊化的設(shè)計(jì)思想，將Nios Ⅱ軟核處理器系統(tǒng)嵌入到FPGA中，完成片上硬件和軟件的設(shè)計(jì)。結(jié)果表明其滿足系統(tǒng)的各功能要求。
　　 最后，根