智能井下分站的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、井下分站是煤礦井下安全監(jiān)控模塊與井上安全監(jiān)控中心之間的傳輸樞紐，負(fù)責(zé)井下與中心站之間的數(shù)據(jù)采集與通訊。分站能否有效工作決定了煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)能否順利實(shí)現(xiàn)，在煤礦安全監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著重要的作用。 本課題來(lái)源于山東省信息產(chǎn)業(yè)廳項(xiàng)目“煤礦安全自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)控及管理系統(tǒng)”。該系統(tǒng)以現(xiàn)有比較成熟、實(shí)用、可靠的檢測(cè)設(shè)備為主體，進(jìn)一步開發(fā)和完善礦用防爆工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)和井下智能監(jiān)控分站等關(guān)鍵設(shè)備，開發(fā)和完善綜合信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煤礦安全管理信息系統(tǒng)

2、的綜合智能化輔助決策功能和綜合性自動(dòng)化控制。 本文設(shè)計(jì)的隔爆兼本安電源輸出電壓為18V，共有六路本安輸出可供分站以及各種傳感器使用。 本文設(shè)計(jì)的井下智能分站作為“煤礦安全自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)控及管理系統(tǒng)”的一個(gè)重要的組成部分，以ARM微控制器為核心，以實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ?yàn)槠脚_(tái)，采用UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)了分站的網(wǎng)絡(luò)通信功能，很好的解決了當(dāng)前煤礦企業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議不一致的問(wèn)題。 在硬件方面，嚴(yán)格按照《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)

3、通用技術(shù)要求》完成了監(jiān)控分站的總體硬件設(shè)計(jì)，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)網(wǎng)卡芯片RTL8019AS實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)連接。選用PHILIPS公司的32位ARM芯片LPC2214作為分站的主控芯片，它具有16KB的靜態(tài)RAM和256KB的高速FLASH，包含8路10位A/D，還有多個(gè)串行接口，可使用的GPIO高達(dá)76個(gè)(使用了外部存儲(chǔ)器)，很好了滿足了分站外接傳感器的多樣化要求。在人機(jī)接口方面，系統(tǒng)擴(kuò)展了LED數(shù)碼管顯示和紅外遙控鍵盤。在通信方面，采用UDP協(xié)議

4、與中心站進(jìn)行通信，將各種傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到中心站進(jìn)行復(fù)雜的邏輯運(yùn)算處理，并能夠接收中心站下發(fā)的各種控制命令和配置。 在軟件方面，介紹了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的移植過(guò)程，并在此基礎(chǔ)上分析了TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)；制定了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換格式；通信過(guò)程中采用了標(biāo)準(zhǔn)的UDP協(xié)議；詳細(xì)介紹了幾個(gè)主要程序模塊的編程思路，如LED顯示、外部輸入頻率信號(hào)的測(cè)量及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等，并給出了在實(shí)際編程過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及調(diào)試的方法。 本監(jiān)