【摘 要】
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我国目前的煤矿安全生产形势依然十分严峻,各种突发事故不但威胁着井下矿工的生命,同时也造成资源和财产的损失。安全监控是实现矿井安全生产预防事故的主要措施之一,也是现代化
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我国目前的煤矿安全生产形势依然十分严峻,各种突发事故不但威胁着井下矿工的生命,同时也造成资源和财产的损失。安全监控是实现矿井安全生产预防事故的主要措施之一,也是现代化矿井管理的重要技术措施。因此煤矿安全监测监控系统在煤矿企业得到了广泛的应用,并发挥着重要的作用。
本课题来源于北京交通大学项目“煤矿监测监控与管理信息系统开发”,本文设计的煤矿监测控制系统作为该项目的一个重要组成部分,以基于ARM的嵌入式系统设计技术为背景,结合国内外当前的研究状况,探讨设计了一个使用LM3S8962处理器的煤矿监测控制系统。
首先,本文介绍了煤矿监控系统涉及到的相关技术:嵌入式处理器、嵌入式操作系统以及工业以太网技术。通过分析现有煤矿监控系统的优点和缺点,提出了基于TCP/IP协议的煤矿安全生产监控系统的整体设计方案。该方案采用高速的32位ARM微控制器,移植多任务嵌入式操作系统,保证了系统的兼容性和实时性。
其次,对该系统的分站进行了硬件和软件设计。硬件采用基于ARM Cortex-M3架构的32位处理器LM3S8962作为分站主控制芯片,选用多任务实时操作系统RT-Thread作为开发平台,使用TCP/IP协议作为通信协议,组成了井下分站的网络通信系统。上位机控制软件采用VC++编程,通过该软件可以接收和处理分站的模拟量、开关量,并且可以控制断电器来实现开通或切断井下设备的电源,从而提供地面中心站对井下用电设备的控制。
仿真实验结果表明本文设计的分站已基本实现了数据采集、控制断电器以及与地面中心站通信的功能,并以基于嵌入式的TCP/IP协议进行网络通信,可为系统提供良好的兼容性,利于消除不同监测监控平台间的协议壁垒,并对以后研究和开发速度快、性价比高、安全性高的煤矿监测系统有很好的参考价值。
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