基于CAN總線的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng)的應用是保障煤礦安全生產必不可少的手段。統(tǒng)一煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議，靈活擴充通信網(wǎng)絡節(jié)點是當前的研究方向之一。 本文的主要研究內容是：首先選取適合煤礦井下監(jiān)控使用的現(xiàn)場總線，按照礦井下面的實際情況，確定總線網(wǎng)絡布置方案及對所需硬件設備進行選型；其次根據(jù)實際監(jiān)控過程制定通信協(xié)議，并在此基礎上開發(fā)可用于監(jiān)控的上位機軟件；最后在實驗室搭建現(xiàn)場總線網(wǎng)絡模型，對所制定的通信協(xié)議及上位機軟件進行驗證。 針對煤礦井下

2、監(jiān)控現(xiàn)場防爆、防塵、防潮、防水、電網(wǎng)波動大、傳輸距離遠及監(jiān)測點經常增加的要求，對多種現(xiàn)場總線進行綜合比較后，選取了CAN總線作為煤礦井下監(jiān)控網(wǎng)絡方案。 根據(jù)煤礦井下巷道的地形特點，對比了幾種總線網(wǎng)絡布置方案后，確定了采用主干線和支線分別布置，主干線與支線之間通過網(wǎng)橋連接的布置形式；布置方案考慮了節(jié)點數(shù)量較多、通信距離較遠的實際情況，能夠滿足方便地進行節(jié)點擴充的需要，并且保證了系統(tǒng)工作的可靠性，即分支的異常不會影響整個系統(tǒng)的正常工

3、作。 通信協(xié)議采用CAN2.0B規(guī)定的標準，并將其29位的ID進行了分段，除了表示不同的節(jié)點位置及節(jié)點類型以外，還將上位機與智能節(jié)點之間的命令和應答信號融入其中，不僅滿足了監(jiān)測過程中數(shù)據(jù)和命令的傳送需用，而且可以使通信過程簡化，通信過程中所需要的命令可以動態(tài)擴充。 使用LabVIEW軟件開發(fā)了上位機軟件，軟件的功能模塊基本可以滿足煤礦井下監(jiān)控的需要。為了驗證所開發(fā)軟件的功能和可靠性，在實驗室構建了CAN總線網(wǎng)絡結構模型，