智能井下分站的研究與實現(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，負責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)能否順利實現(xiàn)，在煤礦安全監(jiān)測中發(fā)揮著重要的作用。 本課題來源于山東省信息產(chǎn)業(yè)廳項目“煤礦安全自動檢測、監(jiān)控及管理系統(tǒng)”。該系統(tǒng)以現(xiàn)有比較成熟、實用、可靠的檢測設備為主體，進一步開發(fā)和完善礦用防爆工業(yè)以太網(wǎng)交換機和井下智能監(jiān)控分站等關鍵設備，開發(fā)和完善綜合信息管理系統(tǒng)，實現(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化控制。 本文設計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。 本文設計的井下智能分站作為“煤礦安全自動檢測、監(jiān)控及管理系統(tǒng)”的一個重要的組成部分，以ARM微控制器為核心，以實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ為平臺，采用UDP協(xié)議實現(xiàn)了分站的網(wǎng)絡通信功能，很好的解決了當前煤礦企業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議不一致的問題。 在硬件方面，嚴格按照《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)

3、通用技術要求》完成了監(jiān)控分站的總體硬件設計，并通過驅動網(wǎng)卡芯片RTL8019AS實現(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，還有多個串行接口，可使用的GPIO高達76個(使用了外部存儲器)，很好了滿足了分站外接傳感器的多樣化要求。在人機接口方面，系統(tǒng)擴展了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、與中心站進行通信，將各種傳感器數(shù)據(jù)實時傳送到中心站進行復雜的邏輯運算處理，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的移植過程，并在此基礎上分析了TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)；制定了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換格式；通信過程中采用了標準的UDP協(xié)議；詳細介紹了幾個主要程序模塊的編程思路，如LED顯示、外部輸入頻率信號的測量及數(shù)據(jù)存儲等，并給出了在實際編程過程中遇到的問題以及調試的方法。 本監(jiān)