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《太原理工大学》 2012年
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基于ZigBee网络的智能煤矿压力采集与分析装置的设计与实现

范德辉  
【摘要】:最近一些年来,我国煤矿安全性事故频发,这里面最主要的是顶板和瓦斯事故,其中对矿井安全生产危害极大的是顶板事故。并且顶板类事故一直是位于各类事故之首,这可从我们国家煤矿事故的统计数据看出来。 为了实现生产科学的管理、减少顶板类事故,矿山压力的观测与控制是很重要的基础工作。而我国当前很多井下的采掘工作面的压力信息采集通常是使用液压式、机械式测试设备,而这些设备的特点是工作效率不高并且精度也很低。因此当前虽有采用有线的通信方式的比较好的压力监测系统,但是因其维护、布线比较困难,配置也复杂。所以,我们国家十分紧缺一种矿山压力测试设备,它的通讯简单方便,测量精度也比较高。这也是本论文的目的。 本论文研发了一种基于ZigBee无线协议的新型煤矿压力采集和智能分析系统,这是在深刻了解国内外矿山压力检测仪器的基础上,仔细分析了现阶段我们国家的种种煤矿压力检测仪器固有的缺点,顾虑到矿山下面的各种实际环境而得到的结果。本系统是由高性能ARM7系列单片机LPC2103构成的手持式智能分析设备与低功耗、高性能51系列的STC90C516AD单片机组成的矿山压力信息观测仪器两个子设备组成的。整个系统是一个由矿山压力信息测试仪器与手持式智能设备联网而成的网络系统。作为网络节点的压力信息采集仪的具体功能是在规定的时间点上进行数据的采集,同时把采集到的信息连同时间保存到带总线的存储芯片。作为网络的另一种节点的手持设备的主要作用是为用户搭建一个易操作的UI并进行个性化的图形显示用户需要显示的一些信息,还要能够对网络上的其它节点进行时钟校准的功能与上位机PC进行信息交互的作用。同时,因为这是一个大的网络系统,所以进行网络连接与网络命令的解析是每个节点必不可少的功能。 首先,本文简明扼要地概述了每个检测设备的总体规划,之后对设备的软件部分与硬件部分作出了仔细的说明,这主要是按照每个设备的具体的需求来做的。为了使工作人员采集数据更方便,系统还采用了Zigbee无线网络协议,该协议是专门对有省电、可靠、成本低、容量大、安全要求的工业自动控制领域而设计的。 在本论文的最后部分,进行了系统的测试。系统的测试主要分为硬件测试与软件测试,测试结果证明该系统完全能满足客户的具体要求。但是也有一些的不足,这些东西在总结与展望部分给出了明确的说明。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TD32

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