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基于Cortex-M3的煤矿监测控制系统设计

边兴田  
【摘要】: 我国的煤矿开采大多是地下作业,而目前的煤矿安全生产形势仍十分严峻,煤矿坍塌及爆炸不但威胁着矿工的生命,而且造成国家财产的损失,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”,此项目目的是通过推广应用信息技术,推动煤矿领域安全生产工作逐步走上一条科技含量高、安全状况好的可持续发展道路。 本文设计的煤矿监测控制系统作为“煤矿监测监控与管理信息系统开发”的一个重要组成部分,系统以Cortex-M3微控制器为核心,采用RS-485通信实现分站与PC机的通信,CAN总线实现了分站与传感器之间的通信。 在硬件方面,严格按照《煤矿安全监控系统通用技术要求》完成了监控系统的总体硬件设计。选用ST公司的32位ARM芯片STM32F103VBT6作为分站和传感器的控制芯片;在程序设计方面,详细介绍了几个主要程序模块,如CAN通信、RS-485通信、SPI控制、以及上位机界面的编写;仿真方面,采用仿真导线来验证CAN总线的传输,来测试本系统的通讯效果。 本分站具有8路模拟量输入,8路开关量输入,8路控制量输出;并且有模拟的SPI控制模块来负责显示井下采集数据的类型;RS-485通信接口负责与外界进行通信。论文完成时,本系统已经实现了分站对温度传感器以及开关量的数据采集、控制量输出、SPI显示、分站与地面主机的通信功能。 实验结果表明本文设计的系统是可行的。基于Cortex-M3的煤矿监测控制系统的硬件平台在功耗、速度和可扩展性方面有着独特的优势,具有广阔的发展空间。 本论文中共有图41幅,表9幅,参考文献34篇。


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