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基于CAN-bus的煤矿远程监控系统

吕世超  
【摘要】: 安全生产长期以来一直是我国的一项基本国策,是保护劳动者安全健康和发展生产力的重要工作。随着国家对煤矿安全生产工作的日益重视,以及矿务局自身现代化管理的需求,矿井安全监测系统越来越体现出其重要性。煤矿水害一直是煤矿安全生产建设的重大威胁,在煤矿中建立矿井水文动态实时监测系统,使用先进的科技设备加强井下水文的监测力度,为煤矿防治水害提供可靠的技术依托。 本课题来源煤矿综合自动化建设的实际需求,为煤矿的水文监测建立完整的自动化监控系统。本系统采用煤矿监测的成熟的监控方案,进一步开发煤矿井下水文监测系统中的矿用监测分站和矿用智能传感器等关键设备,以及CAN-bus总线在煤矿监控系统的使用,建立煤矿完整的监控系统,为煤矿信息化矿井的建设打下坚实的基础。 本文针对煤矿远程监控系统的几个关键技术做了一下几个方面的研究: 1.针对煤矿生产的实际情况,对煤矿水害危害、特点以及成因做了具体的分析,指出矿井水文监测的不足之处。并且本着性能稳定、结构简单、便于实现的原则,设计了煤矿远程监控系统的总体结构,提出了本系统主要实现的目标,并着重分析了系统的工作流程。 2.研究矿用监测分站的关键技术。根据煤矿自身实际,提出基于Cortex-M3的矿用监测分站的解决方案,探讨了矿用监测分站的硬件设计方案,并对各个模块做了具体的分析与研究。并针对煤矿井下环境比较恶劣的情况,对矿用监测分站做了接口的光电隔离和防雷设计。 3.提出矿用智能传感器的设计方案。针对煤矿井下实际使用的矿用传感器,设计了矿用智能传感器的接口方式,可方便可入各种类型的矿用传感器。多个矿用智能传感器通过CAN-bus可方便的接入矿用监测分站,组成井下监控系统。 4.重点分析了矿用监测分站软件的体系结构。根据煤矿的生产实际,在矿用监测分站使用了安全可靠的uC/OS-II嵌入式实时操作系统,确保矿用监测分站在实际的运行中功能的完整性,运行的可靠性。 5.提出了矿用智能传感器的嵌入式软件的实现方式,分析了软件主要实现的功能和具体的流程,重点研究了对CAN-bus接口的驱动做了重点的分析。 6.对iCAN协议做了重点的研究和分析。首先对业内流行的CAN-bus应用协议做了对比分析,然后具体介绍了iCAN的协议规范。


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