基于分布式多总线的矿灯智能充电管理系统设计

发布时间：2020-10-17 09:34

　　 矿灯是矿井下工人使用的照明工具,矿灯的管理是煤矿的一项基本内容,是煤矿安全生产的第一环节。矿灯充电次数有限,当达到最大充电次数后,需要及时更换,若使用超过期限的矿灯将给矿工井下作业带来安全隐患。目前某些煤矿依旧使用充电架给矿灯充电,需要人工管理矿灯、巡视矿灯充电状态,手动记录矿工上井下井信息,效率低下且浪费大量的人力物力资源。因此提高矿灯的安全性能、科学的管理矿灯和智能管理矿工信息,对于煤矿的安全生产及信息化建设具有重要意义。为了满足煤矿管理现代化、智能化、信息化及安全化的需要,利用层次化、自动化、智能化思想设计了基于分布式多总线的矿灯智能充电管理系统,采用分布式技术和总线技术采集矿灯状态,采用一人一柜一灯的方式保证矿灯利用率及充电安全,使矿灯智能充电与矿工考勤结合在一起,将原来落后低效的人工管理方式转换为先进的智能管理方式,极大地提高煤矿的工作效率。根据矿灯充电柜安全性、稳定性和可靠性的要求,设计了充电单元、控制单元、CAN转以太网设备、服务器、监控软件5个层次清晰的系统架构,扩展性和实用性强。在系统架构的基础上,采用RS485总线、CAN总线、以太网传输数据的方式,结合严谨的通信逻辑和快速高效的轮询机制,克服了矿灯数据采集不及时、单一总线传输数据发生故障后通信失败的缺点,保证通信的效率和稳定性。充电单元具有矿灯智能充电、过流保护、射频卡识别、电机驱动、液晶显示、语音提示和故障自检等多项功能。其中矿灯智能充电电路,可以为锰酸锂电池矿灯、磷酸铁锂电池矿灯、镍氢电池矿灯3种类型的矿灯充电,保证充电过程的安全高效,同时可以实时的检测矿灯的充电电压、电流和充电时长等信息,可以为矿灯的安全使用、合理报废提供科学依据。设计开发了稳定可靠、数据吞吐量大的服务器,以及功能丰富、方便实用的监控软件,服务器与监控软件之间采用C/S架构。服务器采用Spring和Netty框架相结合的方式,满足同时并发处理大数据量的需求,并且设置了数据重传机制,保证数据成功下发。监控软件具有矿灯充电管理、矿工信息管理和矿工考勤管理三大主要功能,软件设计界面友好、操作简单、功能完善,可同时至少监测10000个充电位,可以满足煤矿现代化信息管理的需求。
【学位单位】：桂林电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP311.52
【部分图文】：

I2C1PVDDDVSS4PVSS5RESET6SIGIN7SIGOUT8TEST9TVSS110TX111TVDD12TX213TVSS214VMID16RX17AVSS18AUX119AUX220OSCIN21OSCOUT22SDA24IRQ23D125D226D327D428D5(SCK)EA32TPAD33R3110kVCC3V3VCC3V3GNDL32.2uHC32 15pFC46 15pFC3647pFC4347pFC37180pFC446pFC3810pFC45150pFL42.2uHR44 820R R45 5.1K C47 100nFY1 27.12M11223344C48 15pF C49 100nFC51 15pFSPI2_NSSRFID_RST图 3.11 射频识别电路图机驱动电路设计开门采用电机+齿轮传动方式，如图 3.12 所示。

基于分布式多总线的矿灯智能充电管理系统设计的配置软件，可以配置 IP 和 CAN 信息，包括配置网关、目标端口等，以及配置 CAN 的工作模式、波以太网设备工作在 TCP Client 模式，CAN 口波特率转以太网设备的信息，每路 CAN 口可以连接几十台AN 转以太网设备图如图 3.19 所示。

图 4.6 “请刷确认卡”液晶屏显示界面充电单元初始化相关外设，地址号=0xFE刷确认卡成功卡号通过RS485总线发至控制单元控制单元轮询到地址号0xFE控制单元匹配卡号是否正确控制单元获得地址号分配程序的返回值，即地址码控制单元初始化一个100个元素的数组控制单元轮询1-100号充电单元i号回复i号对应的数组位置1地址号分配程序流程否否是是是否开始
【参考文献】

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本文编号：2844605