基于二维码的便携式甲烷检测仪自动收发系统

发布时间：2018-10-29 09:02

【摘要】：煤炭行业属于高危行业,井下瓦斯气体是影响煤炭安全生产的重要因素。为了提高矿井自身安全,煤炭企业不仅安装了大型的井下瓦斯监控系统,还配备了专用的便携式甲烷检测仪供下井人员使用。然而,长期以来在绝大多数煤矿企业中,便携式甲烷检测仪的发放和回收工作都是通过人工方式进行的。这种操作模式不仅速度慢、效率低,同时手工登记容易出错,使用记录也不便于查询。为了提高煤炭企业的生产效率和科学管理水平,本文针对实际需求,设计了一套基于二维码的便携式甲烷检测仪自动收发系统,用于实现便携式甲烷检测仪的自动化发放、回收和记录工作。系统要实现发放、回收过程的全自动化,就必须完成对领用人员信息和仪表信息的准确读取与识别。通过对常用存储介质的分析比较,系统采用了最新的、应用前景最为广泛的二维码技术来存储领用人员的相关信息；使用射频卡来存储便携式甲烷检测仪的相关信息。针对煤矿企业的实际需求,本文运用嵌入式技术对系统进行了设计。系统的体系结构为客户端/服务器结构,由服务器端和发放/回收装置两部分组成。发放/回收装置直接面向便携式甲烷检测仪的领用人员,主要完成领用人员的二维码图像数据采集、便携式甲烷检测仪中射频卡信息读取、仪表自动发放、仪表数量检测、数据传输等功能。服务器则主要完成二维码解码、人员信息和仪表信息的记录功能。本文分别从硬件和软件两部分对系统进行了详细介绍。发放/回收装置的硬件设计是实现整个系统功能的基础。在分析比较多种类型微处理器的基础上,决定选用应用范围广、性能高的基于ARM11内核的S3C6410芯片作为客户端硬件系统的主控芯片。图像采集功能和射频卡信息读取功能分别使用Z301P摄像头和MFRC522读卡器实现。便携式甲烷检测仪的自动发放功能借助于型号为TG-300的电动推杆实现。仪表数量检测功能选用型号为LJC18A3-B-Z/BX的接近开关实现。客户端的操作系统为嵌入式Linux系统。本文首先完成了交叉编译环境的搭建、嵌入式Linux系统移植工作。之后,为了保证电动推杆和接近开关能够正常工作,分别设计了两者的驱动程序。最后按照功能进行了模块划分,实现了图像采集模块、数据传输模块、发放执行模块、仪表信息采集模块、仪表数量检测模块的程序设计。系统服务器端软件程序是在Windows操作系统下使用Java语言进行开发的,选用开源的MySQL数据库来记录管理员信息、领用人员信息、仪表信息和发放、回收记录等。服务器端程序包括两部分：1、服务响应程序。2、人机界面程序。服务响应程序包括二维码图像接收模块、二维码解码模块、数据库访问模块、仪表信息接收模块等。人机界面程序是系统为方便管理员操作而设计的可视化管理程序,实现了对人员信息、仪表信息、发放记录、回收记录的增、删、改、查等功能。开发过程中使用WindowBuilder插件极大的降低了编程难度,有效提高了开发效率。最后,本文完成了整体系统的搭建工作并进行了测试。测试结果表明,本系统较好的满足了实际工作需求,明显提高了便携式甲烷检测仪的发放和回收速度,实现了便携式甲烷检测仪的自动化管理。
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【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712;TP391.44

【参考文献】