基于ARM9的煤矿安全井下监控分站的设计

发布时间：2017-04-16 16:07

  本文关键词：基于ARM9的煤矿安全井下监控分站的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着中国的经济快速发展，中国对能源需求越来越大，煤炭作为中国主要能源之一，，使得国家重点关注煤矿企业。长期以来，煤矿的安全监控系统的落后，导致矿难频发。据统计，每年死于煤矿安全事故的人数接近5000人，是欧美国家死亡人数的100多倍；因此预防安全事故就成为当前各级煤矿部门的重中之重。 世界各主要产煤国都非常重视井下灾害的预防和治理，现使用最多的是井下安全监测监控系统，我国在20世纪80年代开始引进外国井下安全系统。由于安全事故多是瓦斯事故，引进的井下安全监测系统主要是以监测瓦斯量和通风量为主。随着科技发展，我国近年来对人员安全的空前重视，成立了矿井监察部门，对矿井安全系统要求越来越高，从而导致井下安全系统的更新换代非常快。现代化的生产成为煤矿生产的主流。 本篇论文研究了国内外井下监控分站系统，考虑到在调研过程中的情况，综合未来分站安全系统的发展，对井下监控分站系统做了整体的分析与设计，设计了相应的软硬件，实现分站的基本功能。本研究的主要研究内容如下： （1）井下监控分站的总体设计。根据煤矿规范对监控分站系统提出设计参数，结合设计参数，规划总体设计方案。针对井下监控分站的实用性和实时性，搭建井下监控分站系统的硬件软件设计平台。 （2）井下监控分站系统的硬件设计。给出了硬件电路的整体设计思路，设计了整个硬件系统的电源电路，对常见的井下传感器进行选型，并设计了传感器信号输入S3C2440主芯片中的前端电路，设计了能显示井下环境参数电路，最后设计了基于以太网数据传输电路。 （3）井下监控分站系统的软件设计。依次对应用程序、系统移植、驱动程序等进行设计。其中应用程序包括有主程序、传感器采集程序、控制程序、图形界面程序和网络通信程序等。并对软件抗干扰技术进行研究与设计。 （4）井下监控分站系统的调试。分别对分站系统的硬件和软件进行了调试；硬件调试主要利用测量工具对电子工艺进行测试；分站系统的软件测试主要利用DNW软件测试系统的通信功能，利用QT软件界面测试显示/触摸功能，上位机调试整个系统的运行情况，最终测试表明：井下监控分站系统对井下工作环境能够提供准确的环境参数和安全依据，完全满足煤矿安全生产的需求。
【关键词】：嵌入式 煤矿安全监控 Linux ARM9 S3C2440 以太网
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD76
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 选题背景和研究意义11-12
• 1.2 国内外发展现状与发展趋势12-14
• 1.2.1 国内外安全监控系统的现状12-13
• 1.2.2 煤矿安全监控系统的发展趋势13-14
• 1.3 本论文研究的主要工作14-16
• 第2章 井下监控分站的总体设计16-21
• 2.1 概述16-17
• 2.2 分站设计要求和技术参数17-18
• 2.3 总体方案设计18-21
• 2.3.1 硬件系统设计方案18-20
• 2.3.2 软件系统设计总体架构20-21
• 第3章 煤矿井下监控分站的硬件设计21-42
• 3.1 分站硬件电路设计思路21-22
• 3.2 微处理及外围电路22-27
• 3.2.1 微处理器22-24
• 3.2.2 存储器24-26
• 3.2.3 复位电路26-27
• 3.3 电源电路27-29
• 3.4 分站传感器电路29-35
• 3.4.1 传感器介绍30-32
• 3.4.2 模拟信号处理电路32-34
• 3.4.3 SHT10 数字信号处理电路34-35
• 3.5 开关量信号处理电路35
• 3.6 控制输出电路35-36
• 3.7 TFT 显示电路36-38
• 3.8 触摸屏输入电路38-39
• 3.9 TCP/IP 网络通信电路39-40
• 3.10 PCB 的设计40-42
• 第4章 煤矿井下监控分站的软件设计42-55
• 4.1 应用程序的设计42-48
• 4.1.1 系统主程序43-44
• 4.1.2 采集程序设计44-45
• 4.1.3 控制程序设计45
• 4.1.4 图形界面程序45-47
• 4.1.5 网络通信程序的设计47-48
• 4.2 Linux 系统的移植48-51
• 4.2.1 移植 BootLoader49-50
• 4.2.2 移植 Linux 的内核50-51
• 4.3 Linux 驱动程序设计51-54
• 4.3.1 字符驱动52-53
• 4.3.2 网卡驱动53-54
• 4.4 软件抗干扰设计54-55
• 第5章 系统调试55-61
• 5.1 硬件调试55-56
• 5.2 软件调试56-61
• 5.2.1 分站通信功能测试56-57
• 5.2.2 传感器测量系统调试57-58
• 5.2.3 GUI 界面测试58-60
• 5.2.4 上位机软件测试60-61
• 结论和展望61-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67
• 附录A 攻读学位期间发表的论文67-68
• 附录B 攻读学位期间申请的国家实用新型专利68-69
• 附录C 攻读学位期间参加的研发项目69-70
• 附录D S3C2440 主芯片接线图70-72
• 附录E 部分程序源代码72-75

【参考文献】

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  本文关键词：基于ARM9的煤矿安全井下监控分站的设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：311162