基于ARM的煤矿瓦斯监控分站的设计

发布时间：2017-06-05 18:02

  本文关键词：基于ARM的煤矿瓦斯监控分站的设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文设计了一套煤矿瓦斯监控数据采集分站系统。该监控系统通过对各路信号采集与处理终端采集到的瓦斯浓度信号进行模数转换,并将转换得到的瓦斯浓度信号与其阀值进行比较,根据比较结果,进行声、光报警,数据传输、显示等操作,从而,实现对煤矿多路瓦斯浓度信号进行监测的系统功能。其中,系统采用CAN总线技术与上位机进行通信。为了应对掉电等特殊情况的发生,系统配置了备用电源接口,数据暂存器等外围硬件。 该分站以ARM系列微处理器作为瓦斯监控系统的设计核心。传感器选用光纤瓦斯传感器,采集到的信号连接到微处理器模数转换器的信号输入端；微处理器通过CAN总线与上位机进行通信,实现煤矿瓦斯监控系统中心站与分站之间的协调互联和数据传输。微处理器通过刷新显示器数据实现各路瓦斯浓度数据的显示。分站键盘可实现瓦斯浓度阀值、系统参数等的设定。 应用PROTEUS软件绘制硬件系统原理图,搭建软件仿真平台。分站软件采用模块式软件设计方法,对软件系统进行分块调试。应用KEIL软件对各个模块进行调试、组合,生成软件系统,然后,在PROTEUS模拟环境进行仿真。 该系统能实现瓦斯浓度检测、超限报警、显示、CAN数据传输等功能。
【关键词】：瓦斯监测 分站 CAN总线 PROTEUS
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD76
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究意义11-14
• 1.1.1 国外煤矿安全监控系统的研究现状12-13
• 1.1.2 国内煤矿安全监控系统的研究现状13-14
• 1.3 系统结构及其主要研究内容14-17
• 第2章 煤矿瓦斯信号检测及分站系统设计原理17-23
• 2.1 瓦斯气体检测方法17
• 2.2 瓦斯传感器17-19
• 2.2.1 传感器17-18
• 2.2.2 瓦斯传感器18-19
• 2.2.3 滤波器19
• 2.3 信号调理电路19-20
• 2.4 数据采集20-21
• 2.5 嵌入式处理器21-22
• 2.6 本章小结22-23
• 第3章 煤矿瓦斯监控分站的硬件系统设计23-39
• 3.1 微处理器(LPC2138)及其基本外围电路的设计23-28
• 3.1.1 微处理器LPC213823-25
• 3.1.2 电源电路25-26
• 3.1.3 系统晶振电路26-27
• 3.1.4 复位电路27
• 3.1.5 JATG接口电路27-28
• 3.1.6 备用电源电路28
• 3.2 A/D转换器28-29
• 3.3 CAN总线硬件设计29-33
• 3.3.1 CAN总线简介29-30
• 3.3.2 CAN总线协议30
• 3.3.3 CAN总线控制器(MCP2510)30-33
• 3.3.4 CAN总线收发器(MCP2551)33
• 3.4 人机交互模块的硬件设计33-35
• 3.4.1 键盘模块电路的硬件设计33-34
• 3.4.2 LCD显示模块的硬件设计34-35
• 3.4.3 超限报警电路35
• 3.5 风、电、瓦斯闭锁输出电路35-36
• 3.6 UART0接口电路36
• 3.7 存储模块电路36-37
• 3.8 本章小结37-39
• 第4章 煤矿瓦斯监控分站的软件系统设计39-61
• 4.1 KEIL for ARM软件的概述39-40
• 4.2 系统启动程序设计40-44
• 4.3 系统主程序设计44-45
• 4.4 A/D转换子程序设计45-47
• 4.5 LCD显示模块子程序设计47-50
• 4.6 键盘模块子程序的软件设计50
• 4.7 UART0串行接口程序设计50-53
• 4.8 CAN总线通信模块的软件设计53-58
• 4.8.1 LPC2138与MCP2510通过SPI通信的软件设计53-55
• 4.8.2 MCP2510的初始化55-56
• 4.8.3 MCP2510报文发送的软件设计56-57
• 4.8.4 MCP2510报文接收的软件设计57-58
• 4.9 超限报警子程序设计58-59
• 4.10 本章小结59-61
• 第5章 煤矿瓦斯监控分站系统仿真调试61-67
• 5.1 PROTEUS概述61-62
• 5.2 Keil与Proteus的整合与联调62
• 5.3 启动代码仿真调试62-63
• 5.4 A/D转换子程序仿真调试63
• 5.5 LCD显示子程序仿真调试63
• 5.6 SPI通信子程序仿真调试63-64
• 5.7 MCP2510通信子程序仿真调试64
• 5.8 存储模块(AT24C164)的仿真调试64
• 5.9 UART0串口通信仿真调试64-65
• 5.10 本章小结65-67
• 结论67-69
• 参考文献69-73
• 致谢73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：基于ARM的煤矿瓦斯监控分站的设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：424272