煤矿井下爆破安全监控系统的设计

发布时间：2020-12-30 05:24

　　煤矿是我国重要资源之一。由于地理环境原因,我国煤矿开采大部分采用井下爆破。实施爆破,必须确保井下人员及设备安全,需要对井下爆破区域进行安全监控,因此设计煤矿井下爆破安全监控系统,对于保证煤矿实施安全爆破开采,实现对井下爆破区域的智能监控具有重要意义。本文在对煤矿爆破安全监控系统的国内外研究现状及发展趋势进行分析总结的基础上,结合系统要求,设计了煤矿井下爆破生产安全监控系统。该系统主要实现对井下爆破区域人员的实时监控;对井下爆破区域可燃气体浓度的检测;将井下检测到的数据信息传送到监控基站并上传至井上监控中心。本系统实施“三人连锁”爆破制,即班组长、井下安全员和爆破员三人连锁爆破,保证井下环境安全,无人员在危险区域内,实施安全爆破。本系统主要包括井下人员定位模块、可燃气体检测模块、井下基站模块及CAN转以太网模块。人员定位模块采用了射频识别技术,实现对井下人员实时定位,使安全员确认在爆破区无人员时发出爆破信号。可燃气体检测模块采用了气体检测技术,对井下可燃气体进行实时检测,将采集到的气体浓度数据与标准浓度比较,如果超标即触发声光报警装置。井下基站采用STM32芯片作为主控芯片,对采集的人员... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 国内外研究现状
        1.2.2 发展趋势
    1.3 本文主要研究内容
第2章 系统相关技术及总体方案设计
    2.1 相关技术理论分析
        2.1.1 无线定位技术分析
        2.1.2 可燃气体检测技术
        2.1.3 现场总线技术分析
        2.1.4 工业以太网技术
    2.2 煤矿井下人员定位算法分析
    2.3 总体设计方案
        2.3.1 系统需求
        2.3.2 系统整体解决方案
        2.3.3 主要功能及技术指标
    2.4 本章小结
第3章 系统硬件设计
    3.1 人员定位系统硬件设计
        3.1.1 射频芯片选型
        3.1.2 标识卡电路设计
        3.1.3 读卡分站电路设计
    3.2 煤矿井下传感器系统硬件设计
        3.2.1 传感器选型
        3.2.2 可燃气体传感器信号调理电路
        3.2.3 可燃气体检测模块芯片选型
        3.2.4 声光报警电路设计
    3.3 井下基站硬件设计
        3.3.1 井下基站芯片选择
        3.3.2 CAN收发驱动及隔离电路
        3.3.3 OLED显示电路设计
        3.3.4 E2PROM电路
    3.4 CAN转以太网模块硬件设计
        3.4.1 以太网芯片
        3.4.2 以太网驱动电路
        3.4.3 以太网接口电路
        3.4.4 CAN转以太网模块
    3.5 本章小结
第4章 系统软件设计
    4.1 标识卡程序设计
        4.1.1 读卡分站程序设计
    4.2 井下传感器采集软件设计
        4.2.1 传感器采样
        4.2.2 A/D转换子程序
    4.3 通信程序设计
        4.3.1 CAN上行通信流程
        4.3.2 CAN下行通信流程
    4.4 CAN转以太网模块程序设计
    4.5 本章小结
第5章 系统测试
    5.1 各子模块功能性测试
        5.1.1 开发调试平台及调试工具
        5.1.2 读卡分站通信调试
        5.1.3 与上位机通信调试
    5.2 系统综合测试
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无线MESH网络的煤矿应急救援通信系统研究与设计[J]. 巫正中,李先利,张家为.  中国煤炭. 2014(11)
[2]2013年国内煤矿生产安全事故统计分析[J]. 王海生.  中州煤炭. 2014(09)
[3]煤矿多功能便携环境参数检测仪[J]. 刘江霞,范宝德.  仪表技术与传感器. 2014(02)
[4]计算机技术在煤炭安全生产中的应用[J]. 许桢.  煤炭技术. 2013(06)
[5]煤矿井下工业以太网系统研究与应用[J]. 李平,陈健永.  能源技术与管理. 2011(02)
[6]煤矿安全生产监控与通信技术[J]. 孙继平.  煤炭学报. 2010(11)
[7]基于WiFi的井下无线智能终端的设计[J]. 李院民,谭文群,侯友国.  科技广场. 2010(08)
[8]CAN总线技术及其应用[J]. 韩成浩,高晓红.  制造业自动化. 2010(02)
[9]基于RS-485总线的多电机同步控制系统研究[J]. 张丹红,刘波.  计算机技术与发展. 2009(09)
[10]新兴短距离无线通信技术——UWB[J]. 方圆.  中国电子商情(RFID技术与应用). 2008(01)



本文编号：2947071