煤矿井下安全监控及人员定位系统的研究与设计

发布时间：2017-05-27 12:10

  本文关键词：煤矿井下安全监控及人员定位系统的研究与设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 煤矿是我国当前安全生产事故多发的重点行业,安全生产形势十分严峻,而目前国内的矿井安全监控系统存在价格昂贵、功耗高、维护成本高、兼容性差等缺点,不能满足安全生产需要。 本文深入研究了国内外矿井安全监控系统的技术现状和矿井安全生产需求,分析当前市场上现有系统存在的缺点,结合我国中小煤矿企业的安全生产需要,提出了一种集井下人员定位和瓦斯检测功能于一体的矿井安全监控系统的设计方案。针对该系统的功能需求,本文首先对CAN总线技术及其在煤矿安全生产中的应用进行了深入地研究,提出主从和多主两种通讯模式相结合的井下网络通信方案,制定了基于CAN总线的系统网络通信协议。接着,对RFID技术及其在矿井安全生产中的应用进行了深入地研究,根据矿井安全生产的实际需求,提出了一种基于RFID技术的井下人员区域定位方案。然后,合理地选择了芯片、设计并开发出了智能卡、定位基站等硬件电路,采用C语言编写了相关应用程序,实现了以上的两个方案。最后,本文对开发出的系统进行了联机调试,取得了满意的实验结果,表明本文研发的系统达到了矿井安全监控和井下人员实时定位的要求。 本文研发的矿井安全监控及人员定位系统性价比高、实时性好,能加强对井下矿工的有效监控和管理,解决了一般矿井人员定位系统中出现的人员漏读问题,因而有着较高的实用价值和推广应用前景。
【关键词】：矿井安全监控 CAN总线 射频识别 瓦斯检测 人员定位 通信协议
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TD76;TP274
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题的研究背景与意义9-10
• 1.2 矿井安全监控系统概述10-14
• 1.2.1 矿井安全监控系统的作用10-11
• 1.2.2 矿井安全监控系统的结构11
• 1.2.3 国内外矿井安全监控系统的发展及现状11-13
• 1.2.4 矿井安全监控系统的发展趋势13-14
• 1.3 本文主要研究内容14
• 1.4 本文的章节安排14-16
• 第2章 系统的整体方案设计16-34
• 2.1 系统的总体设计16-19
• 2.1.1 系统的功能需求16-17
• 2.1.2 系统的设计思想17
• 2.1.3 系统总体结构及工作原理17-19
• 2.1.4 系统技术指标19
• 2.2 基于CAN 总线的井下通信方案设计19-27
• 2.2.1 CAN 总线概述19-20
• 2.2.2 CAN 2.0 技术规范20-25
• 2.2.3 系统的CAN 通信设计25-27
• 2.3 基于RFID 的井下人员定位方案设计27-34
• 2.3.1 RFID 系统概述27-31
• 2.3.2 井下人员区域定位方案31-32
• 2.3.3 区域定位中的关键问题及解决措施32-34
• 第3章 系统的硬件设计34-50
• 3.1 智能卡硬件设计34-36
• 3.1.1 智能卡整体结构34
• 3.1.2 射频芯片选择34-35
• 3.1.3 基于nRF9E5 智能卡硬件电路35-36
• 3.2 瓦斯传感器电路设计36-42
• 3.2.1 瓦斯气体性质36
• 3.2.2 瓦斯爆炸及预防36-38
• 3.2.3 常见瓦斯检测方法38-39
• 3.2.4 基于MJC4/3.0L 的瓦斯检测电路设计39-42
• 3.3 定位基站硬件设计42-50
• 3.3.1 定位基站整体结构42-43
• 3.3.2 主控制器43-44
• 3.3.3 CAN 通信电路44-46
• 3.3.4 温湿度检测电路46-48
• 3.3.5 其它电路48-50
• 第4章 系统的软件设计50-61
• 4.1 智能卡及读卡器软件设计50-52
• 4.1.1 无线通讯协议的制定50-51
• 4.1.2 nRF9E5 初始化配置51
• 4.1.3 TDMA 的编程实现51-52
• 4.2 监控基站软件设计52-61
• 4.2.1 主程序52-53
• 4.2.2 中断子程序53-56
• 4.2.3 其它子程序56-61
• 第5章 系统调试61-68
• 5.1 监视主机人机交互界面简介61-63
• 5.2 系统调试方案63-64
• 5.3 调试结果及分析64-68
• 结论68-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75
• 附录A 攻读学位期间主要的研究成果75-76
• 附录B 定位基站电路原理图76-77
• 附录C 定位基站及智能卡实物图77

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 高明明;杨贵洲;;基于无线网络的矿井安全监控系统设计[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2011年06期

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本文编号：399915