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井下人员定位系统研究

作 者: 徐宏雷
导 师: 李文江
学 校: 辽宁工程技术大学
专 业: 电力电子与电力传动
关键词: 人员定位 无线收发模块 通信协议 CAN总线
分类号: TD76
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 188次
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内容摘要


本文针对煤矿事故中不能准确定位井下工作人员位置,研究开发煤矿井下人员自动定位系统,给出了系统总体设计及方案论证;采用无线数据采集,有线传输的方式,设计了井下人员识别卡和读卡分站,通过无线模块,实现无线数据的可靠传输。地面主机通过CAN总线接收井下各个读卡分站收集到的数据,完成对数据的分析、处理,从而获取人员相关信息,准确完成人员定位。整个井下人员自动定位系统由地面主机和井下若干读卡分站及人员随身携带的人员识别卡组成,人员识别卡采用超高频信号发送数据到读卡分站,各巷道的读卡分站再通过CAN总线把数据汇总发送到微机监控系统,上位机监控系统对井下人员实现自动跟踪定位,实时监测、显示人员的身份、位置及分布状况,保障了井下工作人员安全系数。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-9
引言  9-12
1 系统总体设计及方案论证  12-20
  1.1 井下无线通信方案选择  12-14
    1.1.1 井下无线通信现状  12-14
  1.2 系统的现场总线设计方案  14-20
    1.2.1 现场总线概述  14-15
    1.2.2 现场总线网络拓扑结构选择  15-17
    1.2.3 现场总线的特点  17
    1.2.4 现场总线发展现状及方案选择  17-20
2. 人员识别卡  20-26
  2.1 无线收发模块  20-23
    2.1.1 无线收发模块nRF24L01 概述  20-21
    2.1.2 无线收发模块nRF24L01 的电气特性  21
    2.1.3 nRF24L01 引脚说明  21-23
  2.2 人员识别卡硬件设计  23-26
    2.2.1 人员识别卡的设计要求  23-24
    2.2.2 电源控制模块设计  24
    2.2.3 人员识别卡硬件电路图  24-26
3 读卡分站  26-41
  3.1 读卡分站系统组成  26
  3.2 电源模块  26-27
  3.3 CPU 选型  27
  3.4 CAN 总线应用设计  27-31
    3.4.1 CAN 总线简介  27-30
    3.4.2 CAN 总线接口电路的设计  30-31
  3.5 各模块电路的设计  31-36
    3.5.1 基于单片机的控制电路设计  31-32
    3.5.2 CAN 总线接口控制电路设计  32-36
  3.6 CAN 总线收发电路设计  36-41
    3.6.1 CAN 总线收发器82C250 介绍  36-39
    3.6.2 典型应用电路  39-41
4 数据传输接口  41-46
  4.1 数据传输接口的硬件设计  41-42
  4.2 MAX232 的简介及电平转换  42-46
5 系统软件设计  46-58
  5.1 人员识别卡软件设计  46-49
    5.1.1 无线通信应用协议  46-47
    5.1.2 无线收发流程图  47-49
  5.2 读卡分站的软件设计  49-52
  5.3 数据传输接口软件设计  52-53
    5.3.1 数据传输接口的流程图  52-53
  5.4 上位机软件设计  53-56
    5.4.1 LabVIEW 程序开发环境简介  53-54
    5.4.2 LabVIEW 应用程序的构成  54-56
  5.5 软件抗干扰设计  56-58
结论  58-59
参考文献  59-61
附录A:井下人员定位系统的电路图  61-64
附录B:井下人员定位系统的程序  64-75
作者简历  75-77
学位论文数据集  77-78

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山安全与劳动保护 > 矿山安全监测系统
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