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矿井压力自动监测报警系统

作　者: 倪荣军
导　师: 徐乐年
学　校: 山东科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 通信分站矿井压力监测智能传感器通信接口 M-BUS总线监控软件
分类号: TP29-A1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

煤炭是我国的主要能源,在国民经济中发挥着十分重要的作用。但是当前煤矿安全生产形势仍然相当严峻,重、特大事故不时发生。压力是矿井安全的重要参数,针对我国煤矿井下对压力参数的监测及管理方面存在的问题,我们设计了一套集信息采集、传输、预报及处理于一体的矿井压力自动监测报警系统。系统分为三层网络,第一层由智能型压力传感器和通信分站组成,第二层由通信分站与监控计算机组成,监控计算机为主机,通过发送不同的地址依次选通各通信分站,读取其存储的测量数据并将所测数据进行集中分析处理,判断报警,形成各种统计报表、曲线或计算机文档,并且将数据送入局域网。通信分站的采用可增加系统的容量,并减少巡测时间;第三层为计算机局域网络,监控计算机兼作WEB服务器,可实现监测数据的网络共享。系统的核心部分是智能压力传感器,包括智能水压传感器和智能风压传感器。智能水压传感器可以直接测量井下水文的压力,智能风压传感器可测量气体的绝对压力,通过结合智能风速传感器测得的风速即可推算风压。本系统优化了传统的矿井压力监测系统,将多种监测技术相结合,实现了矿井安全监测的自动化、智能化、模块化、层次化和网络化,具有较高的社会推广价值。本文着重阐述了系统方案的选择,智能传感器、通信分站、通信接口及监控计算机软件的设计、工作原理、实现方法,并详细介绍了M-Bus总线技术,M-Bus总线主机接口电路设计原理以及相关硬件电路和软件工作流程。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
1 绪论  12-14
  1.1 煤矿生产监测的意义  12
  1.2 煤矿安全系统的现状  12-13
  1.3 主要研究内容  13-14
2 系统总体方案设计  14-18
  2.1 系统总体结构设计  14
  2.2 系统网络结构设计  14-15
  2.3 总线方式选择  15-16
  2.4 系统特点  16-18
3 通信分站的设计  18-30
  3.1 通信分站的功能设计  18
  3.2 通信分站的组成及工作原理  18-19
  3.3 通信分站接口硬件设计  19-21
  3.4 双串口单片机的选择  21-22
  3.5 数据保护方案的选择  22-25
  3.6 通信分站软件设计  25-30
4 通信接口的设计  30-36
  4.1 通信接口的组成及工作原理  30
  4.2 通信接口的硬件设计  30-34
  4.3 RS-485总线应用中应注意的问题  34-36
5 智能风压传感器的设计  36-54
  5.1 智能风压传感器的电源设计  36-38
  5.2 单片机的选择  38-39
  5.3 智能风压传感器采集电路的设计  39-47
  5.4 智能风压传感器软件设计  47-54
6 智能水压传感器的设计  54-61
  6.1 智能水压传感器的硬件设计  54-58
  6.2 智能水压传感器工作原理  58-59
  6.3 智能水压传感器的标定  59-61
7 计算机软件的实现  61-66
  7.1 监控计算机的主要功能  61
  7.2 主要软件的功能模块  61-63
  7.3 计算机软件的总体结构  63-66
8 结束语  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-70

矿井压力自动监测报警系统

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