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低成本煤矿监测系统设计

资 源 简 介

近年来,基于对矿井生产系统安全的监测,国内外先后研制出多种类型的计算机监测系统,但由于现有监测系统具有成本高、功耗高和设备庞大等特点,不适应大多数中小型煤矿特别是小型煤矿的需求,而当前矿难大多数发生在中小型煤矿特别是小型煤矿中。因此,为了满足大多数中小型煤矿的需求,本论文设计了一种低成本煤矿监测系统。      该低成本煤矿监测系统是应用单片机技术和多机通讯技术实现的,它具有低成本、低功耗、易操作、功能强、可靠性高和易于安装调试等特点,主要适用于中小型煤矿特别是小型煤矿的监测;基于中小型煤矿的特殊需求,该系统有两种组成模式可供用户选择,一般小型煤矿可以选择模式二进行监测;由于该系统设计中使用价格低廉的智能瓦斯传感器代替了价格高昂的智能控制器,从而使系统低成本成为可能;为了实现低功耗设计,该系统硬件设计采用低功耗的元器件,并且采用低功耗的软件设计思想。      本设计的监测系统主要是由上位机和下位机两部分组成。上位机采用PC机实现,利用VB6.0作为软件的编程环境,实现煤矿实时数据的采集、实时曲线和历史曲线的绘制、控制参数的修改,完成对煤矿环境的监测;下位机采用智能瓦斯传感器实现,利用LCD的显示功能来完成对煤矿的监测。      作为下位机的智能瓦斯传感器可以在脱离上位机的情况下独立进行数据采集、显示、计算和控制等功能,具有8路模拟量输入,8路开关量输入和8路开关量输出;其中8路模拟量输入分别用作4路瓦斯模拟量输入和4路4~20mA通用模拟量输入,8路开关量输入用于监测井下电气设备的运转状态,8路开关量输出用于4路瓦斯模拟量输入的声光报警和继电器断电输出控制;本论文详细介绍了它的软硬件设计,为了满足低功耗的要求,设计中采用了TI公司生产的MSP430系列的超低功耗MSP430F449单片机。      本人在论文中所作的工作如下:设计了适合中小型煤矿特别是小型煤矿的监测系统;设计并实现了智能瓦斯传感器的硬件电路;完成了智能瓦斯传感器的软件设计与程序编制;完成了MSP430F449自带A/D转换的误差估算;完成了瓦斯测量误差的估算;完成了通用模拟量采集误差的估算;完成了上位机的最小功能设计与程序编制;给出了系统的实验设计验证过程。      由于各种条件的限制和现有的...

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