礦燈是礦井下工人使用的照明工具,礦燈的管理是煤礦的一項基本內(nèi)容,是煤礦安全生產(chǎn)的第一環(huán)節(jié)。礦燈充電次數(shù)有限,當(dāng)達到最大充電次數(shù)后,需要及時更換,若使用超過期限的礦燈將給礦工井下作業(yè)帶來安全隱患。目前某些煤礦依舊使用充電架給礦燈充電,需要人工管理礦燈、巡視礦燈充電狀態(tài),手動記錄礦工上井下井信息,效率低下且浪費大量的人力物力資源。因此提高礦燈的安全性能、科學(xué)的管理礦燈和智能管理礦工信息,對于煤礦的安全生產(chǎn)及信息化建設(shè)具有重要意義。為了滿足煤礦管理現(xiàn)代化、智能化、信息化及安全化的需要,利用層次化、自動化、智能化思想設(shè)計了基于分布式多總線的礦燈智能充電管理系統(tǒng),采用分布式技術(shù)和總線技術(shù)采集礦燈狀態(tài),采用一人一柜一燈的方式保證礦燈利用率及充電安全,使礦燈智能充電與礦工考勤結(jié)合在一起,將原來落后低效的人工管理方式轉(zhuǎn)換為先進的智能管理方式,極大地提高煤礦的工作效率。根據(jù)礦燈充電柜安全性、穩(wěn)定性和可靠性的要求,設(shè)計了充電單元、控制單元、CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)設(shè)備、服務(wù)器、監(jiān)控軟件5個層次清晰的系統(tǒng)架構(gòu),擴展性和實用性強。在系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上,采用RS485總線、CAN總線、以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的方式,結(jié)合嚴(yán)謹?shù)耐ㄐ胚壿嫼涂焖俑咝У妮喸儥C制,克服了礦燈數(shù)據(jù)采集不及時、單一總線傳輸數(shù)據(jù)發(fā)生故障后通信失敗的缺點,保證通信的效率和穩(wěn)定性。充電單元具有礦燈智能充電、過流保護、射頻卡識別、電機驅(qū)動、液晶顯示、語音提示和故障自檢等多項功能。其中礦燈智能充電電路,可以為錳酸鋰電池礦燈、磷酸鐵鋰電池礦燈、鎳氫電池礦燈3種類型的礦燈充電,保證充電過程的安全高效,同時可以實時的檢測礦燈的充電電壓、電流和充電時長等信息,可以為礦燈的安全使用、合理報廢提供科學(xué)依據(jù)。設(shè)計開發(fā)了穩(wěn)定可靠、數(shù)據(jù)吞吐量大的服務(wù)器,以及功能豐富、方便實用的監(jiān)控軟件,服務(wù)器與監(jiān)控軟件之間采用C/S架構(gòu)。服務(wù)器采用Spring和Netty框架相結(jié)合的方式,滿足同時并發(fā)處理大數(shù)據(jù)量的需求,并且設(shè)置了數(shù)據(jù)重傳機制,保證數(shù)據(jù)成功下發(fā)。監(jiān)控軟件具有礦燈充電管理、礦工信息管理和礦工考勤管理三大主要功能,軟件設(shè)計界面友好、操作簡單、功能完善,可同時至少監(jiān)測10000個充電位,可以滿足煤礦現(xiàn)代化信息管理的需求。
【學(xué)位單位】：桂林電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP311.52
【部分圖文】：

I2C1PVDDDVSS4PVSS5RESET6SIGIN7SIGOUT8TEST9TVSS110TX111TVDD12TX213TVSS214VMID16RX17AVSS18AUX119AUX220OSCIN21OSCOUT22SDA24IRQ23D125D226D327D428D5(SCK)EA32TPAD33R3110kVCC3V3VCC3V3GNDL32.2uHC32 15pFC46 15pFC3647pFC4347pFC37180pFC446pFC3810pFC45150pFL42.2uHR44 820R R45 5.1K C47 100nFY1 27.12M11223344C48 15pF C49 100nFC51 15pFSPI2_NSSRFID_RST圖 3.11 射頻識別電路圖機驅(qū)動電路設(shè)計開門采用電機+齒輪傳動方式，如圖 3.12 所示。

基于分布式多總線的礦燈智能充電管理系統(tǒng)設(shè)計的配置軟件，可以配置 IP 和 CAN 信息，包括配置網(wǎng)關(guān)、目標(biāo)端口等，以及配置 CAN 的工作模式、波以太網(wǎng)設(shè)備工作在 TCP Client 模式，CAN 口波特率轉(zhuǎn)以太網(wǎng)設(shè)備的信息，每路 CAN 口可以連接幾十臺AN 轉(zhuǎn)以太網(wǎng)設(shè)備圖如圖 3.19 所示。

圖 4.6 “請刷確認卡”液晶屏顯示界面充電單元初始化相關(guān)外設(shè)，地址號=0xFE刷確認卡成功卡號通過RS485總線發(fā)至控制單元控制單元輪詢到地址號0xFE控制單元匹配卡號是否正確控制單元獲得地址號分配程序的返回值，即地址碼控制單元初始化一個100個元素的數(shù)組控制單元輪詢1-100號充電單元i號回復(fù)i號對應(yīng)的數(shù)組位置1地址號分配程序流程否否是是是否開始
【參考文獻】

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1 張豪;李智良;;煤礦智能礦燈充電柜綜合管理系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J];煤炭與化工;2015年10期

2 朱述川;陳電星;王阡智;魏蘭磊;黃鶴松;;一種礦燈智能充電管理系統(tǒng)的設(shè)計[J];煤礦安全;2015年07期

3 潘蕊;曹岳;苗一飛;;淺析本安型鋰離子LED礦燈[J];電子制作;2014年22期

4 閔建中;崔錫寶;;解讀《礦燈使用管理規(guī)范》[J];現(xiàn)代職業(yè)安全;2014年11期

5 王欣峰;任淑萍;;基于CAN總線的礦用多功能充電架的開發(fā)與研究[J];機械工程與自動化;2014年04期

6 顧義東;李亞彬;;一種智能鋰電池礦燈充電柜設(shè)計[J];工礦自動化;2013年12期

7 孫寧;;鋰電礦燈智能充電管理系統(tǒng)設(shè)計[J];工礦自動化;2013年11期

8 杜明利;;現(xiàn)代化礦井燈房智能充電架管理系統(tǒng)[J];自動化應(yīng)用;2013年10期

9 張輝;張陽;陶贊;張倩琳;吳祥龍;;分布式測控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];現(xiàn)代科學(xué)儀器;2012年06期

10 謝華成;陳向東;;面向云存儲的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存取[J];計算機應(yīng)用;2012年07期

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1 殷廣輝;基于STM32的CAN總線通信節(jié)點設(shè)計[D];吉林大學(xué);2017年

2 丁同;基于ARM的射頻識別考勤系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];安徽理工大學(xué);2017年

3 劉意凡;基于Spring MVC的亞馬遜物流信息平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京交通大學(xué);2017年

4 劉振;基于STM32智能家居的無線網(wǎng)關(guān)設(shè)計與實現(xiàn)[D];浙江理工大學(xué);2017年

5 劉高超;礦燈充電智能管理系統(tǒng)上中位機軟件設(shè)計與實現(xiàn)[D];西南科技大學(xué);2016年

6 張思超;基于uC/OS-Ⅱ的多路信號采集及控制系統(tǒng)[D];山東師范大學(xué);2016年

7 瞿林;基于CAN總線的分布式溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];中北大學(xué);2015年

8 盧石磊;基于Modbus的RS-485總線通信體系的流量控制協(xié)議研究[D];蘭州理工大學(xué);2014年

9 崔曉旻;基于Netty的高可服務(wù)消息中間件的研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

10 曹凱;礦燈智能充電管理系統(tǒng)[D];濟南大學(xué);2013年

本文編號：2844605