【摘要】：隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,煤礦資源成為了越來越重要的戰(zhàn)略資源。在煤炭開采過程中,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)不管是在國內(nèi)還是在國外,都是保障煤礦生產(chǎn)安全的重要措施,這一系統(tǒng)的開發(fā)也受到了安全生產(chǎn)部門和煤礦企業(yè)的高度關(guān)注與重視。本文針對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中井下分站部分,設(shè)計與開發(fā)了一種基于嵌入式設(shè)備的包括以太網(wǎng),CAN,MODBUS等多種通信方式與協(xié)議的實用分站。論文分析了當(dāng)前煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在我國需求的迫切性和技術(shù)改造升級的重要性,同時結(jié)合國內(nèi)外煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷史,剖析了監(jiān)控分站數(shù)據(jù)傳輸處理方式的演變過程。基于公司的實際項目,給出了綜合接入分站的總體設(shè)計需求。結(jié)合分站設(shè)計需求,設(shè)計出分站的硬件解決方案。針對綜合接入分站多任務(wù)的實際需求,分析了 uC/OS-II嵌入式實時操作系統(tǒng)的原理和移植策略。完成了基于LPC1788硬件平臺的uC/OS-II實時操作系統(tǒng)的移植和配置,建立了分站的基礎(chǔ)多任務(wù)操作平臺。針對分站的以太網(wǎng),CAN通信需求,完成嵌入式TCP/IP協(xié)議棧LWIP的移植和CAN軟件設(shè)計。能夠?qū)崿F(xiàn)基于操作系統(tǒng)的TCP通信和CAN通信并完成服務(wù)器分站解析協(xié)議設(shè)計。其中在TCP/IP的基礎(chǔ)上,結(jié)合企業(yè)具體需求,針對組態(tài)設(shè)備,專門進(jìn)行了應(yīng)用層MODBUS TCP功能的開發(fā),滿足了應(yīng)用層的MODBUS通信需求。同時完成存儲,看門狗等軟件的開發(fā)。對分站的具體功能和模塊,進(jìn)行針對性的功能和數(shù)據(jù)測試。主要包括測試平臺的搭建,嵌入式多任務(wù)系統(tǒng)的測試,網(wǎng)絡(luò)通信模塊的測試,MODBUS TCP測試,CAN通信的測試和其它各功能的測試。目前分站基礎(chǔ)功能的設(shè)計與開發(fā)己經(jīng)完成,通過搭建平臺進(jìn)行實際測試,并對測試結(jié)果進(jìn)行分析,得到如下結(jié)論:系統(tǒng)運行穩(wěn)定,數(shù)據(jù)傳輸,存儲以及各重要功能已經(jīng)實現(xiàn)并達(dá)到了預(yù)期要求。
【圖文】：

光電通訊光纜，存儲器，通訊服務(wù)器，調(diào)度臺，，工業(yè)大屏，打印設(shè)備，逡逑分站，信號轉(zhuǎn)換器，傳感器，執(zhí)行器等構(gòu)成。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如逡逑圖１．邋１所示。逡逑－１邋－逡逑

總線與傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行指令和數(shù)據(jù)傳遞。綜合接入分站作為煤礦安全監(jiān)控系逡逑統(tǒng)的井下核心部分，起到承上啟下的作用，負(fù)責(zé)傳感器數(shù)據(jù)的收集、保存、處理、逡逑轉(zhuǎn)發(fā)同時向井下設(shè)備傳達(dá)服務(wù)器指令。綜合接入分站的應(yīng)用場景如圖２．１所示。逡逑具體實現(xiàn)為：分站與井下固定區(qū)域的傳感器簇通過ＣＡＮ總線相連。分布于井下逡逑各個位置的分站通過網(wǎng)絡(luò)交換機形成井下的分站網(wǎng)絡(luò)體系，并最終與地面監(jiān)控中逡逑心的服務(wù)器相連。這樣就形成了傳感器、分站、服務(wù)器統(tǒng)一并網(wǎng)，井上與井下互逡逑聯(lián)的通信體系。逡逑器機艮逡逑１逡逑？逡逑以太網(wǎng)鏈路邐＼逡逑邐邐、）！）入逡逑ＣＡＮ鏈路邐ｇ逡逑＿亁站邐Ｌ邋Ｔｗ備：逡逑爺邋１邋＃ｉｔ２邋＝邐１逡逑（ｇ）邐傳感器／轉(zhuǎn)換器邐｜逡逑網(wǎng)絡(luò)交換機邐丨逡逑掘進(jìn)工作面１逡逑邐＾邐匕邐掘進(jìn)工作面２逡逑？邋ｆ邋Ｉ邋ｆ邋Ｉ邐ｐ—＝＾—＝ｎ逡逑圖２．邋１綜合接入分站應(yīng)用場景逡逑本方案是基于ＡＲＭ嵌入式設(shè)備將嵌入式采集分站與嵌入式控制分站融為一逡逑－８－逡逑
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD76;TP277

【參考文獻(xiàn)】

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1 趙蒼榮;周孟然;;基于ARM的CAN總線井下瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)[J];工礦自動化;2008年06期

2 李鴻強;苗長云;;lwIP移植到μC/OS-Ⅱ中的實現(xiàn)[J];天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2006年04期

3 闕大順;王近濤;;LwIP協(xié)議在μC/OS-II系統(tǒng)上的移植和實現(xiàn)[J];艦船電子工程;2006年04期

4 楊世興;煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];安防科技;2004年05期

本文編號：2599350