發(fā)布時(shí)間：2017-04-28 03:02

  本文關(guān)鍵詞：礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國(guó)煤炭資源豐富,產(chǎn)量逐年提高,煤炭資源在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中具有重要的地位。但我國(guó)煤炭產(chǎn)量主要來(lái)自井下開(kāi)采,地質(zhì)條件復(fù)雜,自動(dòng)化程度低,事故多發(fā),煤礦安全生產(chǎn)關(guān)系到我國(guó)煤炭工業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。因此,需要建立一套礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)井下生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控,對(duì)于減少煤礦生產(chǎn)事故的發(fā)生和提高事故救援的效率有著重要意義。目前我國(guó)煤礦大多均已裝備了安全監(jiān)控系統(tǒng),但這些系統(tǒng)普遍存在功能單一、數(shù)據(jù)傳輸速率低的問(wèn)題,且大多采用區(qū)域定位,無(wú)法確定人員的移動(dòng)方向和精確位置,不利于安全生產(chǎn)管理。針對(duì)上述問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了具有快速數(shù)據(jù)通信、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)、人員定位等功能的礦山安全監(jiān)控系統(tǒng),用于提高礦山安全生產(chǎn)水平。首先針對(duì)目前礦山監(jiān)控系統(tǒng)普遍存在數(shù)據(jù)傳輸速率較低的問(wèn)題,采用基于ARM構(gòu)架的LPC2460處理器作為主控制芯片,設(shè)計(jì)了井下多功能監(jiān)控基站。基站網(wǎng)絡(luò)模塊采用RTL8019AS以太網(wǎng)控制器,利用TCP/IP協(xié)議,能夠?qū)崿F(xiàn)與地面管理系統(tǒng)間的快速網(wǎng)絡(luò)通信;采用施密特反向觸發(fā)器對(duì)輸入頻率信號(hào)進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)頻率型傳感器信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸;采用LCD液晶屏,實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控狀態(tài)等。針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)井下人員定位精度不高的問(wèn)題,提出了一種基于濾波的加權(quán)質(zhì)心定位算法,該算法不僅考慮了如何降低環(huán)境對(duì)測(cè)距精度的影響,同時(shí)利用人員移動(dòng)特性實(shí)現(xiàn)對(duì)井下人員的跟蹤定位,仿真實(shí)驗(yàn)表明能夠達(dá)到較高的定位精度。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了人員定位識(shí)別卡,將井下人員定位算法在識(shí)別卡中實(shí)現(xiàn),并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,算法能夠較好的實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)人員的跟蹤定位。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明,本文設(shè)計(jì)的礦山安全監(jiān)控系統(tǒng),能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和人員的精確定位,并能以較高的通信速率實(shí)現(xiàn)與地面管理系統(tǒng)間的網(wǎng)絡(luò)通信。
【關(guān)鍵詞】：安全監(jiān)控 井下基站 定位
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TD76
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 課題來(lái)源及研究背景和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析10-12
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容12-13
• 第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與相關(guān)技術(shù)研究13-26
• 2.1 監(jiān)控系統(tǒng)概述13
• 2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)13-16
• 2.2.1 設(shè)計(jì)要求13-14
• 2.2.2 方案論證14-16
• 2.3 井下人員定位算法研究16-25
• 2.3.1 RSSI測(cè)距16-18
• 2.3.2 井下人員定位算法18-21
• 2.3.3 井下移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位21-24
• 2.3.4 人員定位算法仿真24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 硬件設(shè)計(jì)26-39
• 3.1 基站硬件設(shè)計(jì)26-35
• 3.1.1 控制器核心模塊27-28
• 3.1.2 調(diào)試模塊28-29
• 3.1.3 傳感器測(cè)量電路29-31
• 3.1.4 控制輸出電路31
• 3.1.5 無(wú)線收發(fā)模塊31-32
• 3.1.6 網(wǎng)絡(luò)通訊模塊32-33
• 3.1.7 LCD顯示模塊33-34
• 3.1.8 電源模塊34-35
• 3.2 人員識(shí)別卡硬件設(shè)計(jì)35-38
• 3.2.1 控制器�？�35-37
• 3.2.2 電源模塊37
• 3.2.3 編程接口模塊37
• 3.2.4 報(bào)警電路模塊37-38
• 3.2.5 無(wú)線收發(fā)模塊38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 第4章 固件設(shè)計(jì)39-52
• 4.1 RT-Thread實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)39-40
• 4.2 基站程序設(shè)計(jì)40-47
• 4.2.1 網(wǎng)絡(luò)通訊41-44
• 4.2.2 人機(jī)交互44-45
• 4.2.3 傳感器參數(shù)采集45-46
• 4.2.4 無(wú)線通訊模塊46-47
• 4.3 人員識(shí)別卡程序設(shè)計(jì)47-51
• 4.3.1 無(wú)線通訊處理模塊48-49
• 4.3.2 報(bào)警求助模塊49
• 4.3.3 人員定位模塊49-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 系統(tǒng)測(cè)試與分析52-59
• 5.1 系統(tǒng)基本功能測(cè)試52-54
• 5.2 監(jiān)控參數(shù)采集測(cè)試54-56
• 5.3 人員定位測(cè)試56-58
• 5.3.1 RSSI-d衰落曲線擬合56-57
• 5.3.2 目標(biāo)跟蹤測(cè)試57-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 附錄1 基站主控板電路原理圖64-65
• 附錄2 硬件實(shí)物圖65-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 汪玉鳳;段麗華;;井下人員定位系統(tǒng)精確定位[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年05期

2 王建平;徐恒;李奇越;;基于卡爾曼濾波的礦井移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位算法研究[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2013年02期

3 程君;;井下人員定位系統(tǒng)的實(shí)施和應(yīng)用[J];安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年S1期

4 朱薇;夏傳浩;;一種改進(jìn)的α-β目標(biāo)跟蹤濾波算法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2007年08期

5 李繼林;;煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];煤炭技術(shù);2008年11期

6 楊宜辰;李敬兆;詹林;;基于漸消卡爾曼濾波的井下人員定位模型研究[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2014年02期

7 熊敏瑞;;論我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整與能源法的應(yīng)對(duì)策略[J];生態(tài)經(jīng)濟(jì);2014年03期

8 張U

本文編號(hào)：331959