本文關(guān)鍵詞：基于CAN總線的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：改革開放以來,國家的經(jīng)濟不斷發(fā)展,煤炭是支撐經(jīng)濟快速發(fā)展和保障人民 生活質(zhì)量的基本能源。近年來,煤礦事故頻發(fā),其中瓦斯爆炸事故最為頻繁,造 成傷亡最多,帶來的經(jīng)濟損失最大。因此煤礦瓦斯監(jiān)測在煤礦安全中具有舉足輕 重的地位,目前國內(nèi)的瓦斯檢測儀大多是采用載體催化型原理的氣體傳感器,它 雖然具有結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜,易于使用的特點,但是存在著檢測精度低,測量 范圍窄,校準(zhǔn)頻率高,催化劑“中毒”等嚴(yán)重缺陷,在向監(jiān)控分站上傳數(shù)據(jù)的時 候使用的是模擬信號,故而在電磁設(shè)備較多的礦井環(huán)境下十分容易受到干擾,易 出現(xiàn)誤報,嚴(yán)重影響了煤礦的正常開采。因此,開發(fā)新型的精度高,穩(wěn)定性好, 測量范圍廣的瓦斯檢測儀,使用傳輸方式可靠性高的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)是解決這些問 題的關(guān)鍵。本文在對現(xiàn)有的幾種氣體傳感器進行調(diào)研,比較優(yōu)缺點的前提下,選擇合適 的氣體傳感器。并且在可靠性好,精度高,低成本,便于擴展的前提下,確定了 瓦斯檢測儀軟硬件平臺,編寫了監(jiān)控分站的上位機軟件,滿足礦下瓦斯監(jiān)控的需 要。本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于STM32F103RC的瓦斯檢測儀,包括供電模塊,存 儲模塊,紅外模塊,CAN數(shù)據(jù)模塊等。使用STM32F103RC作為處理器,移植了 UCOS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng),瓦斯檢測儀對采集到的數(shù)據(jù)進行處理將信息存儲于本地 并且輸出模擬信號和數(shù)字信號,使用CAN模塊進行與上位機的通訊。最后用 LABVIEW編寫上位機軟件,進行實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)的處理。在完成軟硬件設(shè)計后,對整個系統(tǒng)進行了調(diào)試,在實驗室環(huán)境下證明了數(shù)據(jù) 能夠正確地被采集,處理,保存,并且滿足了設(shè)計的要求,具有良好的實時性和 可靠性。
【關(guān)鍵詞】：瓦斯 檢測儀 監(jiān)控系統(tǒng) UCOS-Ⅱ 嵌入式
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD712.55;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的研究背景和意義10-11
• 1.2 瓦斯檢測儀的分類與現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 瓦斯傳感器的分類11-13
• 1.2.2 我國瓦斯檢測儀的發(fā)展現(xiàn)狀13
• 1.3 瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)13-15
• 1.3.1 我國煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 目前監(jiān)控系統(tǒng)的缺陷14
• 1.3.3 監(jiān)控系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢14-15
• 1.4 主要研究內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu)安排15-18
• 1.4.1 論文的主要研究內(nèi)容15-16
• 1.4.2 論文的結(jié)構(gòu)安排16-18
• 第二章 非分光紅外的基本原理18-24
• 2.1 色散型(分光型)與非分光型18-19
• 2.2 基本原理19-20
• 2.3 瓦斯?jié)舛鹊挠嬎?/span>20-22
• 2.4 溫度補償22
• 2.5 本章小結(jié)22-24
• 第三章 瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)和整體架構(gòu)24-32
• 3.1 嵌入式系統(tǒng)24-27
• 3.1.1 嵌入式系統(tǒng)的特點24-25
• 3.1.2 前后臺系統(tǒng)25
• 3.1.3 實時操作系統(tǒng)25-27
• 3.2 CAN總線技術(shù)27-28
• 3.2.1 CAN總線簡介27
• 3.2.2 CAN總線的特點27-28
• 3.3 瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)28-31
• 3.3.1 基于CAN的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)28-30
• 3.3.2 瓦斯檢測儀的具體功能30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第四章 瓦斯檢測儀的硬件設(shè)計32-42
• 4.1 選用芯片介紹32-34
• 4.1.1 STM32系列介紹32-33
• 4.1.2 STM32F103介紹33-34
• 4.2 系統(tǒng)組成34-35
• 4.2.1 CAN總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)34-35
• 4.2.2 瓦斯傳感器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)35
• 4.3 功能模塊介紹35-40
• 4.3.1 MCU電路35-36
• 4.3.2 電源模塊36-38
• 4.3.3 顯示模塊38
• 4.3.4 紅外遙控模塊38-40
• 4.3.5 下載模塊40
• 4.4 本章小結(jié)40-42
• 第五章 瓦斯檢測儀的軟件設(shè)計42-58
• 5.1 系統(tǒng)軟件架構(gòu)42-43
• 5.2 KEIL MDK簡介43
• 5.3 UCOS-Ⅱ內(nèi)核移植43-48
• 5.4 應(yīng)用軟件設(shè)計48-57
• 5.4.1 任務(wù)劃分49-50
• 5.4.2 資源分配50
• 5.4.3 主函數(shù)50-51
• 5.4.4 start_task任務(wù)51-52
• 5.4.5 濃度計算相關(guān)任務(wù)52-54
• 5.4.6 紅外遙控任務(wù)54-56
• 5.4.7 溫度查詢?nèi)蝿?wù)56-57
• 5.4.8 其他任務(wù)57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 第六章 上位機軟件開發(fā)58-72
• 6.1 上位機軟件的設(shè)計模型58-59
• 6.1.1 狀態(tài)機58-59
• 6.1.2 瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)流程圖59
• 6.2 CAN總線通信協(xié)議59-62
• 6.2.1 數(shù)據(jù)填充方式60-61
• 6.2.2 仲裁段定義61-62
• 6.2.3 設(shè)備尋址方式62
• 6.3 上位機軟件設(shè)計62-66
• 6.3.1 初始化62-63
• 6.3.2 CAN總線通信63-64
• 6.3.3 數(shù)據(jù)存儲64-65
• 6.3.4 歷史記錄查詢65-66
• 6.4 軟件測試66-70
• 6.5 本章小結(jié)70-72
• 第七章 總結(jié)與展望72-73
• 參考文獻73-76
• 致謝76-77
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫利鋒;;嵌入式操作系統(tǒng)任務(wù)切換方法對比分析[J];單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2011年07期

2 周邦全;;煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程和趨勢[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2007年S1期

3 杜彬賢;陳今潤;尹軍;;熱導(dǎo)式氣體傳感器工作原理及檢測方法改進[J];化學(xué)工程與裝備;2010年02期

4 張迎春;朱林濤;馬鵬飛;黃帥;;CAN總線在太陽能電池測試分選機中的應(yīng)用[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2012年09期

5 井云鵬;;氣體傳感器研究進展[J];硅谷;2013年11期

6 閆海燕;;光干涉式甲烷測定器的原理及換算方法[J];計量與測試技術(shù);2009年10期

7 聶影;馮向軍;廖瑛;李磊;;基于LabVIEW的狀態(tài)機模型研究[J];計算機測量與控制;2007年09期

8 嚴(yán)世華;何永強;郎賓;;基于DSP的CAN總線應(yīng)用層協(xié)議開發(fā)與實現(xiàn)[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2007年22期

9 王福;;新型圖書館低成本建網(wǎng)模式的優(yōu)化設(shè)計[J];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版);2010年01期

10 李瑞新;;防治煤礦瓦斯事故的方法探討[J];山西煤炭;2010年01期

  本文關(guān)鍵詞：基于CAN總線的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：350576