本文關鍵詞：低功耗礦壓監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：監(jiān)測煤礦井下壓力的變化情況是煤礦安全生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié),針對當前煤礦監(jiān)測系統(tǒng)功能單一,組網(wǎng)復雜,節(jié)點功耗大等問題,本論文設計了一種新型低功耗的煤礦壓力監(jiān)測系統(tǒng),為礦壓的監(jiān)測提供了有效可靠的技術幫助。本文設計的煤礦壓力監(jiān)測系統(tǒng)主要分為三個部分:井下壓力傳感器節(jié)點、通信分站以及井上監(jiān)控上位機。井下壓力傳感器節(jié)點監(jiān)測煤礦巷道頂板壓力和煤柱壓力的變化情況,然后將壓力數(shù)據(jù)發(fā)送到井下通信分站,通信分站作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹修D站,將壓力數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)的方式傳送到井上監(jiān)控上位機中。工作人員通過上位機來監(jiān)控井下礦壓變化情況。本文所做的工作如下:第一,通過閱讀大量文獻和咨詢相關工作人員,了解當前煤礦壓力監(jiān)測系統(tǒng)的相關技術與功能需求,對系統(tǒng)進行總體設計。第二,根據(jù)系統(tǒng)的功能需求,設計了井下傳感器節(jié)點和通信分站的功能模塊,并對硬件進行選型,滿足了礦壓監(jiān)測系統(tǒng)對井下設備的要求。第三,對系統(tǒng)采用了低功耗設計,采用基于ZigBee的低功耗通信方式、低功耗芯片CC2530與基于時間同步機制的軟件流程,從整體上降低了節(jié)點功耗,并對節(jié)點功耗進行了功耗測試,驗證了低功耗設計的可行性。第四,通信分站嵌入μC/OSⅡ系統(tǒng),使用C#語言編寫上位機軟件,配合使用SQL Server數(shù)據(jù)庫,在增加系統(tǒng)可靠性與易用性的同時,極大的方便了工作人員對數(shù)據(jù)的分析與管理。本系統(tǒng)采用一系列低功耗設計方法,在保證監(jiān)控系統(tǒng)可靠性的同時,盡可能的降低了系統(tǒng)的功耗,大幅度提高了節(jié)點的使用壽命。在實際測試中,保證了節(jié)點電池的有效使用時間大于一年,滿足了煤礦的使用要求。同時基于C#的上位機軟件運行穩(wěn)定,數(shù)據(jù)處理迅速,操作方便,滿足了監(jiān)控的要求。本系統(tǒng)于2015年獲得了重慶煤科院認證,并在山西王莊和四候等煤礦安裝使用,運行情況良好。
【關鍵詞】：低功耗 ZigBee CC2530 礦壓監(jiān)測 煤礦巷道 C#
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD76
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-17
• 1.1 選題背景及意義13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 國外煤礦監(jiān)測系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內煤礦監(jiān)測系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 系統(tǒng)的總體功能設計15-16
• 1.4 本論文章節(jié)介紹16
• 1.5 本章小結16-17
• 第二章 系統(tǒng)的總體設計17-21
• 2.1 系統(tǒng)的總體需求分析17
• 2.2 系統(tǒng)總體設計17-19
• 2.3 監(jiān)測系統(tǒng)的工作流程簡介19-20
• 2.3.1 傳感器節(jié)點19
• 2.3.2 通信分站19
• 2.3.3 上位機19-20
• 2.4 本章小結20-21
• 第三章 煤礦井下設備的硬件設計21-29
• 3.1 壓力傳感器節(jié)點的硬件設計21-23
• 3.1.1 數(shù)據(jù)采集模塊22
• 3.1.2 射頻模塊22-23
• 3.2 通信分站的硬件設計23-28
• 3.2.1 數(shù)據(jù)處理模塊24
• 3.2.2 存儲模塊24-25
• 3.2.3 顯示觸摸模塊25
• 3.2.4 電源模塊25-27
• 3.2.5 以太網(wǎng)模塊27
• 3.2.6 光電轉換模塊27-28
• 3.3 本章小結28-29
• 第四章 低功耗的設計與測試29-41
• 4.1 低功耗通信方式設計29-32
• 4.1.1 Zig Bee技術簡介29-30
• 4.1.2 Zig Bee協(xié)議30
• 4.1.3 其它幾種近距離無線傳輸方式30-32
• 4.2 低功耗硬件設計32-34
• 4.3 低功耗軟件設計34-38
• 4.3.1 時間同步通信機制34-37
• 4.3.2 中斷方式37
• 4.3.3 單機模式37-38
• 4.4 節(jié)點功耗測試38-39
• 4.5 本章小結39-41
• 第五章 分站與上位機軟件的設計與實現(xiàn)41-67
• 5.1 通信分站軟件設計41-45
• 5.1.1 通信分站功能分析41
• 5.1.2 通信分站操作系統(tǒng)41-42
• 5.1.3 通信分站的任務設計42-44
• 5.1.4 通信分站的界面設計44-45
• 5.2 上位機軟件的設計45-65
• 5.2.1 上位機軟件功能分析45
• 5.2.2 上位機軟件編譯和運行環(huán)境45-46
• 5.2.3 以太網(wǎng)通信的實現(xiàn)46-48
• 5.2.4 數(shù)據(jù)解析48-53
• 5.2.5 線程池53-56
• 5.2.6 數(shù)據(jù)庫的設計56-62
• 5.2.7 上位機軟件界面設計62-65
• 5.3 本章小結65-67
• 第六章 總結與展望67-69
• 6.1 總結67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-75
• 在讀期間發(fā)表的學術論文75

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 朱思涵;王斌;王晶;劉景財;;固體廢物填埋場滲漏檢測系統(tǒng)軟件開發(fā)研究[J];微型機與應用;2014年08期

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1 曹寧寧;沈陽市區(qū)委固定資產(chǎn)信息管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2014年

2 何群;低功耗礦壓監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D];太原理工大學;2016年

3 趙陽;機車輪輞探傷信號處理與成像技術研究[D];南京航空航天大學;2013年

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本文編號：425184