本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee的礦井錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 應(yīng)力 監(jiān)測(cè)系統(tǒng) ZigBee 低功耗

【摘要】：巷道支護(hù)是煤礦安全中為了防止礦井頂板及兩幫發(fā)生垮塌而采用的一種措施,近年來(lái)預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)普遍應(yīng)用于巷道支護(hù)中,為了更快捷方便獲知各測(cè)量點(diǎn)處錨索應(yīng)力的變化情況,就需要實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)巷道巖層表面的應(yīng)力數(shù)值。 基于ZigBee的錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由錨索傳感器、通信分站、通信主站和上位機(jī)組成。傳感器內(nèi)的8個(gè)應(yīng)變片以全橋方式連接,每一橋臂上串聯(lián)2個(gè)應(yīng)變片,粘貼位置與軸線方向互相對(duì)稱,同時(shí)相鄰橋臂應(yīng)變片粘貼方向互相垂直,這樣的結(jié)構(gòu)能有效消除偏心載荷和溫度效應(yīng)帶來(lái)的影響。通信分站對(duì)采集到的應(yīng)力信號(hào)進(jìn)行放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換、顯示及無(wú)線傳輸。通信分站在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)以“手拉手”的方式進(jìn)行傳遞,即一個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的通信分站接收上一分站的應(yīng)力數(shù)據(jù),然后把兩個(gè)分站的數(shù)據(jù)打包后再傳輸給相鄰的下一個(gè)分站,中間有損壞分站時(shí)系統(tǒng)可自動(dòng)跳過(guò)此分站繼續(xù)與下一個(gè)分站進(jìn)行通信。通信分站上設(shè)有開(kāi)關(guān)電路,在空閑狀態(tài)時(shí)通過(guò)軟件配置可使各設(shè)備處于斷電或休眠狀態(tài),正常工作時(shí)又可自動(dòng)喚醒,這極大的降低了整個(gè)系統(tǒng)的功耗。通信主站是整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的橋梁,一方面接收所有通信分站的數(shù)據(jù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示及通過(guò)以太網(wǎng)上傳到上位機(jī),另一方面又接收命令對(duì)所有通信分站進(jìn)行管理。通信分站和通信主站各模塊都通過(guò)增加保護(hù)電路、加粗布線寬度、增大散熱面積等措施來(lái)防止實(shí)際使用過(guò)程中出現(xiàn)熱點(diǎn)燃或火花點(diǎn)燃現(xiàn)象,符合本質(zhì)安全電路的設(shè)計(jì)要求。 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以自動(dòng)的,準(zhǔn)確的,實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)到各時(shí)刻巷道錨索支護(hù)時(shí)所承受的拉力,相比傳統(tǒng)的機(jī)械測(cè)量效率上有了很大的提升,有多種措施來(lái)保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,低功耗、可擴(kuò)展性能夠進(jìn)一步提升系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)性能,也對(duì)建設(shè)信息化數(shù)字化礦井有很大意義。
【關(guān)鍵詞】：應(yīng)力 監(jiān)測(cè)系統(tǒng) ZigBee 低功耗
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD76;TN92
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求分析11-12
• 1.3 論文主要內(nèi)容12-14
• 第二章 技術(shù)基礎(chǔ)14-20
• 2.1 ZigBee技術(shù)14-15
• 2.2 嵌入式系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ15-17
• 2.3 嵌入式圖形系統(tǒng)μC/GUI17-18
• 2.4 防爆技術(shù)18-20
• 第三章 硬件設(shè)計(jì)20-56
• 3.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)20-21
• 3.1.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)20-21
• 3.1.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體分布21
• 3.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器選擇21-31
• 3.2.1 錨索傳感器類型的選擇22-24
• 3.2.2 錨索傳感器結(jié)構(gòu)的選擇24-28
• 3.2.3 錨索傳感器的標(biāo)定28-31
• 3.3 通信分站硬件設(shè)計(jì)31-45
• 3.3.1 分站主處理器CC253032-34
• 3.3.2 CC2530最小系統(tǒng)34-35
• 3.3.3 射頻放大模塊35-37
• 3.3.4 傳感器信號(hào)調(diào)理模塊37-41
• 3.3.5 RS485通信模塊41-43
• 3.3.6 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)模塊43-44
• 3.3.7 開(kāi)關(guān)電路和光敏電路44-45
• 3.4 通信主站硬件設(shè)計(jì)45-56
• 3.4.1 主站主處理器STM32F103及其最小系統(tǒng)46-48
• 3.4.2 Flash存儲(chǔ)模塊48-49
• 3.4.3 液晶屏顯示模塊49-50
• 3.4.4 以太網(wǎng)模塊50-51
• 3.4.5 USB模塊51-53
• 3.4.6 電源模塊53-56
• 第四章 軟件設(shè)計(jì)56-82
• 4.1 通信分站軟件設(shè)計(jì)56-70
• 4.1.1 通信分站軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)57
• 4.1.2 CC2530基本設(shè)置57-59
• 4.1.3 信號(hào)調(diào)理模塊軟件設(shè)計(jì)59-64
• 4.1.4 分站通信協(xié)議64-65
• 4.1.5 通信模塊軟件設(shè)計(jì)65-68
• 4.1.6 顯示模塊驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)68-69
• 4.1.7 通信分站軟件低功耗設(shè)計(jì)69-70
• 4.2 通信主站軟件設(shè)計(jì)70-77
• 4.2.1 主站軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)70-71
• 4.2.2 主站ZigBee模塊軟件設(shè)計(jì)71
• 4.2.3 STM32時(shí)鐘配置71-72
• 4.2.4 Flash模塊軟件設(shè)計(jì)72-75
• 4.2.5 以太網(wǎng)通信軟件設(shè)計(jì)75-77
• 4.3 通信主站界面設(shè)計(jì)77-82
• 4.3.1 主界面設(shè)計(jì)77-78
• 4.3.2 系統(tǒng)設(shè)置界面設(shè)計(jì)78-80
• 4.3.3 數(shù)據(jù)查詢界面80-82
• 第五章 本質(zhì)安全電路設(shè)計(jì)82-92
• 5.1 本質(zhì)安全電路概述82-88
• 5.2 系統(tǒng)本安設(shè)計(jì)88-92
• 5.2.1 電源模塊保護(hù)電路88-89
• 5.2.2 RS485保護(hù)電路89-90
• 5.2.3 USB保護(hù)電路90-92
• 第六章 總結(jié)和展望92-94
• 6.1 論文總結(jié)92-93
• 6.2 展望93-94
• 參考文獻(xiàn)94-98
• 致謝98-100
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文100

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 劉偉偉;任子暉;李寧;王巍;;基于嵌入式系統(tǒng)的煤礦主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];工礦自動(dòng)化;2010年05期

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3 王文清;田柏林;;礦用本安直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與研究[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2008年10期

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本文編號(hào)：709289