本文關(guān)鍵詞：坍塌事故后利用鋼軌進(jìn)行應(yīng)急通信的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：我國是世界上主要的煤炭生產(chǎn)國與煤炭消費(fèi)國,煤炭能源在我國能源結(jié)構(gòu)中一直占據(jù)著很大比重,支撐著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但是在煤炭生產(chǎn)的過程中,由于我國礦藏環(huán)境復(fù)雜,再加上煤礦企業(yè)管理不足,救援技術(shù)發(fā)展滯后,使得煤炭安全生產(chǎn)事故頻發(fā),嚴(yán)重威脅著煤炭工人的生命安全,制約著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。在井下災(zāi)害救援通信方面,國內(nèi)外現(xiàn)有井下通信設(shè)備存在著諸多問題,容易受到災(zāi)害影響而造成通信中斷。當(dāng)災(zāi)害發(fā)生后,被困人員往往無法使用現(xiàn)有通信設(shè)備及時(shí)與救援人員進(jìn)行溝通,在實(shí)際救援過程中效果不佳,嚴(yán)重影響到了救援效率,研究一套新型、高效能的救援技術(shù)方法及相關(guān)設(shè)備迫在眉睫。針對以上問題,本文依據(jù)振動(dòng)信號在固體中的傳輸特性,開展了利用礦井內(nèi)鋼軌傳輸信號的研究,實(shí)現(xiàn)了一種新型的用于坍塌事故后的利用鋼軌進(jìn)行應(yīng)急通信的通信系統(tǒng),并給出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和電路設(shè)計(jì),完成了原理樣機(jī)的研制。在系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中,從安全性,使用有效性,經(jīng)濟(jì)性出發(fā),使用MCU(Micro Control Unit)控制產(chǎn)生振動(dòng)信號并使其通過未徹底損壞鋼軌、采用振動(dòng)傳感器拾取信號,利用DSP作為信號接收端處理器,對接收信號進(jìn)行處理,最終實(shí)現(xiàn)應(yīng)急通信的通信系統(tǒng)。本文獨(dú)創(chuàng)性的提出使用振動(dòng)信號作為傳輸信號,采用鋼軌作為信號傳輸介質(zhì),詳細(xì)論證了使用振動(dòng)信號的可行性與實(shí)現(xiàn)方案。本文由系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、各模塊電路實(shí)現(xiàn)、振動(dòng)信號處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析、總結(jié)與展望五部分組成。本文先介紹了該系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì),對系統(tǒng)的可行性進(jìn)行分析,給出了通信系統(tǒng)的總體構(gòu)架。然后針對系統(tǒng)的發(fā)送端與接收端各模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)與電路實(shí)現(xiàn),并完成了原理樣機(jī)的制作。針對鋼軌中傳輸信號的特點(diǎn),對鋼軌中的振動(dòng)信號進(jìn)行研究,采用matlab對振動(dòng)信號進(jìn)行仿真,然后使用DSP進(jìn)行實(shí)現(xiàn),完成了后端對振動(dòng)信號的處理。通過使用原理樣機(jī)進(jìn)行實(shí)地檢測,通過對實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果的分析、整理,基本實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急通信的要求。在文章的最后,針對該通信技術(shù)存在的問題與下一步研究的方向做出了總結(jié)。經(jīng)試驗(yàn)測試,該通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸信號的目的,利用鋼軌進(jìn)行應(yīng)急通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì),解決了我國礦難救援中被困人員與救援人員間有效通信的難題,為隧道坍塌救援中應(yīng)急通信問題的解決提供了新思路、新方法,具有良好的應(yīng)用前景和實(shí)用價(jià)值及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：應(yīng)急通信 振動(dòng)傳輸 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD771;TD655
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀12
• 1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析12-13
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容13
• 1.3.1 論文的組織架構(gòu)13
• 1.4 課題研究特色與創(chuàng)新13-14
• 第2章 系統(tǒng)可行性研究與總體設(shè)計(jì)14-22
• 2.1 系統(tǒng)可行性分析14-20
• 2.1.1 傳輸介質(zhì)選取的可行性14-15
• 2.1.2 傳輸距離可行性研究15-19
• 2.1.3 信號轉(zhuǎn)化方式的研究19-20
• 2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)20-22
• 第3章 模塊硬件設(shè)計(jì)22-35
• 3.1 發(fā)送端硬件電路設(shè)計(jì)22-27
• 3.1.1 鍵盤控制模塊22-23
• 3.1.2 顯示屏23-24
• 3.1.3 供電模塊24-25
• 3.1.4 振動(dòng)發(fā)生模塊25-27
• 3.2 接收端硬件電路設(shè)計(jì)27-35
• 3.2.1 信號檢測端27-29
• 3.2.2 電源模塊29-30
• 3.2.3 濾波電路30-31
• 3.2.4 數(shù)字信號處理器31-33
• 3.2.5 顯示屏33-34
• 3.2.6 PC機(jī)接34-35
• 第4章 信號檢測與處理35-59
• 4.1 信號檢測35-46
• 4.1.1 示波器35-37
• 4.1.2 陷波器37-40
• 4.1.3 濾波器設(shè)計(jì)40-46
• 4.2 信號處理46-55
• 4.2.1 最小均方（Least Means Squares，LMS）算法46-50
• 4.2.2 遞歸最小二乘(Recursive Least Squares, RLS)算法50-54
• 4.2.3 小波算法54-55
• 4.3 有效信號判決55-59
• 第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析59-62
• 總結(jié)與展望62-64
• 文章總結(jié)62
• 展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-67
• 攻讀學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：987734