隨著傳感器技術、通信技術以及計算機技術的迅速發(fā)展,我國煤礦生產(chǎn)朝著信息化、自動化與智能化的方向邁進。為實現(xiàn)煤礦井下信息的實時共享和綜合利用,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)也在不斷的融合升級。針對井下設備接口協(xié)議多樣、異構網(wǎng)絡無法融合、數(shù)據(jù)傳輸可靠性差等問題,本文對多種礦用接入?yún)f(xié)議和工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議進行分析,研究協(xié)議轉換原理,設計了一款礦用異構網(wǎng)絡融合網(wǎng)關,同時基于該網(wǎng)關研究多任務調(diào)度機制和隊列管理機制,以期提高信息傳輸?shù)膶崟r性和可靠性。本文的主要研究內(nèi)容如下:（1）針對煤礦井下常用的RS485、CAN等總線接入?yún)f(xié)議和ZigBee、6LoWPAN、WiFi等無線接入?yún)f(xié)議,本文設計了一款礦用融合網(wǎng)關,接著分別從硬件電路與軟件系統(tǒng)兩方面設計了網(wǎng)關的主控模塊和路由模塊,從而屏蔽底層接入設備的異構性,實現(xiàn)多協(xié)議設備的透明接入及共網(wǎng)可靠傳輸。（2）基于主控模塊uCOS-III實時操作系統(tǒng)研究網(wǎng)關的多任務調(diào)度機制,針對不同優(yōu)先級任務設計了搶占式調(diào)度算法,針對相同優(yōu)先級任務設計了改進的時間片輪轉調(diào)度算法。實驗表明,網(wǎng)關多任務調(diào)度機制的實現(xiàn)增強了網(wǎng)關處信息的實時交互能力,提高了系統(tǒng)響應性能。（3）基于網(wǎng)關路由模塊研究主... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

感知礦山物聯(lián)網(wǎng)應用模型

圖 1-2 新型煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)模型Figure 1-2 New model of coal mine safety monitoring system新型的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)模型實現(xiàn)了多個子系統(tǒng)信息的融合傳輸，有線接入系統(tǒng)中存在 RS485、CAN 等工業(yè)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡，無線接入系統(tǒng)中存在 ZigBee、6LoWPAN、WiF 等傳感網(wǎng)絡。RS485 總線網(wǎng)絡常用于綜采面輸送設備監(jiān)控系統(tǒng)以及環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)；CAN 總線網(wǎng)絡常用于井下多種設備控制系統(tǒng)以及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)；ZigBee 網(wǎng)絡常用于煤礦井下語音、定位以及移動式傳感器等信息傳輸系統(tǒng)；6LoWPAN 廣泛的應用于井下的即時通訊系統(tǒng)；WiFi 網(wǎng)絡則廣泛的應用于語音、視頻、移動終端等信號傳輸系統(tǒng)，隨著傳感器技術的發(fā)展，將會有更多的終端設備采用這些近程的接入?yún)f(xié)議傳輸方式。在井下骨干傳輸網(wǎng)絡中，現(xiàn)已采用穩(wěn)定可靠的工業(yè)以太網(wǎng)傳輸方式，為地面監(jiān)控中心和遠程服務器提供實時快速的信息傳輸。從異構協(xié)議接入到工業(yè)以太網(wǎng)的融合傳輸則需要一種協(xié)議轉換裝置進行信號的轉變，而這就是網(wǎng)關。網(wǎng)關在安全監(jiān)控系統(tǒng)中起到了承上啟下的作用，是實現(xiàn)多協(xié)議、多網(wǎng)絡、多系統(tǒng)融合的重要保證。通過對網(wǎng)關硬件電路的設計可以增

圖 2-1 RS485 通訊網(wǎng)絡示意圖Figure 2-1 Communication network schematic diagram of RS48532 和 RS485 都是串口通信的物理層改良協(xié)議，它們的協(xié)議層信的方式[27]。串口通信的數(shù)據(jù)包通常是由發(fā)送設備的 TXD 引的 RXD 引腳，而后進入處理器。在串口通信協(xié)議中，數(shù)據(jù)包由、校驗位和停止位組成，只有通信雙方的數(shù)據(jù)包格式一致才能發(fā)通信。圖 2-2 串口數(shù)據(jù)包基本組成Figure 2-2 Basic components of a serial data packet通信的數(shù)據(jù)包基本組成如圖 2-2 所示，信號從起始位開始，到

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3496577