本文關(guān)鍵詞：一種低功耗礦用無(wú)線液壓傳感器電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：礦山壓力是關(guān)于礦山安全的一個(gè)重要參數(shù),它與瓦斯突出、突水和冒頂?shù)仁鹿视兄芮械年P(guān)系。目前,我國(guó)大部分煤礦使用的是有線礦壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng),有線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠提供穩(wěn)定可靠的通信,但也有許多不足。在惡劣的礦井作業(yè)環(huán)境中,布局、布線困難,有些區(qū)域無(wú)法實(shí)施布線,造成監(jiān)測(cè)上的盲點(diǎn);綜采工作面掘進(jìn)過(guò)程中,監(jiān)測(cè)設(shè)備也要隨之移動(dòng),大量的電纜給設(shè)備的移動(dòng)帶來(lái)不便,降低了采掘效率;巖石冒落,極易砸斷電纜,造成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)法監(jiān)測(cè)到相關(guān)區(qū)域。為了解決有線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的問(wèn)題,無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在在礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本課題以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為導(dǎo)向,分析了礦井作業(yè)對(duì)測(cè)壓設(shè)備的功能需求,設(shè)計(jì)了一種適應(yīng)礦井環(huán)境,滿足應(yīng)用需求,可作為無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的低功耗無(wú)線壓力計(jì)。從低功耗的視角,對(duì)節(jié)點(diǎn)的硬件電路、軟件流程和系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)研究,硬件電路以MSP430為控制核心,圍繞MSP430,設(shè)計(jì)了壓力信號(hào)采集、時(shí)鐘、按鍵、LCD顯示、EEPROM、Flash和無(wú)線模塊電路,各電路模塊配置有數(shù)字開(kāi)關(guān),為功能電路的休眠提供控制手段,系統(tǒng)軟件采用中斷調(diào)度方法,有效增加了核心電路的休眠時(shí)間,節(jié)約了能量消耗。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,CPU的功耗占系統(tǒng)功耗的很大比例,CPU的處理時(shí)間和工作時(shí)鐘頻率是決定CPU功耗的兩大因素,MSP430具有豐富且靈活的時(shí)鐘系統(tǒng),在不影響系統(tǒng)性能的前提下,通過(guò)合理的調(diào)配系統(tǒng)時(shí)鐘源,有效降低了CPU的功耗。油壓傳感器選用擴(kuò)散硅傳感器,測(cè)壓范圍為0-70MPa,在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下,對(duì)擴(kuò)散硅傳感器的輸入輸出進(jìn)行了測(cè)量,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)擬合出擴(kuò)散硅傳感器輸入輸出之間的關(guān)系曲線,文中給出了擬合曲線不確定度的形式化表達(dá)式。最后,對(duì)數(shù)字礦壓計(jì)進(jìn)行了測(cè)壓實(shí)驗(yàn),測(cè)試結(jié)果表明,數(shù)字礦壓計(jì)的測(cè)壓誤差最大不超過(guò)0.1MPa,測(cè)壓功能滿足設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：礦壓監(jiān)測(cè) 傳感器 低功耗 MSP430 中斷調(diào)度 擴(kuò)散硅
【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】：2016
【分類號(hào)】：TD326;TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 礦壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容12-13
• 1.4 章節(jié)安排13-15
• 第二章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)15-23
• 2.1 功能需求分析15-16
• 2.2 開(kāi)發(fā)平臺(tái)的選擇16-21
• 2.2.1 處理器的選擇16-18
• 2.2.2 無(wú)線通信模塊的選擇18-19
• 2.2.3 液壓傳感器的選擇19-20
• 2.2.4 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境的選擇20-21
• 2.3 礦壓計(jì)的工作原理與總體結(jié)構(gòu)21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 硬件電路設(shè)計(jì)23-41
• 3.1 MSP430最小系統(tǒng)及壓力信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)23-27
• 3.1.1 MSP430最小系統(tǒng)電路23-24
• 3.1.2 壓力信號(hào)采集電路24-27
• 3.2 時(shí)鐘及顯示模塊電路設(shè)計(jì)27-30
• 3.3 存儲(chǔ)模塊電路設(shè)計(jì)30-38
• 3.3.1 AT24C64的簡(jiǎn)介30-32
• 3.3.2 IIC總線簡(jiǎn)介32-35
• 3.3.3 MX25L8005的介紹35-36
• 3.3.4 存儲(chǔ)模塊電路設(shè)計(jì)36-38
• 3.4 無(wú)線接口電路設(shè)計(jì)38-40
• 3.4.1 SPI通信協(xié)議簡(jiǎn)介38-39
• 3.4.2 NRF24L01接口電路設(shè)計(jì)39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 系統(tǒng)軟件流程設(shè)計(jì)41-55
• 4.1 MSP430的Flash存儲(chǔ)器映射和中斷向量表簡(jiǎn)介41-44
• 4.1.1 Flash存儲(chǔ)器簡(jiǎn)介41-42
• 4.1.2 MSP430中斷向量簡(jiǎn)介42-44
• 4.2 主程序設(shè)計(jì)44-45
• 4.3 中斷調(diào)度設(shè)計(jì)45-49
• 4.4 通信模塊程序設(shè)計(jì)49-51
• 4.5 時(shí)鐘系統(tǒng)的低功耗管理實(shí)現(xiàn)51-53
• 4.6 本章小結(jié)53-55
• 第五章 測(cè)壓實(shí)驗(yàn)與分析55-59
• 5.1 油壓傳感器的工作曲線擬合55-56
• 5.2 預(yù)測(cè)曲線的不確定度評(píng)定56-59
• 第六章 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 工作總結(jié)59
• 6.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-67
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67-69
• 附錄A 部分程序代碼69-77
• 附錄B 傳感器節(jié)點(diǎn)PCB圖77

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 姚彬;傳感器電路的抗干擾技術(shù)[J];煤炭技術(shù);2004年03期

2 彭惠芹;喬月圓;;傳感器電路供電電源的探討[J];煤礦機(jī)電;2010年05期

3 劉文光;;硅壓阻式輪胎氣壓傳感器電路設(shè)計(jì)[J];輪胎工業(yè);2006年05期

4 ;[J];;年期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 陳一奇;孫星;尹奇志;初秀民;嚴(yán)新平;;基于內(nèi)河溢油在線監(jiān)測(cè)傳感器電路設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[A];橋區(qū)船舶航行安全與管理論文集（1）[C];2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 潘長(zhǎng)城;一種低功耗礦用無(wú)線液壓傳感器電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];太原理工大學(xué);2016年

2 王澤生;基于非晶材料的地磁測(cè)量傳感器研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

3 謝洋洋;干涉型傳感器電路解調(diào)系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：一種低功耗礦用無(wú)線液壓傳感器電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：442441