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我国煤矿受到顶、底板突水灾害的严重威胁，重大突水事故不断发生，如果水害不能得到有效的预防，煤矿水害事故不能得到有效的遏制，将对矿工的生命安全不断地造成威胁，使国家的矿产资源受到巨大的损失。因此，研究水害防治技术是一项迫在眉睫的艰巨任务。
论文在对我国煤矿水害现状及煤矿水害预警监测系统国内外研究现状进行分析的基础上，根据煤矿水害监测预警的特性和需求，提出运用CAN现场总线技术设计具有智能化、远程、实时特点的煤矿水害监测预警系统的总体方案。
通过对当前煤矿水情特征及预测方法的分析，结合总体设计方案，给出了煤矿水害实时监测预警系统的结构组成，并对整个系统的功能模块进行规划，然后提出了监测预警系统的硬件电路设计方案。依照该方案，以微处理器P89V51RD2为核心设计了水情监测孔中压力、温度、应力、应变等多参数数据采集子系统；设计了CAN智能节点的硬件电路，该节点由微处理器STC89C516RD+和CAN控制器SJA1000以及CAN总线驱动器PCA82C250组成，负责实现通信协议，完成与数据采集模块及上位机CAN通信适配卡模块的数据通信，具有突出的可靠性、灵活性及实时性；用CAN智能节点相同的微处理器器件，设计了CAN智能通信适配卡，由此适配卡可以将众多用于监测的煤矿水情监测孔连为一体，从而构建了以传感器组、数据采集模块及CAN智能节点作为监测子站，以双绞线、同轴电缆等为通信介质和以CAN通信适配卡为煤矿水害监测网络监测终端的煤矿水害监测预警系统的硬件网络。硬件设计中，为了提高系统的可靠性，充分考虑了电路中的抗干扰能力的功能实现。
根据硬件结构及软件需求确定了水害监测预警系统软件的主要功能，进而规划软件结构。依据硬件器件的说明和监测预警工作方式设计了以数据采集软件模块、CAN智能节点软件模块和CAN通信适配卡软件模块为主要组成部分的系统软件。数据采集软件中，设置多个监测参数经过A/D转换后的数据为24位字长，采集数据具有较高的精度及可靠性，另外，本软件模块设计了看门狗，可以使系统软件具有故障自动恢复功能，有效地防止了软件的死锁，保障水害监测的软件系统安全；数据采集软件及CAN智能节点软件组成了水害监测系统的下位机软件，并作为软件网络的节点与CAN通信适配卡软件组成监测系统的软件网络，各软件节点与上位机适配卡软件之间利用CAN通信协议以主从式的数据传输方式组网，从而保证各监测子站采集的数据都能够及时传送到上位机，防止造成个别监测节点被“冷落”，有利于将煤矿突水事故降到最低，保障煤矿的安全生产。
制作并调试整个系统，经过实验室检验。实验结果表明，该监测系统可以可靠地实现CAN总线的远距离数据采集、传输和监测，达到了快速、实时监测的目的。实验数据可以看出，该煤矿水害实时监测预警系统在对压力、温度、应力、应变的监测中，获得了高精度的监测数据，测量结果与标准值相对比，各个参数的满量程误差均在0.5‰以下，表明整个监测系统具有很好的准确性和线性度，能够很好地服务于煤矿的安全生产。