【摘 要】
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煤炭作为目前中国能源结构的重要组成部分,在国民经济生产中发挥着重要的作用。能源工业是国家经济发展的命脉,近年来,随着石油资源的紧张,石油价格的上升,煤炭行业的重要地
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煤炭作为目前中国能源结构的重要组成部分,在国民经济生产中发挥着重要的作用。能源工业是国家经济发展的命脉,近年来,随着石油资源的紧张,石油价格的上升,煤炭行业的重要地位和不可替代性也日益显现。然而,在中国煤炭行业的安全生产形势却不容乐观,尤其是重、特大伤亡事故屡见报端。在这些事故中,瓦斯爆炸又占绝大多数,这其中有很多诱发因素。但各煤矿生产企业安全监测设备不完备、管理手段落后是造成事故频发的重要原因之一。因此,实时监视矿井瓦斯动态、控制瓦斯浓度、研究瓦斯涌出规律、防治瓦斯灾害是煤矿安全的重要任务。在这样的技术背景下,结合贵州省科技厅工业科技攻关项目《激光瓦斯监控系统》的设计要求,采用嵌入式技术和CAN现场总线技术,设计出了嵌入式通信系统。本系统采用uC/OS-Ⅱ实时操作系统和ARM微控制器为监控分站核心,采用CAN总线通信方式将井下的瓦斯浓度情况传输到监控总站,监控总站对本系统进行实时控制和显示。论文从嵌入式技术和现场总线技术相关理论研究入手,分析了煤矿的工作环境情况,着重讨论了监控分站的硬/软件实现方案和监控软件的实现方案,主要创新点是:采用内嵌CAN控制器的32位ARM7芯片和总线驱动器构成了监控系统的CAN通信模块,较大限度发挥了ARM微控制器的优势;引入嵌入式实时操作系统——uC/OS-Ⅱ,把CAN通信任务与井下分站其他任务一起,由uC/OS-Ⅱ操作系统进行任务调度,实现了多任务的并行执行,系统的可靠性和实时性得到了大幅度提高;并且采用光纤通信介质,在保证CAN总线通信高速率的同时有效地延长了通信距离,提高了系统的抗干扰性能;将CAN总线通信技术应用到《激光瓦斯监控系统》中,实现了系统监控的网络化。在本文总结中,对系统开发过程中存在的问题和该监控系统所应具备的特点,以及以后要完成完善的工作与方法进行了探讨,并简要进行了分析。
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