基于泄漏电缆的矿山井下机车定位跟踪系统的研究

论文摘要

本文研究设计了一套基于泄漏电缆无线传输的井下机车定位系统。整个系统采用无线数据采集,无线信号传输的方式。目前,绝大多数相关设计都采用有线传输方式,本论文则开发一套采用泄漏电缆的分段式无线传输的系统。采用成型可靠的电子标签和射频读头,开发了一种新型的无线通信系统完成信号的采集和传输,并采用无线中继器来放大、转接信号,从而扩大井下网络的覆盖面积,并保证无线数据可靠的传输。本系统的优点还在于:采用分段式布线,无线中继器来传输与转接信号,这样,使得此系统更具灵活性,可较为方便的拆安某一段,而不会影响到其他线路,在实际应用中,可以根据需要布线和拆除,同时,因为应用无线中继器,实现了信号的转接和传输不受距离的限制。企业在某一处需要安装本系统就安装,不需要可以不用安装,只要在中继器的传输范围内,信号即可被有效传输,这样就在很大程度提高整个系统的性价比,在保证信息的有效传输的同时,节约了一定的资金,解决了因为泄漏电缆价格相对较高而给煤矿企业带来的经济负担,这在国内目前还不多见。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景和研究意义
• 1.2 问题的提出及解决方案
• 1.3 煤矿安全监测系统在国内外的发展
• 1.4 方案的可行性
• 1.5 本文的主要工作
• 2 总体设计方案
• 2.1 系统总体设计
• 2.2 系统组成
• 2.3 本系统优点
• 3 硬件设计方案
• 3.1 信号的采集
• 3.1.1 无线识别定位技术
• 3.1.1.1 RFID 简介
• 3.1.1.2 RFID 定位原理
• 3.1.1.3 RFID 的选取
• 3.1.1.4 分站位置号及分站间距的设置
• 3.1.2 井下通信频段的选择
• 3.2 信号的收发
• 3.2.1 扩频通信的基本原理
• 3.2.2 直接序列扩频系统（DS）
• 3.2.3 扩频电路
• 3.2.3.1 扩频通信芯片介绍
• 3.2.3.2 STEL-2000A 外围电路的研究
• 3.3 信号的传输
• 3.3.1 通信主线的选择
• 3.3.2 信号在主线上的传输
• 3.3.2.1 电缆结构及特点泄漏
• 3.3.2.2 泄漏电缆工作原理
• 3.3.2.3 泄漏电缆的分类
• 3.3.3 信号的远距离传输
• 3.3.3.1 中继器
• 3.3.3.2 转接器
• 3.3.3.3 终端装置
• 4 软件设计方案
• 4.1 系统部分软件流程图
• 4.2 组态王简介
• 4.3 组态王与单片机通信协议
• 4.4 模拟界面机车定位
• 5 实验
• 5.1 试验要求及依据
• 5.1.1 试验1
• 5.1.2 试验2
• 5.2 抗干扰措施
• 5.2.1 电磁干扰的抑制措施
• 5.2.2 过程通道干扰的抑制
• 5.2.3 印制电路板的抗干扰
• 5.2.4 抗干扰的软件措施
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文