基于SDR技术的综采供电系统控制

论文摘要

论文通过对煤矿安全监控技术发展现状的总结,指出了有线的数据传输方式在煤矿瓦斯安全监控方面的局限性,并针对该缺陷设计了一种基于SDR技术的综采供电系统的新型控制方法,用于在环境中瓦斯浓度超限时控制综采工作面的工作设备断电。论文通过对煤矿供电系统结构的分析提出了具体的控制方法,该控制方法的实现需要设计三部分的内容:用于监测综采工作面瓦斯气体浓度并发出控制信号的控制装置,用于接收控制信号并控制切断供电的控制电路,以及控制信号传输所需要的无线传感器网络。论文详细说明了控制装置的设计过程。控制装置的设计包括硬件设计和软件设计两部分。在硬件设计部分,文章针对控制装置所需要实现的功能给出了硬件框图,并将整个硬件分为ARM7核心板、底板、数据采集板和无线模块四部分进行设计。在软件设计部分,文章以嵌入式系统软件设计流程为基础,详细说明了软件设计的过程,并给出了软件工作的流程图。论文通过对馈电开关和断电仪工作原理的分析设计了控制电路,给出了断电仪与馈电开关的连接方法。还通过无线模块信号接收实验和继电器远程控制实验对前面设计的控制装置和控制电路的功能进行了测试,并给出了测试结果。最后,论文通过仿真对无线传感器网络的节点布设方案进行了分析,确定了网络中移动节点与固定节点的数量,并通过分析矿井无线传输的特点,提出了网络节点实际布设时所需要注意的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.2.1 国外煤矿安全监控系统发展现状
• 1.2.2 国内煤矿安全监控系统发展现状
• 1.3 本论文研究的主要内容
• 2 SDR 技术
• 2.1 SDR 技术概述
• 2.2 ZIGBEE 技术概述
• 2.2.1 Zigbee 技术的起源
• 2.2.2 Zigbee 技术的特点
• 2.3 ZIGBEE 技术架构
• 2.3.1 物理层
• 2.3.2 MAC 层
• 2.3.3 网络层
• 2.3.4 应用层
• 2.4 ZIGBEE 网络设备类型
• 2.5 ZIGBEE 网络拓扑结构
• 2.5.1 星型网络
• 2.5.2 树型网络
• 2.5.3 网状网络
• 2.6 本章小结
• 3 煤矿综采供电系统控制方法
• 3.1 煤矿供电系统概述
• 3.2 控制方法的提出
• 3.3 本章小结
• 4 综采供电系统控制装置设计
• 4.1 控制装置硬件设计
• 4.1.1 ARM7 核心板设计
• 4.1.2 底板设计
• 4.1.3 数据采集板设计
• 4.1.4 无线模块设计
• 4.2 控制装置软件设计
• 4.2.1 操作系统的选择
• 4.2.2 系统软件开发
• 4.3 本章小结
• 5 综采供电系统控制的实现
• 5.1 控制电路的设计
• 5.2 控制方法的实现
• 5.3 系统测试
• 5.3.1 无线模块的信号接收实验
• 5.3.2 继电器远程控制实验
• 5.4 本章小结
• 6 网络设计与性能测试
• 6.1 无线传感器网络设计方案的提出
• 6.2 无线传感器网络仿真与性能测试
• 6.2.1 N52 仿真软件简介
• 6.2.2 无线传感器网络仿真过程的实现
• 6.2.3 仿真描述
• 6.2.4 仿真结果
• 6.3 无线传感器网络的应用问题
• 6.3.1 节点布设应该注意的问题
• 6.3.2 无线传感器网络的路由问题
• 6.4 本章小结
• 7 结论
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录