基于KTE5系统的环境参数采集传输技术研究

论文摘要

我国矿山安全生产事故与自然灾害发生频繁,矿山应急救援的任务十分艰巨。由于井下灾区条件与环境的危险性、复杂性,导致矿山救援通讯技术装备发展缓慢,不能有效地反映抢险救援过程灾区现场的实际情况,在一定程度上影响了救灾抢险指挥决策。由西安森兰科贸有限责任公司研制的KTE5型矿山救援可视化指挥装置是国内比较领先的矿山应急救援设备。该系统采用的是SDSL传输技术,即铺即用,但它主要用于声音和图象的传输,没有矿井监控系统对环境参数的实时监测功能,无法得知井下环境参数的情况,进行更有效的井下救援工作。所以,作为应急救援装备,有必要对KTE5型矿井救援可视化指挥系统进行升级,开发井下环境参数的实时监测技术。系统根据灾区环境的特殊性以及原有KTE5系统的特点,在以SDSL为传输技术的前提下对CH4、O2、CO、H2S等多种气体及环境温度传感器进行了选择,对采集传输模块和数据终端的环境参数显示进行了设计。系统采用单片机数字信号处理技术以及数字视音频编解码技术,将环境参数数据采集处理后,通过前端网络视音频服务器预留的RS485接口上传,并与视音频数据联合打包,通过视音频传输线以数字方式传输到井下计算机和地面笔记本电脑。运用DELPHI软件开发工具实现环境参数的实时显示功能。系统在原有的功能和特点上实现了CH4、O2、CO、H2S等多种气体及环境温度的测量、显示、存储、报警等功能。由于系统采用标准RS485通信,电路设计留有多路扩展接口,因此可根据需要方便地加入其它环境参数测量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 煤矿救援技术
• 1.2.2 安全监测监控系统
• 1.2.3 矿山救援多媒体应急通信
• 1.3 课题研究内容
• 1.4 小结
• 2 基于SDSL 技术的系统设计方案
• 2.1 系统总体设计
• 2.2 系统各部分设计方案
• 2.2.1 传感器的选择
• 2.2.2 信号调理
• 2.2.3 系统单片机方案设计
• 2.2.4 数据终端环境参数显示实现方案
• 2.3 本系统的主要技术指标
• 2.4 小结
• 3 井下灾区环境参数同步采集技术研究
• 3.1 传感器
• 3.1.1 检测对象
• 3.1.2 传感器的特性
• 3.1.3 传感器的选用原则
• 3.1.4 各环境参数传感器
• 3.2 信号调理
• 3.3 C8051F121 单片机
• 3.4 软件设计
• 3.5 可靠性设计
• 3.5.1 硬件抗干扰
• 3.5.2 软件抗干扰
• 3.6 小结
• 4 井下灾区环境参数同步传输系技术研究
• 4.1 RS-485 总线的研究
• 4.2 软件设计
• 4.3 差错控制
• 4.4 小结
• 5 数据终端的环境参数处理及显示
• 5.1 数据终端软件的基本功能和开发工具
• 5.1.1 数据终端软件的基本功能
• 5.1.2 开发工具
• 5.2 主窗体的设计
• 5.2.1 建立主窗体
• 5.2.2 主要程序模块的设计
• 5.3 实时数据的显示模块
• 5.3.1 窗体的设计
• 5.3.2 主要程序模块的设计
• 5.4 监测数据的曲线及直方图实现模块
• 5.4.1 窗体设计
• 5.4.2 主要程序模块的设计
• 5.5 报表设计模块的实现
• 5.6 监测数据的查询模块的设计
• 5.6.1 窗体设计
• 5.6.2 主要程序模块的设计
• 5.7 参数设置模块的实现
• 5.7.1 窗体设计
• 5.7.2 主要程序模块的设计
• 5.8 小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录