矿用移动式救生舱通信检测系统的研究

论文摘要

国矿产资源丰富,是全球上最大的煤炭生产国,但是,煤炭资源的开采所带来的人身伤亡率也是最高的,依据世界各国对矿井事故的调查,因爆炸、火灾等事故发生现场而受到伤害死亡的矿工,仅仅占事故伤亡人数的一小部分,有相当一大部分矿工都是因为自己在矿井透水、爆炸、或者火灾发生后不能及时升井或逃离高温、透水、有毒有害气体现场,导致窒息、溺水或中毒死亡等二次伤亡的。因此如何在发生矿难时,为受困井下的矿工提供一个较好的避难场所,来减少二次矿难造成的伤害,已成为我们迫切需要解决的重大问题。矿用移动式救生舱正是针对这个问题研制开发的。但是我国目前矿用移动式救生舱的研究和使用还相对落后,检测和通信系统还不是很完善。针对这个状况,本文设计开发了一种新型的适用于矿用移动式救生舱的检测通信系统。它是基于三星S3C6410处理器的嵌入式系统,自行开发设计了气体浓度采样电路,将多种气体传感器集中在一个线路板上,统一进行信号调理后,送给微处理器处理,比现有的单个独立的气体传感器,更节省空间,降低了功耗;实现了对氧气浓度的自动控制,避免了矿工在承受高压力下的误操作,确保受困矿工的生命安全;实现了井下与井上的音视频通信,并将数据存储,方便以后的查询,为救援工作提供参考。整个系统比目前应用的检测通信系统节省了很大的空间,能耗也降低了,而且功能更完善了。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 救生舱简介
• 1.2.1 供氧系统
• 1.2.2 空调系统
• 1.2.3 检测及清除有害气体系统
• 1.2.4 通信系统
• 1.2.5 动力系统
• 1.2.6 本文主要的工作和创新点
• 2 总体方案设计
• 2.1 设计依据
• 2.2 总体框图
• 2.2.1 总体硬件框图
• 2.2.2 总体软件框图
• 2.3 本章小结
• 3 硬件方案设计
• 3.1 传感器选型
• 3.1.1 气敏传感器
• 3.1.2 温湿度传感器
• 3.1.3 音视频传感器
• 3.1.4 质量流量计选型
• 3.2 气敏传感器的温度补偿
• 3.3 模拟信号调理板的设计
• 3.3.1 气敏传感器信号调理设计
• 3.3.2 麦克信号调理设计
• 3.4 信号采集板的设计
• 3.5 报警电路的设计
• 3.6 微控制器系统的设计
• 3.6.1 微控制器选型
• 3.6.2 视频采集电路设计
• 3.6.3 以太电路设计
• 3.7 本章小结
• 4. 软件方案设计
• 4.1 微控制器软件设计
• 4.1.1 操作系统的选择
• 4.1.2 气体含量数据采集程序
• 4.1.3 报警子程序
• 4.1.4 音视频的采集、记录子程序程序
• 4.1.5 电源管理子程序
• 4.2 井上管理系统软件设计
• 4.2.1 用户登录子程序
• 4.2.2 通信子程序
• 4.2.3 数据解析和历史数据查询子程序
• 4.3 本章小结
• 5 系统调试
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文