基于嵌入式ARM的智能检测仪

论文摘要

矿用气体传感器是煤矿安全生产的前提保障,如果矿用气体传感器不能及时有效的工作会酿成重大的生产事故。因此,国家对矿用气体传感器有周期性检测的规定。矿用气体传感器检测系统就是根据国家安全生产监督管理总局出台的一系列矿用气体传感器的行业标准,经过检测矿用气体传感器正常工作时的信号输出值自动给出矿用气体传感器的显示值稳定性、基本误差、响应时间和报警功能测评结果,以便方便快捷地完成矿用气体传感器的周期性检测工作,保障煤矿生产安全。本论文在研究矿用气体传感器检测原理的基础之上,设计了基于ARM7的检测系统和基于GPRS的远程数据传输系统两个部分,独创性的提出了与矿用气体传感器检测相适应的核心参数运算方法和运算程序。检测系统由硬件电路和软件程序构成。其中,硬件电路分为三大模块:供电模块、信号处理模块和主控模块。每一模块又可以按功能划分不同的功能电路,如:供电模块又分为传感器供电（DC9～24V可调）、信号采集芯片供电（DC9V）、主电路供电（DC5V）、主控芯片和存储芯片供电（DC3.3V）;信号处理模块分为信号采集电路、信号处理电路、信号存储电路和信号传输电路;主控模块则包含主控芯片电路、可控门电路。远程数据传输主要利用现成的公共无线网络-GSM网络作为数据传输的通道,采用ARM7作为数据采集传输的控制中心,将检测数据通过SMS/GPRS服务发送到数据接收终端。检测系统软件主要分为三大部分功能程序:通信接口管理程序、数据存储和链接程序、传感器检测结论运算程序。其中传感器检测结论运算程序作为本篇论文的独创性部分集中在核心参数运算一章中进行了重点描述。目前,作者所设计的新型矿用气体智能检测仪已完成整机试验,并投入生产使用。试验结果表明:该系统数据处理能力强、检测精度高、抗干扰能力强,为矿用气体传感器的自动检测提供了一种切实可行的新方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3 本论文研究的主要内容和组织结构
• 1.4 本章小结
• 2 检测部分系统设计
• 2.1 检测部分的功能
• 2.2 检测部分的设计要求
• 2.3 检测部分硬件电路设计
• 2.3.1 主控模块
• 2.3.2 信号处理模块
• 2.3.3 供电模块
• 2.4 检测部分软件开发
• 2.5 上位机系统设计
• 2.6 本章小结
• 3 远程数据传输部分设计
• 3.1 远程数据传输系统分析
• 3.2 远程数据传输系统介绍
• 3.3 ARM 最小系统硬件结构
• 3.4 利用SMS 来进行远程数据传输
• 3.5 利用GPRS来进行远程数据传输
• 3.6 远程数据传输的软件设计
• 3.6.1 Linux 系统
• 3.6.2 Linux 的移植
• 3.7 本章小结
• 4 核心参数的分析与处理
• 4.1 气体传感器输出曲线拟合
• 4.2 基本误差运算
• 4.3 显示值稳定性运算
• 4.4 响应时间运算
• 4.5 本章小结
• 5 结论
• 5.1 矿用气体传感器检测系统测试结果
• 5.2 展望
• 5.3 本章小结
• 致谢
• 参考文献