嵌入式系统在矿井斜巷提升集成监控中的应用

论文摘要

煤矿运输安全一直是煤矿生产首先要考虑的问题,斜巷提升则是煤矿生产运输中的重要环节之一,也是事故的多发区,造成事故的主要原因是斜巷运输安全监控不到位。因此针对目前的斜巷运输监控系统中存在的提升信号、防同勾装置、防跑车装置和调速装置等几个子系统互相独立,互不兼容,各上一套软硬件设备,造成投资成本高,设备利用率低,维修困难等问题,作者设计了将其中三个子系统,即提升信号子系统,防同勾子系统和防跑车子系统融为一体、综合集中控制的思想,并采用了嵌入式微处理器及其接口电路实现之。文章首先介绍了该矿井斜巷提升综合控制系统的组成,对系统的主要功能、设计思想、三个子系统的检测原理、方法以及控制输出等进行了分析。并在此基础上设计了以Philips公司生产的嵌入式控制芯片LPC2214和LPC2132为控制核心的硬件电路。并对所用到的片内外设,如A/D转换、高速计数器、LCD及其接口电路进行了设计。在此基础上设计了A/D转换、键盘、LCD、输入输出开关量、高速计数器、UART通讯等驱动程序,并将实时操作系统uC/OS-Ⅱ移植到LPC2214中,最后对数据采集、数据处理、数据存储、数据输出、提升信号系统、防跑车系统和防同勾系统的软件模块等进行了设计和分析。该系统具有性价比高、集成度高等优点。图25表7参53

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题的目的和意义
• 1.2 国内外发展情况
• 1.3 本文主要内容
• 1.4 本文关键技术概述
• 1.5 本章小结
• 2 矿井斜巷提升监控系统的组成
• 2.1 系统的主要功能
• 2.2 系统设计思想
• 2.3 防同勾系统
• 2.4 提升信号系统
• 2.5 防跑车系统
• 2.6 本章小结
• 3 运输信号系统
• 3.1 过速保护装置
• 3.1.1 旋转编码器原理
• 3.1.2 光电编码器分类
• 3.1.3 位移检测方法分析
• 3.1.4 测速方法分析
• 3.1.5 光电编码器接口电路设计
• 3.2 超载检测装置
• 3.2.1 奥马特信号转换隔离模块
• 3.2.3 分流器原理
• 3.2.3 奥马隔离模块、分流器与LPC2214接口电路设计
• 3.3 超挂车检测
• 3.4 车人同行保护装置
• 3.4.1 热释电红外传感器原理
• 3.4.2 热释电红外传感器与ARM接口电路设计
• 3.5 本章小结
• 4 斜巷提升防跑车系统
• 4.1 防跑车装置的组成
• 4.2 主要参数和主要特点
• 4.3 挡车装置工作过程
• 4.4 防跑车装置安装
• 4.5 本章小结
• 5 斜巷提升防同勾系统
• 5.1 斜巷提升矿车运行双轨错道的原因及危害
• 5.2 磁感应接近开关原理
• 5.3 磁感应接近开关特点
• 5.4 本章小结
• 6 矿井斜巷提升集成监控系统硬件设计
• 6.1 基于ARM核的微处理器介绍
• 6.2 基于ARM核的微处理器选型
• 6.3 LPC2214接口电路设计
• 6.3.1 A/D转换
• 6.3.2 键盘接口
• 6.3.3 LCD接口设计
• 6.3.4 输入开关量信号的采集
• 6.3.5 输出开关量信号的连接
• 6.3.6 UART通信协议
• 6.4 LPC2132接口电路设计
• 6.4.1 高速计数器
• 6.4.2 输入开关量信号
• 6.4.3 输出开关量控制
• 6.5 本章小结
• 7 基于嵌入式系统的矿井斜巷提升监控系统软件设计
• 7.1 LPC2214软件系统设计
• 7.1.1 LPC2214设备驱动层软件设计
• 7.1.2 uC/OS2操作系统及其移植到LPC2214
• 7.1.3 软件模块设计
• 7.2 LPC2132软件设计
• 7.2.1 高速计数器驱动设置
• 7.2.2 UART驱动设置
• 7.2.3 GPIO输入输出驱动
• 7.2.4 防跑车系模块软件设计
• 7.5 本章小结
• 8 总结与展望
• 8.1 工作总结
• 8.2 下一步打算
• 参考文献
• 致谢