矿井通风安全监测监控系统关键技术研究

论文摘要

稳定可靠的矿井通风系统是杜绝瓦斯、煤尘事故和防治煤层的自燃的必要条件,是提高矿井抗灾能力的基础,是矿井安全生产的保证,也是防灾减灾的重要手段。为此,必须实时掌握矿井通风系统各用风地点风压的变化,根据风压的变化,可以分析矿井通风系统的稳定性和变化。通风安全监测监控系统实现对矿井风压进行自动实时监测,提供风压测量参数,为矿井管理提供及时准确的资料。本系统优化了传统的矿井通风安全监测系统,将现代信号采集技术、信号传输技术、计算机信息处理技术及计算机网络技术等相互融合,设计了CAN总线接口、基于灰色理论的智能风压传感器、通信分站、监控主站,可以全面、实时、自动地对监测数据进行自动记录、存储、处理,实现了矿井通风安全监测的自动化、智能化、模块化、层次化和网络化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 煤矿安全现状
• 1.2 矿井安全监控系统的概况及发展趋势
• 1.2.1 矿井安全监测监控系统的特点
• 1.2.2 矿井安全监测监控系统发展历程
• 1.2.3 矿井安全监测监控系统发展趋势
• 1.3 问题的提出
• 1.4 研究内容
• 2 矿井通风监测监控系统总体方案设计
• 2.1 监控系统的总体结构
• 2.2 总线技术的实现
• 2.2.1 现场总线技术的现状与发展
• 2.2.2 几种常用的现场总线
• 2.3 监控系统的组网结构
• 2.4 监控系统的特点
• 3 CAN 总线技术
• 3.1 CAN 总线的基本原理
• 3.1.1 CAN 总线工作原理
• 3.1.2 CAN 总线通信协议
• 3.2 CAN 通信接口设计
• 3.2.1 CAN 总线通信接口原理
• 3.2.2 CAN 总线通信接口设计图
• 3.3 CAN 总线软件设计
• 3.3.1 系统初始化模块
• 3.3.2 CAN 通信模块
• 4 基于灰色预测理论智能风压传感器设计
• 4.1 传感器自校正方法概述
• 4.2 传感器自校正技术算法研究
• 4.2.1 误差模型修正法
• 4.2.2 查表和搜索法
• 4.3.3 插值法
• 4.4.4 曲线拟合法
• 4.4.5 BP 网络算法
• 4.3 基于灰色预测理论的自校正技术
• 4.3.1 灰色预测理论
• 4.3.2 灰色预测理论在自校正中的应用
• 4.4 智能风压传感器硬件设计
• 4.4.1 智能风压传感器电路设计
• 4.4.2 智能风压传感器的工作原理
• 4.5 智能风压传感器软件设计
• 5 通信分站设计
• 5.1 通信分站功能
• 5.1.1 分站的外部功能
• 5.1.2 分站的内部功能
• 5.2 通信分站主板设计
• 5.2.1 通信分站主板原理
• 5.2.2 模拟信号输入电路
• 5.2.3 通信时钟分频电路
• 5.3 通信分站软件设计
• 5.3.1 通信分站主程序
• 5.3.2 通信分站与智能传感器的通信
• 5.4 通信分站的优点
• 6 监控主站设计
• 6.1 监控主站的构成
• 6.2 监控计算机与通信分站的通信
• 6.3 监控主站主要功能模块的实现
• 6.3.1 数据库服务器
• 6.3.2 网络服务器
• 6.3.3 系统的访问权限
• 7 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文及参与科研项目