煤礦井下頂板壓力的智能采集和處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、煤炭是我國的主要能源，在國民經濟中發(fā)揮著重要的作用。然而近年來，煤礦事故頻發(fā)，主要是瓦斯和頂板事故，對礦井的安全生產造成極大損害。為實現科學管理礦山生產、減少頂板事故就必須對煤礦井下頂板壓力進行檢測與控制。目前我國絕大多數煤礦井下項板壓力檢測采用精度低、工作效率低的機械式或液壓式檢測儀器。而較先進的礦壓檢測系統(tǒng)，由于采用有線的通信方式，存在配置復雜，布線、維護困難，同時兼容性差，擴展能力不強等缺點。因此，研制一種基于無線通信的煤礦井下頂

2、板壓力的智能采集和處理儀器是十分必要的。
　　 本文在深入比較了國內外頂板壓力數據采集系統(tǒng)和處理設備的優(yōu)劣后，在查閱了大量相關文獻和資料的基礎上，設計了一種井下項板壓力數據采集裝置和基于無線傳輸的智能分析裝置。整個系統(tǒng)采用低功耗設計，其中，井下頂板壓力數據采集裝置采用高性能的ARM7微控制器LPC2103，不僅能夠完成對頊板壓力數據的定時采集和存儲、對智能分析裝置發(fā)送的各種無線命令進行無線接收和處理、同時將壓力數據無線發(fā)射給智能

3、分析裝置。智能分析裝置則采用ARM7微控制器12C21131，不僅用于實現對壓力數據進行無線接收和存儲、對井下頂板壓力數據采集裝置的實時時鐘進行無線校準、對各采集點壓力數據進行智能分析和圖表顯示、同時將壓力數據上傳給上位機。
　　 首先，簡要闡述了系統(tǒng)的整體方案，各個裝置所要完成的功能以及微控制器、壓力傳感器的選取和各種無線傳輸方式的比較。然后根據各個裝置具體的功能要求，分別從硬件和軟件兩方面進行介紹。硬件電路設計包括電源電路、

4、傳感器信號變換電路、存儲電路、報警電路、無線數傳電路、串口通信電路、液晶顯示電路、按鍵電路等電路設計；軟件設計采用模塊化程序設計思想，包括系統(tǒng)初始化子程序、系統(tǒng)設置子程序、對井下頂板壓力數據的無線采集、存儲子程序、實時時鐘無線校準子程序、壓力數據分析子程序、圖表顯示壓力數據子程序、壓力數據上傳子程序等模塊設計。
　　 經過大量的實驗驗證，本系統(tǒng)運行穩(wěn)定，操作方便，同時具有測量精度高、體積小、功耗低等特點，達到了系統(tǒng)所要求的性能指