学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

煤矿矿井嵌入式数据采集分站的研究与实现

作　者: 余翔
导　师: 吴友宇
学　校: 武汉理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 数据采集分站 TCP/IP CAN μC/OS-Ⅱ
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 272次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

煤矿矿井数据采集分站是煤矿井下各安全监控模块与井上安全监控中心之间数据传输的枢纽，负责安全监控中心与安全监控模块之间的数据的采集与通信。数据采集分站能否有效工作决定了煤矿安全监控能否顺利进行，在煤矿安监中发挥着重要作用。针对数据采集分站的工作要求，本文采用了高性能ARM7芯片LPC2292为主控芯片，通过SPI接口控制以太网控制器芯片实现TCP／IP通信，通过内嵌的CAN控制器模块实现CAN通信，并移植了μ／OS-Ⅱ操作系统使整个设计具有可靠性高、扩展能力强等特点。论文首先简要介绍了煤矿矿井数据采集分站的研究背景与意义，讨论了数据通信部分的实施方案，得出该数据采集分站与井上监控中心之间用以太网组网，与井下监控节点之间以CAN网络组网的方案。本文的中心工作围绕煤矿矿井数据采集分站的硬件设计中各个独立的模块进行，详细介绍了TCP／IP通信模块的设计。对电源和复位、CAN通信、LCD显示、参数修改与存储模块也一并作了介绍。在硬件设计的基础上，进行了基于μC／OS-Ⅱ操作系统的软件设计。软件设计包括驱动程序与系统任务两部分。驱动程序部分包括各个模块的实现过程，主要对TCP／IP通信的实现进行了详细介绍。在系统任务部分，根据数据采集分站各个模块的实际作用，分配了任务的优先级，并介绍了数据采集分站各个任务的设计流程。在整个系统的设计中，软硬件系统设计均采用了抗干扰措施，提高了系统的电磁兼容性。实践证明整个系统运行正常，能够实现对煤矿矿井数据有效采集。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第1章绪论  8-16
  1.1 背景与意义  8-9
  1.2 数据采集分站设计方案设计  9-14
  1.3 矿井数据采集分站的组成与功能  14-16
第2章 TCP/IP协议  16-24
  2.1 TCP/IP体协结构  16-17
  2.2 以太网的MAC层  17
  2.3 TCP/IP协议  17-24
第3章采集分站系统硬件的设计与实现  24-36
  3.1 硬件系统组成  24
  3.2 主控芯片及外扩存储器  24-25
  3.3 电源与复位电路  25-26
  3.4 TCP/IP通信模块  26-29
  3.5 CAN通信模块  29-31
  3.6 矿井现场应急控制模块  31
  3.7 采集分站现场显示模块  31-32
  3.8 参数修改与存储模块  32-34
  3.9 系统硬件的抗干扰能力设计  34-36
第4章基于μC/OS-Ⅱ的采集分站系统软件设计  36-62
  4.1 系统软件的整体构成  36
  4.2 TCP/IP通信程序设计  36-45
    4.2.1 ENC28J60的驱动  36-37
    4.2.2 TCP/IP协议栈  37
    4.2.3 TCP/IP协议的实现  37-45
  4.3 CAN总线通信  45-47
  4.4 采集分站现场显示  47-48
  4.5 参数修改与存储  48-49
  4.6 μC/OS-Ⅱ在LPC2292上的移植  49-56
    4.6.1 与配置相关的文件修改  50-51
    4.6.2 与硬件相关的文件修改  51-56
  4.7 采集分站各个任务的软件设计  56-62
    4.7.1 采集分站任务优先级分配  56-57
    4.7.2 初始化任务  57-58
    4.7.3 CAN通信任务设计  58-59
    4.7.4 TCP/IP通信任务设计  59-61
    4.7.5 现场显示任务  61
    4.7.6 现场应急任务设计  61
    4.7.7 参数修改与存储任务设计  61-62
第5章全文总结与展望  62-64
  5.1 全文工作总结  62
  5.2 展望  62-63
  5.3 结束语  63-64
参考文献  64-66
致谢  66-67
硕士研究生期间发表的论文  67-68
附录A-1 最小系统设计原理图  68-69
附录A-2 功能模块设计原理图  69

煤矿矿井嵌入式数据采集分站的研究与实现

内容摘要

全文目录

相似论文