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基于ARM7振弦式矿山压力检测系统的研究

作　者: 孙超
导　师: 周孟然
学　校: 安徽理工大学
专　业: 电路与系统
关键词: μ C/OS-Ⅱ 振弦式压力传感器实时性矿山压力 LPC2129
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

近些年来,伴随着单片机技术的快速发展,嵌入式系统技术以其自身结构简单、稳定、高效等众多优点成为了当今最热门的技术之一。而μ C/OS-Ⅱ具有结构小巧、性能稳定、代码开源等优点,从而得到广泛的应用。煤矿安全生产中,顶板冒落造成的塌陷事故在所占的重要地位极其重要,一旦出现此类事故不仅造成事后救援工作十分困难,严重危及井下工作人员的生命安全,也会造成重大的经济损失。因此,构建了一种基于ARM7振弦式矿山压力的检测系统来预防此类安全事故的发生尤为必要。本文在分析国内外矿压检测技术的发展情况下,以检测矿山压力为出发点,结合当前市场矿压检测产品及经典理论对系统进行深入研究分析。针对传统设备成本高、安装复杂、测量精度低、可扩展性能弱、实时性差等缺点进行改造,从而设计了一种基于ARM7振弦式矿山压力的检测系统。该系统采用飞利浦ARM7TDMI-S内核处理器LPC2129,处理器内嵌比较稳定的μ C/OS-Ⅱ作为系统软件核心部分,同时采用高稳定性的振弦式压力传感器检测压力数据,系统主要实现了对振弦式压力传感器对压力值的采集、补偿、CAN传输以及报警等功能,并在保证检测压力值的高精确度的前提下,综合考虑(软件和硬件)如何减少检测过程中背景的干扰,提高系统运行的灵敏度和稳定性。本系统分别从成本、安装、测量精度、抗干扰、扩张性、实时性等方面考虑,采用软、硬件结合的处理模式,极大地提高了矿压检测系统的运行性能：一方面系统有效地提高了压力的测量精度；另一方面系统具备实时性等优点。图[53]表[5]参[63]

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-13
1 绪论  13-19
  1.1 课题的研究背景及意义  13
  1.2 国内外研究现状  13-15
  1.3 研究的内容  15-17
    1.3.1 问题的提出  15
    1.3.2 系统的构成  15-17
    1.3.3 本课题的主要任务  17
  1.4 论文的研究内容  17-19
2 矿山压力和振弦式压力传感器介绍  19-28
  2.1 矿山压力及矿山压力显现  19-21
    2.1.1 矿山压力的概念  19
    2.1.2 矿山压力的来源  19-21
    2.1.3 矿山压力显现  21
  2.2 振弦式压力传感器的结构及工作原理  21-22
  2.3 振弦式压力传感器的类型及应用  22-24
  2.4 振弦式压力传感器的优缺点分析  24
  2.5 压力的计算公式及补偿公式  24-27
  2.6 本章小结  27-28
3 μC/OS-Ⅱ实时操作系统  28-38
  3.1 μC/OS-Ⅱ介绍  28
  3.2 μC/OS-Ⅱ的内核结构  28-29
  3.3 μC/OS-Ⅱ的工作原理  29-30
  3.4 μC/OS-Ⅱ在LPC2129上的移植  30-37
    3.4.1 μC/OS-Ⅱ移植条件  30-31
    3.4.2 μC/OS-Ⅱ硬件/软件体系结构  31-37
    3.4.3 μC/OS-Ⅱ建立任务  37
  3.5 本章小结  37-38
4 系统硬件设计  38-50
  4.1 硬件总体框架设计  38-39
  4.2 LPC2129核心模块  39-41
  4.3 激振电路  41-42
  4.4 频率检测电路  42-43
  4.5 CAN总线通信电路  43-44
  4.6 多路选择开关  44-45
  4.7 电源  45-46
  4.8 其他外扩部分  46-49
  4.9 本章小结  49-50
5 系统软件设计  50-71
  5.1 软件设计  50-59
    5.1.1 ADS 1.2  50
    5.1.2 创建一个新的工程  50-53
    5.1.3 编译和链接工程  53-56
    5.1.4 调试和下载程序  56-59
  5.2 分机模块软件设计  59-68
    5.2.1 主函数程序  59-61
    5.2.2 Task1程序  61-62
    5.2.3 Task2程序  62-65
    5.2.4 Task3程序  65-66
    5.2.5 Task4程序  66-67
    5.2.6 Task5程序  67-68
  5.3 主机模块软件设计  68-70
  5.4 本章小结  70-71
6 系统仿真与数据分析  71-77
  6.1 硬件电路仿真  71-73
  6.2 实验数据分析  73-76
  6.3 本章小结  76-77
7 结论与展望  77-79
  7.1 工作总结  77
  7.2 论文的不足之处  77-78
  7.3 展望  78-79
参考文献  79-83
致谢  83-84
作者简介及读研期间主要科研成果  84

基于ARM7振弦式矿山压力检测系统的研究

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