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煤矿综采液压支架压力和顶板离层位移监测系统的研究

作　者: 王燕霞
导　师: 吴清收
学　校: 山东科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 综采工作面液压支架监测分机无线/RS485总线通信分站公用电话网
分类号: TD325.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本课题结合目前煤矿综采工作面安全生产的现状及存在的主要问题,设计了一种集信息采集、处理和传输技术于一体的煤矿综采液压支架压力与顶板离层位移监测系统。本文以该系统的井下监测分机和通信分站为主要研究内容,首先设计了系统的功能和结构,然后详细介绍了相关的硬件电路和软件设计,包括各模块的设备选型和实现的功能以及各部分的程序设计流程图和软件设计说明等。本系统以综采液压支架压力和顶板离层位移为监测对象,由井下和井上两部分组成。井上部分包括地面接收主机和计算机等；井下部分包括传感器、监测分机、通信分站及电源等。井下监测分机安装在具有代表性的综采支架上,用于监测支架压力和顶板位移。每台分机配有五个传感器,当接收到通信分站传来的数据采集命令后,采集三通道的压力和两个通道的位移量,对数据进行放大、A/D转换等处理后通过无线/RS-485总线方式传给通信分站,通信分站将数据进行存储,然后通过公用电话网传送到地面接收主机。本课题将机械、电子、传感器、数据采集、计算机控制技术有机结合起来,具有低成本、低功耗和高可靠性等优点,不但解决了现有监测系统数据采集实时性差、通信系统可靠性低、观测不方便、生产成本高等诸多缺点,还能够进一步提高矿用液压支架运行的安全性,对促进综采工作面的安全、高效生产将起到重要作用。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-16
  1.1 课题的提出背景和意义  11-12
  1.2 煤矿安全监测系统的研究现状和发展趋势  12-13
  1.3 本课题的主要研究内容  13-15
  1.4 本章小结  15-16
2 系统总体结构设计  16-31
  2.1 系统的设计目标和原则  16
  2.2 系统的总体方案设计  16-30
  2.3 本章小结  30-31
3 井下监测分机的硬件设计  31-54
  3.1 井下监测分机的总体硬件设计  31-32
  3.2 压力信号转换电路的设计  32-38
  3.3 位移信号转换电路的设计  38-42
  3.4 微控制器的选择  42-44
  3.5 液晶显示模块设计  44-46
  3.6 报警模块设计  46-47
  3.7 信号传输模块设计  47-51
  3.8 电源电路设计  51-53
  3.9 本章小结  53-54
4 井下通信分站的硬件设计  54-61
  4.1 井下通信分站的总体设计框图  54-55
  4.2 单片机外围电路的硬件设计  55-59
  4.3 上位机通信的硬件设计  59-60
  4.4 本章小结  60-61
5 系统软件设计  61-72
  5.1 井下监测分机的软件设计  61-66
  5.2 通信分站的软件设计  66-71
  5.3 本章小结  71-72
6 总结与展望  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-78
攻读学位期间发表论文  78

煤矿综采液压支架压力和顶板离层位移监测系统的研究

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