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面向煤矿大型机械人员安全探测系统的研究

作　者: 吴顺伟
导　师: 闫相宏
学　校: 山东科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 双元热释电传感器定位算法学习功能语音报警辐射区域电力载波通信闭锁控制
分类号: TP29
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本文通过分析煤矿大型机械造成人员伤亡事故的原因，对面向煤矿大型机械的人员安全探测系统进行了设计和研究，给出了系统设计的性能要求，详细介绍系统的硬件设计和软件设计过程，提出了利用被动红外探测器件—热释电传感器，实现人员定位和移动相对位置匹配的具体算法，对采用三个热释电传感器实现探测区域的界位划分具体方法作了深入地探讨。由于传感器的输出是低频小信号，因此详细分析了信号调理电路的频率特性和参数选择。系统采用了电力载波的通信和闭锁控制电路两种停车方式，能有效避免因某电路故障而引起的人员伤害，可靠性显著提高。通过红外无线通信电路的设计，实现了运放增益的红外数字调整，该电路特别适合于人员上下不便情况下的参数调整，详细给出了红外无线通信的协议。独特的学习功能可提高系统的智能化水平。从减少噪声影响、提高系统可靠性、降低系统功耗和独特的传感器系统结构设计等方面，探讨了设计中涉及到的关键技术及其具体解决方法。与其它报警和定位系统相比，系统具有结构简单、成本低、功耗小、定位准确、通信方式灵活、可靠性高的明显特点，对煤矿的安全生产起到了重要作用。

全文目录

1 绪论  23-27
  1.1 问题的提出  23
  1.2 国内外的研究现状  23-24
  1.3 研究的主要内容和采用的新技术  24-27
2 总体设计  27-30
  2.1 概述  27
  2.2 系统的总体设计  27-28
  2.3 探测子系统的设计  28-29
  2.4 系统的现场布置示意图  29-30
3 系统硬件模块设计与研究  30-55
  3.1 单片机系统模块设计  30-31
  3.2 热释电传感器  31-35
  3.3 信号放大与调理电路  35-38
  3.4 A/D转换器  38-39
  3.5 数字式电子增益可调放大电路  39-40
  3.6 红外无线通信电路设计  40-41
  3.7 声光报警电路  41-43
  3.8 电源电路的设计  43-45
  3.9 LCD液晶显示电路  45-47
  3.10 闭锁控制电路的设计  47-50
  3.11 与TK200的通信模块  50-55
4 系统软件设计  55-61
  4.1 单片机软件设计  55-57
  4.2 红外通信模块通信协议  57
  4.3 人员定位与移动相对位置匹配算法设计  57-61
5 系统的可靠性分析与设计  61-66
  5.1 硬件可靠性设计  61-64
  5.2 软件的可靠性设计  64-66
6 C51语言编程  66-68
  6.1 C51语言简介  66-67
  6.2 C51语言程序设计的基本技巧  67-68
7 关键技术和解决方法  68-71
  7.1 减少环境噪声影响的具体措施  68
  7.2 提高系统可靠性的方法  68-69
  7.3 降低系统功耗的措施  69
  7.4 独特的传感器系统结构设计  69-70
  7.5 典型的防爆防水的整体结构布局  70-71
结束语  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-74

面向煤矿大型机械人员安全探测系统的研究

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