一、单片机在煤矿安全仪表中的应用（论文文献综述）
黄鹤宇[1]（2021）在《基于嵌入式的便携式瓦斯检测仪自动收发系统》文中进行了进一步梳理便携式瓦斯检测仪是一种可连续检测瓦斯浓度的安全型设备。随着社会的进步和科技的发展,煤矿企业对于便携式瓦斯检测仪的自动收发技术及其管理水平逐步提高,但是目前尚停留在需要人工参与的阶段,必须有专门的工作人员在现场完成发放与回收操作。此外,现有的瓦斯检测仪收发系统还存在以下缺点:标识瓦斯检测仪的条形码易磨损、标识员工的条码卡容易丢失、仪表收发记录无法实现远程异地查看,系统的自动化和信息化程度不高。为此,本文设计了一种高效率的基于嵌入式的便携式瓦斯检测仪自动收发系统。本文在分析了便携式瓦斯检测仪自动收发系统的设计要求以及煤矿的实际工作需求后,确定了该系统设计时要考虑的因素和实现的功能。其中,设计因素主要包括仪表收发足够迅速、数据保存合理完整、系统运行可靠稳定、操作简单;系统功能包括仪表的自动发放与自动回收、仪表收发记录的自动存储、对人员信息和仪表信息的计算机管理以及对数据库的远程访问。基于嵌入式的便携式瓦斯检测仪自动收发系统由系统前台和系统后台两部分构成。其中,系统前台部分由客户端和仪表收发装置组成,完成仪表的自动发放与回收;系统后台部分由服务器和数据库组成,实现数据信息的存储与查询以及对数据库的管理和远程访问。首先,仪表自动收发装置是本系统的核心硬件设备。根据煤矿企业的现场需求,本文设计了该装置的机械结构,由MT-24V-24S-550N-50电动推杆与直流电机传送带组成传动机构,并以STM32F767微控制器作为传动机构的控制核心,实现仪表的自动发放与回收。其次,给出了系统的硬件设计方案。选取I.MX6ULL处理器构建嵌入式系统作为客户端,负责各种数据信息的处理;采用先进的人脸识别技术对仪表领用人员进行识别,以K210芯片为核心设计了人脸识别模块;利用射频技术获取瓦斯检测仪信息,射频阅读器由MFRC522芯片配合STM32F107构成,射频标签内置于仪表中;选取IPC-610H工控机并安装Linux操作系统作为服务器。之后,进行了系统的软件设计。前台软件设计主要包括Linux操作系统的移植、在Linux平台上的程序开发、作为收发装置控制核心的STM32F767的程序编写、作为射频阅读器控制核心的STM32F107的程序编写,前台软件部分用C语言实现。系统后台运行着数据库以及软件程序,数据库选用My SQL,软件程序分为两部分:一部分用于管理数据库,由Qt框架和C++语言实现,并提供一个可视化界面,可以在服务器端管理数据库以及在远程终端上访问数据库;另一部分用于实现服务器与客户端之间的网络通信以及向数据库存储数据信息,这部分软件程序采用C语言编写。最后,搭建实验平台对系统进行测试,结果表明该系统实现了便携式瓦斯检测仪的自动收发、仪表收发记录的自动存储、数据库的远程访问等功能。系统运行稳定、可靠,提高了煤炭企业对便携式瓦斯检测仪收发和管理的自动化、信息化的程度,为煤矿安全生产提供了保障,对于减少煤矿瓦斯事故的发生具有十分重要的意义。
黄洁[2]（2020）在《非色散红外甲烷传感器自动检定系统研究》文中研究指明在煤矿生产环境中,瓦斯爆炸一直是矿井下工作人员生命安全的最大威胁。瓦斯爆炸主要是矿井下瓦斯浓度过高所引发的灾难,因此,精准地测出甲烷浓度,对于控制瓦斯浓度,避免瓦斯爆炸事故的发生是一项必要的措施。为长期有效地检测甲烷浓度,需定期检定甲烷传感器。本课题在国家重点研发计划“矿山新型甲烷通风防尘安全仪器计量技术研究（2017YFF0205500）”的资助下,研制了插拔方便,可移动,能同时进行十二个传感器的自动检定,可适用于复杂光照条件下,多种输出信号,多种型号的非色散红外甲烷传感器自动检定系统。主要研究内容如下:本课题设计了检定系统的气体回路、基于STM32F407ZGT6的控制电路、对十二个甲烷传感器输出的电流及频率信号进行检测的电路、基于树莓派的传感器示值图像信号的采集识别及传输。为保证检定系统中不同功能模块之间的通信,频率计、电流表与单片机之间的通信采用RS485通信协议,并开发了自定义的单片机与上位机、树莓派之间的通信协议。由于系统多处供电电压不同且部分相互隔离,因此设计了2路独立的辅助电源,分别输出15V、-15V电压。上位机可完成数据实时显示、处理等功能,此外,上位机可通过串口通信实现人机交互,检定人员通过操纵上位机从而实现对整个检定过程的操控。上位机主要对示值误差、重复性、响应时间、漂移、信号传输误差这几个项目的检定过程数据进行显示、处理后存储并用于后续检定结果的打印。现有的检定设备大多数都无法随处移动只能定点完成检定工作,尤其对传感器数码示值的图像信号识别及记录时,往往精度不高且不能适应各种复杂光照条件下工作。为此本文重点研究了传感器数码示值识别的相关算法。在图像预处理阶段将多用于人脸识别及去雾领域的Retinex算法引入传感器数码识别中,用于识别传感器定位时能更好的找到数码示值的红色区域部分,通过实验对比确定MSRCR算法作为预处理阶段的图像增强算法,并得到较好的效果。本文将字符识别阶段类比于手写字符识别的问题,将基于PCA的PSO-SVM算法及卷积神经网络算法用于本系统自定义数据集的识别,将两种算法的优势结合,摒弃掉各自算法的不足,使用SVM来替代卷积神经网络自带的分类器,对卷积神经网络提取的特征信息进行分类识别,由于运行时间较长,对结合后的算法进行改进,将卷积神经网络提取的特征维度进一步降维之后再使用SVM分类器对其识别,实验表明改进后的算法相较于改进之前具有更高的识别率,降低了运行时间。该论文有图67幅,表9个,参考文献72篇。
张志忠[3]（2018）在《单片机在综采工作面电气控制系统中的应用》文中研究表明针对我国煤矿综采工作面电气自动化控制系统以及单片机工作原理、选型原则进行研究,并在此基础上着重分析了单片机在煤矿综采工作面电气控制系统的应用,详细阐述了单片机在监控系统、通风系统、滚筒采煤机以及提升机的工作原理。
马子林[4]（2017）在《瓦斯解吸特性快速分析装置的研发及其应用》文中研究指明煤矿瓦斯灾害事故是影响煤矿安全生产的最大危险因素之一,也是当前煤矿安全中威胁最大、最突出的一个问题。因此,瓦斯灾害事故预防是煤矿安全生产的关键性问题。煤层瓦斯含量是煤层瓦斯的主要参数,它是进行矿井瓦斯资源评价、制定矿井瓦斯灾害防治措施的根本依据,甚至可以说煤层瓦斯含量测定值的准确性将会直接关系矿井的安全生产。而在大部分利用直接法测瓦斯含量时都用到了瓦斯解吸规律,因此,进一步对瓦斯解吸规律进行研究,是直接法测瓦斯含量的基础工作,亦是矿井瓦斯危险程度预测和以其预测为依据而制定的瓦斯灾害防治措施的重要工作。为此本文旨在研制出一款性能稳定、可靠性高、实验精度高、系统误差小的瓦斯解吸特性快速分析装置,对准确测定煤层瓦斯含量、煤矿的安全生产、瓦斯灾害的防治等有着重要的现实意义。本文的主要研究内容及成果如下:（1）文章在瓦斯解吸规律理论研究的基础上,通过对现存测定仪器的研究分析,明确分析装置的设计原理及功能需求,并根据设计原理和功能需求规划出系统的总体结构。（2）采用单片机以及集成度高的芯片电子技术,合理的进行分析装置的整体硬件电路设计（主要包括电源电路、时钟电路、通信电路等）。通过大量器件的性能参数对比,选择分析装置所需的各类传感器、时钟芯片和液晶显示屏等。采用KEILμvision2进行软件源程序的编制,以及通过STC-ISP软件来完成源程序的下载烧录。（3）在硬件及软件设计的基础上完成分析装置的开发及制作,并对其进行实验验证。实验结果表明:本文设计的瓦斯解吸特性快速分析装置可以实现数据的实时采集、处理、显示以及通信等功能,具有可靠性高、响应速度快、测量精确度高、操作简便等特点。
齐杰龙,高芬[5]（2017）在《单片机在煤矿安全仪表中的应用》文中认为随着对瓦斯浓度检测技术的探索与研究,能检测多种安全状态参数的安全仪表应运而生,本文将以CO传感器的选择与硬件设计、软件设计两部分来研究单片机在安全仪表中是怎样发挥作用的。
廖振兴[6]（2016）在《煤矿瓦斯抽放通信系统研制》文中研究指明煤矿工业中最大的安全隐患是瓦斯事故,瓦斯气体不仅对人生命造成威胁,还会引起自燃、爆炸或发生矿难。瓦斯又是一种优质的能源,优质安全的瓦斯抽放措施可以使瓦斯得到充分利用,提高经济效益,有助于可持续发展。煤矿瓦斯抽放中的数据通信技术是实现瓦斯抽放智能化、网络化的关键,也是实现矿井高速信息化平台的重要环节。我国现阶段广泛运用的瓦斯抽放通信系统存在信息不能互通、通信线路重复投资建设、系统建设维护成本大、整体可靠性差、井下通信采用有线方式以致故障率高等缺点,制约了煤矿工业现代化的发展。本文在分析了井下无线电波传播特性、无线信道传输特性、隧道横截面对电磁波传播特性的影响、Zigbee网络的基础上,设计了一套基于CAN总线和无线通信的瓦斯抽放通信系统,实现了井上PC主机和井下传感器设备之间的通信。在本通信系统中,地面上的监控PC机和井下各个固定节点监控设备之间采用CAN总线进行数据传输,可以将固定节点监控设备探测到的泵温度、管路压力、水流量、瓦斯浓度等数据送到地面上的PC机;无线通信部分是井下人员携带具有无线通信模块和瓦斯监控仪功能的设备,随着人员的移动采集不同地点的参数信息,并将采集到的结果传输到固定节点,固定节点再通过数据转换,将信息通过CAN网络传送到地面上的PC机。本文构建了通信系统的测试平台。通过实物及软件测试,检测了所设计的通信系统各节点的硬件及软件的有效性。测试结果表明,所设计的系统达到了瓦斯抽放系统的通信要求。系统实用性强,可解决中小型煤矿企业购买瓦斯抽放通信系统难的问题,提高煤矿企业生产安全性能。
霍军军[7]（2014）在《基于Profibus-DP总线和LIN总线的矿用数据采集和控制系统》文中研究表明我国是一个煤炭大国,在煤炭产业蓬勃发展的背景下,煤矿生产自动化也有了长足的发展。煤矿生产中,现代化生产设备的监测和控制成为煤矿安全生产的保证,也是近年来煤矿生产自动化研究的重点课题。对分布在现场的设备进行监控,选择性能优良、工作稳定的现场总线以及配套设备尤为重要。目前在我国煤矿自动化系统中应用较为广泛的主要有Profibus、CAN、 Modbus总线等,其中Profibus-DP总线应用最为广泛。然而,目前我国对DP总线的应用主要以引入国外大公司的成套设备为主,成本很高。因此,开发一种成本较低、性能良好、应用灵活的现场控制系统成为煤矿生产自动化领域的迫切需要。本文将DP总线的应用广泛性和LIN总线的低成本应用的优势结合起来,提出一种基于DP总线和LIN总线的控制系统。该系统有效的降低了DP总线在煤矿自动化生产中的成本,拓展了LIN总线的应用领域,有利于煤矿自动化生产的发展。本文首先分析了课题的研究背景以及国内外关于煤矿自动化生产的现状,主要是对DP总线在煤矿生产中的应用和LIN总线的应用状况进行分析,论证了课题的可行性；在参阅了大量资料的基础上,提出了基于DP总线和LIN总线的数据采集与控制系统的总体设计方案,主要是对现有的三种常用设计方案的特性进行对比研究,结合本课题的实际情况,选择微处理器与专用DP通信协议芯片结合的方案,并对系统各部分功能进行规划；继而重点设计了基于飞思卡尔微控制器的DP总线和LIN总线数据转换的通信主机,在参阅相关芯片资料的基础上,进行硬件选型、电路图和PCB板图绘制,并结合系统设计方案,编写了单片机程序和GSD文件；测试了系统的工作性能,主要测试了系统中各部分电路板的工作性能以及系统作为一个整体的工作性能；最后测试了系统在干扰环境下的工作情况以及其在工业现场的工作性能,并对本系统设计中出现的一些问题进行分析和总结,对系统未来的改进工作进行了展望。
李舸帆[8]（2013）在《CAN总线在煤矿信息通讯网络中的应用探讨》文中进行了进一步梳理煤炭资源是我国经济建设和社会发展基础能源,在能源消费结构中一直处于70%左右。将信息通讯网络应用于煤矿生产中,提高了生产效率,降低了劳动强度,具有重要的意义。文章首先对CAN总线进行了分析,然后分析其在煤矿信息通讯网中的应用情况,为煤炭信息网络化提供了可借鉴的理论。
高超[9]（2012）在《基于无线通信的瓦斯监控系统的设计》文中研究表明现阶段，我国主要的能源是煤炭资源，它在消费结构以及能源生产中占有重要的地位，而煤矿的安全生产才能保证我国煤炭工业的稳定发展。煤炭的开采环境复杂、多变，稍有不当就可能引发安全事故。这个问题困扰着大多数煤矿企业，与矿井工人和国家煤矿事业的发展息息相关，为了防止瓦斯爆炸事故的发生，必须加强对采煤环境的检测和管理，以科技创新为核心，提高煤矿监控系统的监控能力。本文设计了基于无线通信的瓦斯监控系统，它主要以STC89C52、MSP430单片机及LabVIEW软件为核心，由手持的采集设备、主控基站以及井上监控中心三部分组成。采集设备主要负责检测工作面的瓦斯浓度和以无线的方式发送数据，并兼有1602液晶显示、报警的功能；监控基站主要负责无线数据的接收工作，并采用12864液晶屏综合显示数据、报警及发送数据到井上的监控中心；井上监控中心采用LabVIEW软件设计，主要负责接收井下主控基站发送来的数据，这样就完成了井下与井下的一种信息交互，实现了分散瓦斯数据采集的自动化。本系统针对井下环境复杂的情况，改变了以往被广泛采用的有线传输方式，采用更可靠的以RF技术为核心的无线传输数据的设计方法，在系统设计完成后，分别对采集设备、主控基站和监控中心的具体功能模块进行了测试，测试结果显示，该设计实现了预期的瓦斯监控系统的基本功能，达到了研究课题的要求。
刘成[10]（2011）在《煤矿高低浓度瓦斯安全监控系统》文中进行了进一步梳理煤炭是我国的主要能源,在国民经济中占据极其重要的地位。煤矿的生产过程中存在很多安全问题,煤矿事故频繁发生,其中煤矿瓦斯事故占到70%以上因此,设计一个可靠性好、稳定性高的煤矿瓦斯安全监控系统,对煤矿的安全生产具有非常重要的意义。根据用户需求和国家安全生产规范的要求,结合计算机技术、单片机技术与通讯技术,提出了一种切实可行的高低浓度瓦斯安全监控系统的设计方案,并设计了煤矿用高低浓度瓦斯传感器和井下智能监控分站。本课题设计的煤矿高低浓度瓦斯传感器与井下智能监控分站的技术指标符合安全行业生产标准《AQ6206-2006煤矿用高低浓瓦斯传感器》与《AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术条件》的技术要求。高低浓度瓦斯传感器可以对瓦斯浓度进行实时检测,并可以完成自动校零、非线性补偿。在全量程的处理上,利用MJC4/2.0与MJC4/3.0两种载体催化元件对瓦斯气体进行采样。在传感器硬件电路设计方面,选用AT89C51RC2单片机作为核心控制器,设计了加热采样电路、信号放大电路、电源模块、A/D转换电路、数据存储电路、红外遥控电路、通信电路以及信号输出电路等。在软件开发方面,采用模块化设计方法,设计了零点自动补偿程序,使传感器可以自动调整零点,提高了检测准确性。高低浓度瓦斯传感器已通过各项规定的实验调试,实验结果表明：系统功耗低、易维护、检测精度高、抗干扰能力强、具有很好的数据处理能力,实现了井下瓦斯检测的数字化。井下监控分站选用ARM微处理器为核心处理器,采用源码公开的实时嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ作为软件平台,采用TCP/IP传输协议来实现中心站与分站间的通信。在硬件方面,采用NXP公司的32位ARM微处理器LPC2210作为监控分站的核心处理器,它有8路10位A/D转换器、76个通用I/O口、内置CAN总线控制器,可以实现对现场频率信号、电流信号与CAN总线信号的采集。在软件方面,将源码公开的实时嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ移植到LPC2210中,介绍了几个嵌入式软件任务的实现,并完成了测试与调试工作。
二、单片机在煤矿安全仪表中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、单片机在煤矿安全仪表中的应用（论文提纲范文）
（1）基于嵌入式的便携式瓦斯检测仪自动收发系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 课题研究的意义和目的 |
| 1.3.1 课题研究的意义 |
| 1.3.2 课题研究的目的 |
| 1.4 论文的主要内容和结构 |
| 1.4.1 论文主要内容 |
| 1.4.2 论文结构 |
| 第二章 系统总体方案及收发装置设计 |
| 2.1 系统需要实现的功能 |
| 2.2 系统需要考虑的因素 |
| 2.3 系统总体设计方案 |
| 2.4 系统中用到的技术 |
| 2.5 仪表收发装置的设计 |
| 2.5.1 仪表自动收发装置整体结构设计 |
| 2.5.2 仪表发放部分设计 |
| 2.5.3 仪表回收部分设计 |
| 2.5.4 仪表自动收发装置箱体设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 系统硬件电路设计 |
| 3.1 系统硬件结构 |
| 3.2 处理器最小系统设计 |
| 3.2.1 处理器相关知识简介 |
| 3.2.2 处理器I.MX6ULL介绍 |
| 3.2.3 处理器最小系统电路设计 |
| 3.3 各模块硬件电路设计 |
| 3.3.1 网络模块电路 |
| 3.3.2 串口模块电路 |
| 3.3.3 人脸识别模块电路 |
| 3.3.4 射频模块电路 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 系统软件程序设计 |
| 4.1 嵌入式软件开发环境搭建 |
| 4.1.1 搭建交叉编译环境 |
| 4.1.2 移植Bootloader |
| 4.1.3 移植Linux内核 |
| 4.1.4 移植根文件系统 |
| 4.2 嵌入式系统驱动程序开发 |
| 4.2.1 设备驱动及设备树基本概念 |
| 4.2.2 串口驱动程序 |
| 4.3 客户端应用程序设计 |
| 4.3.1 网络通信程序 |
| 4.3.2 串口通信程序 |
| 4.3.3 客户端主体程序设计 |
| 4.4 数据库软件程序设计 |
| 4.4.1 数据库设计 |
| 4.4.2 数据库可视化管理程序 |
| 4.5 服务器应用程序设计 |
| 4.5.1 数据库连接程序部分 |
| 4.5.2 网络通讯程序部分 |
| 4.5.3 应用程序主体设计 |
| 4.6 各模块程序设计 |
| 4.6.1 人脸识别模块程序 |
| 4.6.2 射频阅读器程序 |
| 4.6.3 仪表收发装置控制程序 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 系统测试及性能分析 |
| 5.1 实验平台搭建 |
| 5.2 系统功能测试 |
| 5.2.1 系统数据传输测试 |
| 5.2.2 仪表收发测试 |
| 5.2.3 数据库可视化管理测试 |
| 5.2.4 远程终端查询与打印报表测试 |
| 5.3 性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）非色散红外甲烷传感器自动检定系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 背景及意义 |
| 1.2 国内外发展及研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.4 本文的结构安排 |
| 2 非色散红外甲烷传感器检定系统的原理 |
| 2.1 非色散红外甲烷传感器的工作原理 |
| 2.2 非色散红外甲烷传感器的检定及技术要求 |
| 2.3 检定系统方案设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 复杂光照条件下甲烷传感器数码识别预处理算法 |
| 3.1 图像预处理方法 |
| 3.2 图像增强算法 |
| 3.3 图像预处理仿真结果对比与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 甲烷传感器数码识别算法研究 |
| 4.1 基于PCA变换和PSO-SVM的传感器数码识别算法 |
| 4.2 基于改进的CNN和 SVM甲烷传感器数码识别算法 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 系统平台搭建及试验 |
| 5.1 硬件选型及电路设计 |
| 5.2 软件设计 |
| 5.3 检定系统试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）单片机在综采工作面电气控制系统中的应用（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 煤矿综采工作面电气控制系统设计要求 |
| 2 单片机控制流程分析 |
| 3 单片机的确定选型 |
| 4 单片机在电气控制系统中的应用 |
| 4.1 单片机在工作面监控系统中的应用 |
| 4.2 单片机在滚筒采煤机中应用 |
| 4.3 单片机在提升机中的应用 |
| 4.4 单片机在通风系统中的应用 |
| 5 结语 |
（4）瓦斯解吸特性快速分析装置的研发及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 瓦斯解吸规律研究现状 |
| 1.2.2 测定仪器研究现状 |
| 1.2.3 存在的问题 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 分析装置的原理和总体结构 |
| 2.1 瓦斯解吸规律理论基础 |
| 2.1.1 煤层瓦斯的来源 |
| 2.1.2 瓦斯气体的赋存状态 |
| 2.1.3 煤的瓦斯解吸特性 |
| 2.2 分析装置的设计原理 |
| 2.2.1 分析装置的控制原理 |
| 2.2.2 气体解吸量测定原理 |
| 2.2.3 系统解吸管路体积标定方法 |
| 2.2.4 游离瓦斯计算方法 |
| 2.2.5 瓦斯解吸量的计算方法 |
| 2.3 分析装置的功能需求 |
| 2.4 分析装置的总体结构 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 分析装置硬件系统设计 |
| 3.1 硬件总体设计 |
| 3.2 核心芯片的选型 |
| 3.3 器件选型与相关电路设计 |
| 3.3.1 单片机外围电路设计 |
| 3.3.2 时钟芯片选型 |
| 3.3.3 电磁阀选型 |
| 3.3.4 传感器选型 |
| 3.3.5 人机界面设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 分析装置软件系统设计 |
| 4.1 总体设计 |
| 4.1.1 分析装置软件开发平台简介 |
| 4.1.2 主程序设计 |
| 4.2 子程序设计 |
| 4.2.1 键盘扫描子程序设计 |
| 4.2.2 数据采集子程序设计 |
| 4.2.3 数据校正子程序设计 |
| 4.3 分析装置外观 |
| 4.4 结论 |
| 5 实验验证和误差分析 |
| 5.1 煤样制备 |
| 5.2 实验验证 |
| 5.3 实验结果和误差分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ |
| 附录Ⅱ |
（6）煤矿瓦斯抽放通信系统研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 研究目的及意义 |
| 1.1.2 煤矿瓦斯抽放简介 |
| 1.1.3 瓦斯抽放中通信网络简介 |
| 1.2 国内外瓦斯抽放通信现状综述 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 瓦斯抽放通信系统总体方案 |
| 2.1 瓦斯抽放通信系统的功能 |
| 2.2 瓦斯抽放通信系统总体结构及工作过程 |
| 2.2.1 瓦斯抽放通信系统对通信网络的要求 |
| 2.2.2 瓦斯抽放通信系统总体结构 |
| 2.2.3 瓦斯抽放通信系统工作过程 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 瓦斯抽放通信系统中无线网络的特点分析 |
| 3.1 Zigbee无线网络技术 |
| 3.1.1 Zigbee技术简介 |
| 3.1.2 ZigBee网络拓扑结构 |
| 3.1.3 Zigbee抗干扰能力 |
| 3.2 井下无线网络特性及ZigBee节点布置分析 |
| 3.2.1 井下无线电波传播特性分析 |
| 3.2.2 无线信道传输特性 |
| 3.2.3 隧道横截面对电磁波传播特性的影响 |
| 3.2.4 ZigBee井下节点布置分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 瓦斯抽放通信系统设计 |
| 4.1 总体概述 |
| 4.1.1 控制中心 |
| 4.1.2 CAN总线模块 |
| 4.1.3 固定节点 |
| 4.1.4 移动节点 |
| 4.2 系统硬件设计 |
| 4.2.1 控制电路单元硬件 |
| 4.2.2 单片机最小系统设计 |
| 4.2.3 CAN总线系统硬件结构设计 |
| 4.2.4 CAN总线硬件电路 |
| 4.2.5 Zigbee网络中传感器节点设计 |
| 4.2.6 无线传输单元设计 |
| 4.2.7 Zigbee网络协议的实现 |
| 4.3 软件设计 |
| 4.3.1 CAN总线通信部分软件整体模块 |
| 4.3.2 上位机软件程序设计 |
| 4.3.3 主控端软件设计 |
| 4.3.4 监控端软件设计 |
| 4.3.5 ZigBee通信过程主程序设计 |
| 4.3.6 ZigBee通信过程及数据收发子程序设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 系统测试和实验验证 |
| 5.1 硬件电路调试 |
| 5.1.1 电源模块调试 |
| 5.1.2 C8051F040单片机调试 |
| 5.1.3 CAN节点通信模块测试 |
| 5.2 软件测试 |
| 5.2.1 CAN两个节点通信调试 |
| 5.2.2 多节之间的自动路由测试 |
| 5.2.3 主从节点的收发通信 |
| 5.3 全系统通信测试 |
| 5.3.1 各节点模块配置 |
| 5.3.2 CAN总线网络上位机设置界面 |
| 5.3.3 基于Zigbee模块的CAN总线节点发送数据波形 |
| 5.3.4 多节点传输冲突、仲裁及优先级测试 |
| 5.3.5 基于Zigbee模块的CAN总线多节点传输测试 |
| 5.3.6 基于Zigbee模块的CAN节点通信冗余容错机制测试 |
| 5.4 多路数据实时监控测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）基于Profibus-DP总线和LIN总线的矿用数据采集和控制系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 国内外煤矿自动化生产的现状以及DP总线和LIN总线的发展情况 |
| 1.2.1 DP总线在我国煤矿自动化生产系统中的应用现状 |
| 1.2.2 LIN总线的应用现状 |
| 1.3 课题研究的意义 |
| 1.4 论文结构 |
| 第二章 Profibus-DP现场总线技术和LIN总线技术 |
| 2.1 Profibus-DP现场总线技术介绍及应用 |
| 2.1.1 Profibus概述 |
| 2.1.2 Profibus-DP现场总线系统 |
| 2.2 LIN总线技术介绍及应用 |
| 2.2.1 LIN总线的传输性能和主要特性 |
| 2.2.2 LIN总线的总线型拓朴 |
| 2.2.3 LIN总线的消息帧 |
| 第三章 基于DP/LIN总线控制系统的应用 |
| 3.1 DP/LIN控制系统整体功能 |
| 3.1.1 系统连接方式 |
| 3.1.2 系统工作过程 |
| 3.2 DP/LIN控制系统各组成部分介绍 |
| 3.2.1 DP/LIN通信主机 |
| 3.2.2 基于LIN总线的数字量采集模块 |
| 3.2.3 基于LIN总线的数字量输出模块 |
| 3.2.4 基于LIN总线的模拟量采集模块 |
| 3.2.5 基于LIN总线的模拟量输出模块 |
| 3.2.6 基于LIN总线的温度数据采集模块 |
| 第四章 DP/LIN通信主机的设计 |
| 4.1 硬件设计 |
| 4.1.1 电路结构设计 |
| 4.1.2 硬件电路设计 |
| 4.1.3 电路主要元器件选型 |
| 4.2 系统软件设计 |
| 4.2.1 程序开发环境 |
| 4.2.2 程序设计 |
| 4.3 GSD文件设计 |
| 4.3.1 GSD文件介绍 |
| 4.3.2 GSD文件的组成部分 |
| 4.3.3 GSD的格式 |
| 4.3.4 本设备GSD文件介绍 |
| 第五章 系统测试 |
| 5.1 测试工具介绍 |
| 5.2 基本测试步骤 |
| 5.3 模块测试 |
| 5.3.1 通信主机的测试 |
| 5.3.2 模拟量采集模块测试 |
| 5.3.3 数字量采集模块测试 |
| 5.3.4 模拟量输出模块测试 |
| 5.3.5 数字量输出模块测试 |
| 5.3.6 温度采集模块测试 |
| 5.4 联网调试 |
| 第六章 干扰测试和现场应用 |
| 6.1 干扰测试 |
| 6.2 现场应用 |
| 6.3 测试、应用中所遇到的问题 |
| 6.3.1 测试过程中的问题 |
| 6.3.2 系统开发中遇到的其它问题 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本人所做的工作 |
| 7.2 总结 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 VPC3芯片数据读写程序 |
| 附录2 SCI中断服务子程序 |
| 附录3 本系统GSD文件的详细内容 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（8）CAN总线在煤矿信息通讯网络中的应用探讨（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 关于CAN总线 |
| 1.1 CAN总线的定义 |
| 1.2 CAN总线系统的特点 |
| 2 CAN总线在煤矿信息通讯网络中的应用 |
| 2.1 CAN总线系统的组成 |
| 2.2 CAN总线系统通讯网络的硬件设计 |
| 2.3 CAN总线系统通讯的软件设计 |
| 3 CAN总线系统现场实施方案 |
| 4 结语 |
（9）基于无线通信的瓦斯监控系统的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| §1-1 课题研究的背景与意义 |
| 1-1-1 瓦斯的概述 |
| 1-1-2 研究背景及意义 |
| §1-2 瓦斯监控系统的国内外发展及研究现状 |
| §1-3 课题论文的组织结构 |
| 第二章 无线瓦斯监控系统方案设计 |
| §2-1 引言 |
| §2-2 系统总体方案设计 |
| 第三章 采集系统硬件设计 |
| §3-1 采集设备核心芯片的选型及电源设计 |
| §3-2 瓦斯传感器的选型与设计 |
| 3-2-1 瓦斯传感器的选型 |
| 3-2-2 瓦斯传感器调理电路设计 |
| 3-2-3 A/D 转换模块的设计 |
| §3-3 无线射频发送模块的选型与设计 |
| 3-3-1 无线射频模块的选择 |
| 3-3-2 无线射频模块电路设计 |
| §3-4 显示模块设计 |
| §3-5 蜂鸣器设计 |
| §3-6 程序下载模块 |
| §3-7 本章小结 |
| 第四章 主控基站硬件设计 |
| §4-1 基站核心硬件电路 |
| 4-1-1 MSP430F149 单片机 |
| 4-1-2 拨码开关电路及电源电路 |
| §4-2 无线射频接收模块 |
| §4-3 12864ST7920 液晶显示模块 |
| §4-4 蜂鸣器的设计 |
| §4-5 BSL 简单介绍 |
| §4-6 本章小结 |
| 第五章 系统软件设计及最终成果 |
| §5-1 系统软件总体设计 |
| 5-1-1 系统软件开发平台 |
| 5-1-2 系统软件开发流程 |
| §5-2 采集设备软件设计 |
| 5-2-1 数据采集部分程序设计 |
| 5-2-2 NRF24L01 发送程序设计 |
| §5-3 主控基站软件设计 |
| 5-3-1 NRF24L01 接收程序设计 |
| 5-3-2 串口通信程序设计 |
| §5-4 监控中心软件设计 |
| 5-4-1 前面板的设计 |
| 5-4-2 程序框图的设计 |
| 5-4-3 监控中心的测试 |
| §5-5 系统最终成果 |
| 第六章 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
（10）煤矿高低浓度瓦斯安全监控系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 1.4 本文组织结构 |
| 第二章 系统总体结构设计与工作原理 |
| 2.1 系统工作原理 |
| 2.2 系统功能与设计要求 |
| 2.2.1 系统基本功能 |
| 2.2.2 井下分站功能设计要求 |
| 2.2.3 传感器功能设计要求 |
| 2.3 CAN总线与TCP/IP网络通信的应用 |
| 2.3.1 CAN总线通信的应用 |
| 2.3.2 TCP/IP网络通信的应用 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 高低浓度瓦斯传感器设计 |
| 3.1 瓦斯检测原理 |
| 3.1.1 矿井瓦斯简介 |
| 3.1.2 载体催化元件 |
| 3.1.3 瓦斯传感器检测原理 |
| 3.2 传感器的硬件实现 |
| 3.2.1 单片机简介 |
| 3.2.2 载体催化元件电源设计 |
| 3.2.3 传感器电源设计 |
| 3.2.4 单片机辅助电路设计 |
| 3.2.5 红外接收电路设计 |
| 3.2.6 按键电路设计 |
| 3.2.7 数码显示电路设计 |
| 3.2.8 声光报警电路设计 |
| 3.2.9 断电输出电路设计 |
| 3.3 瓦斯传感器的防爆技术 |
| 3.3.1 本安仪表设计基本原则 |
| 3.3.2 系统防爆措施 |
| 3.4 传感器的软件实现 |
| 3.4.1 数码显示程序设计 |
| 3.4.2 数据存储程序设计 |
| 3.4.3 按键程序设计 |
| 3.5 煤矿瓦斯传感器实验结果及分析 |
| 3.5.1 传感器显示值稳定性与基本误差实验 |
| 3.5.2 转换点附加误差实验 |
| 3.5.3 工作稳定性测定 |
| 3.5.4 响应时间测定 |
| 3.5.5 传感器报警功能实验 |
| 3.5.6 传感器本质安全性能实验 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 井下分站的硬件实现 |
| 4.1 ARM微处理器简介 |
| 4.1.1 ARM7TDMI |
| 4.1.2 LPC2210 |
| 4.2 井下分站的硬件设计 |
| 4.2.1 分站调试与测试电路设计 |
| 4.2.2 分站显示与报警电路设计 |
| 4.2.3 数据存储电路设计 |
| 4.2.4 外扩存储器电路设计 |
| 4.2.5 分站网络通信设计 |
| 4.2.6 分站CAN总线通信设计 |
| 4.2.7 分站数据采集与控制电路设计 |
| 4.3 分站硬件抗干扰技术 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 井下分站的软件实现 |
| 5.1 uC/OS-Ⅱ简介 |
| 5.1.1 uC/OS-Ⅱ的特点 |
| 5.1.2 uC/OS-Ⅱ的任务状态 |
| 5.2 uC/OS-Ⅱ在LPC2210上的移植 |
| 5.2.1 uC/OS-Ⅱ的移植条件 |
| 5.2.2 uC/OS-Ⅱ的文件体系 |
| 5.2.3 uC/OS-Ⅱ的代码移植 |
| 5.2.4 头文件 |
| 5.2.5 软中断 |
| 5.3 uC/OS-Ⅱ的任务设计 |
| 5.3.1 任务堆栈定义 |
| 5.3.2 任务建立 |
| 5.3.3 分站数据采集与控制任务设计 |
| 5.3.4 分站数据存储任务设计 |
| 5.3.5 分站显示任务设计 |
| 5.3.6 分站CAN通信设计与实现 |
| 5.3.7 分站网络通信设计与实现 |
| 5.3.8 启动代码与主函数 |
| 5.3.9 分站调试 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、单片机在煤矿安全仪表中的应用（论文参考文献）
- [1]基于嵌入式的便携式瓦斯检测仪自动收发系统[D]. 黄鹤宇. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]非色散红外甲烷传感器自动检定系统研究[D]. 黄洁. 中国矿业大学, 2020(01)
- [3]单片机在综采工作面电气控制系统中的应用[J]. 张志忠. 机械管理开发, 2018(10)
- [4]瓦斯解吸特性快速分析装置的研发及其应用[D]. 马子林. 西安科技大学, 2017(01)
- [5]单片机在煤矿安全仪表中的应用[J]. 齐杰龙,高芬. 电子测试, 2017(02)
- [6]煤矿瓦斯抽放通信系统研制[D]. 廖振兴. 湖南大学, 2016(01)
- [7]基于Profibus-DP总线和LIN总线的矿用数据采集和控制系统[D]. 霍军军. 太原理工大学, 2014(03)
- [8]CAN总线在煤矿信息通讯网络中的应用探讨[J]. 李舸帆. 煤炭技术, 2013(07)
- [9]基于无线通信的瓦斯监控系统的设计[D]. 高超. 河北工业大学, 2012(04)
- [10]煤矿高低浓度瓦斯安全监控系统[D]. 刘成. 山东大学, 2011(04)
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