随着我国经济的快速发展,煤炭能源的需求日益增大,带来的煤矿安全生产问题就日益突显,特别是每年都居高不下的甲烷爆炸事故,严重威胁着煤矿工作的生命安全,因此加强煤矿的安全生产,特别是加强生产现场环境的监控,对减少乃至避免煤矿生产事故的发生有着至关重要的作用。煤矿安全生产监控系统,主要是针对煤矿现场的甲烷浓度进行监控。在煤矿中,已经强制要求安装。煤矿安全监控系统的甲烷监控分站是系统的核心设备,不仅承担着与地面计算机进行数据交换的任务,还要对其下所配接的设备进行数据的采集。分站通讯功能的实现,是基于现场总线RS485及改进格式的MODBUS协议完成的。分站在硬件设计上通过RS485通讯驱动电路与单片机串口进行连接,在通讯方式上采用半双工,主从方式进行数据的交换。分站在工作前,由计算机发送数据对分站下的配接设备进行配置,分站根据配置对配接设备建立通讯,实现数据的交换。在此基础上,分站根据采集到的传感器数据,进行现场环境的判断,实现相应的设备控制功能。另外,分站在设计时,配有EEPROM存储器进行配置参数的存储,在异常断电后,恢复供电时,能即时正常地投入工作。本人在分站的研发过程中,主要负责分站的硬件设计,软件设计及通讯协议的设计。硬件的设计包括单片机及外围电路的设计,RS485通讯驱动电路的设计,分站显示模块的设计等。在嵌入式软件的设计上主要有RS485通讯功能的实现,通讯数据的采集与整理,传感器数据的判断及控制设备的控制功能。通讯协议方面,包括通讯协议的格式,数据内容的分配及系统功能的实现。目前本系统已经在煤矿生产现场使用,由于系统是以RS485通讯为数据交换手段,所以比起传统的监控系统,在布线,数据传输误差方面有较明显优势。基于甲烷监控分站的性能可靠,系统运行稳定,数据传输效率高,对现场环境的监测及时有效。对煤矿现场的安全生产,起到了一定的保障作用。