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随着我国科学技术的发展和社会的逐渐进步,能源问题成为社会关注的焦点,根据现在的国情,我国又是世界上人口最多的国家,对能源的需求量越来越大,虽然我国是世界上储煤量非常丰富的国家,但是对于煤矿的安全生产一直是政府、国家安监部门和煤炭企业高度重视的问题。在井下开采煤田时,由于岩层的活动和应力的集中,会导致煤岩层的破裂,释放出大量的能量,最终导致矿震的发生,所造成的后果将是不可想象的,轻则损坏设备,重则将会导致人员伤亡。所以对于矿井微震活动进行监测和预警,能及时做出相应的调整,可减少微震所造成的伤害,这对于防治微震灾害起到了不言而喻的重要作用,所以设计和开发一套完善的微震监测系统已变的刻不容缓。 国外对于微地震的研究起步较早,技术也相对成熟,而我国虽然煤矿众多,但是监测技术相对落后,大部分都是引进国外产品,价格昂贵,对于这种情况,本文重点进行了微震数据采集监测分站的研究与设计,利用意法半导体生产的基于ARM公司高性能Cortex-M3芯片的互联型STM32F107VC微控制器作为监测分站的控制核心,完成对井下微震信号的接收,最后利用现代流行的CAN(控制局域网)总线进行数据传输。 本文首先在对我国井下的通信现状分析后提出了几种可实施的方案,最后确定一种方案进行设计。重点阐述了井下监测分站的硬件和软件设计。硬件设计主要包括传感器的选型、放大电路和滤波电路的设计、数据采集电路、A/D转换电路和CAN总线通信电路设计。软件部分主要包括分站的初始化、数据采集程序、SD卡存储程序以及CAN总线通信程序设计。在最后提出了整个微震监测数据采集系统的设计思想。经实验论证,本文提出的基于STM32的微震监测数据采集分站能够很好地监测与预防微震灾难的发生,对于煤矿安全生产和正常运行具有很高的实用价值和现实意义。