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煤岩声发射监测是一种很有发展前途的连续检测煤矿动力灾害的方法。本文以导师的山东省科技发展计划项目“基于小尺度传感器阵列的煤岩声发射监测系统研究”为研究背景,旨在研制一套能够实现大动态范围、多通道同步数据采集和远程上传功能的煤岩声发射监测系统。 本系统主要由DSP主控模块、传感器模块、数据采集模块和以太网模块等部分组成,能够实现5路三分量煤岩声发射信号的采集和远程上传功能。其中,DSP主控模块以16位定点DSP处理器TMS320VC5509A为核心来实现,速度快,性能高;传感器模块采用三轴MEMS加速度传感器拾取煤岩声发射信号,采集信号的频带宽,并通过电流环电路长距离传输信号;数据采集模块采用2片ADS1278级联,实现了24位分辨率、16通道同步数据采集;以太网模块采用集成有TCP/IP硬件协议栈的网络接口芯片W5100来实现。 本文详细讨论了各模块电路设计的注意事项,并给出了具体的设计方案。系统的软件设计包括上位机和下位机两部分。下位机程序主要包括数据采集和以太网程序两大部分,考虑到系统通道数多,数据量大的问题,采用DMA读取AD转换完的数据,并构建了“乒乓”缓存结构,优化了VC5509A对W5100的读写时序,提升了网络传输速率,以满足大量数据传输的需求。上位机软件采用LabVIEW软件来实现,编程方式简单,加快了系统的开发进程。最后,本文给出了传感器、AD转换器和以太网的测试方法和测试结果,对系统的性能进行了验证。 本监测系统具有采集信号频带宽、分辨率高、多通道同步采样、数据传输速度快等优点,能够满足煤岩声发射信号采集的需求。