基于ARM9的煤矿监控系统分站的设计

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当前,我国的煤炭开采大部分是井下作业,近几年我国的煤炭安全生产工作不容乐观。煤矿事故经常发生,包括煤矿坍塌,瓦斯爆炸,透水等。这不仅对煤矿工人的生命安全造成了巨大威胁,同时也给国家财产造成重大损失。煤矿安全监控系统能有效预防事故,降低损失,在各煤炭企业应用广泛,对煤炭安全生产起着重要作用。  我国的煤炭安全监控系统的通信方式普遍采用工业以太环网为主干网的方式。分站与上位机通常采用RS-485或者CAN串行总线通信,这就限制了传输的速率,这两种方式的最高传输速率为5000bps。而工业以太网的传输速率一般为100Mbps。而且,目前安全监控分站还存在着其他一些问题比如,每种产品都遵循各自厂家的标准,与其他产品不兼容。没有统一的通讯协议,监控分站的人机界面接口通常还是数码管或者小屏幕的LCD。因此,针对这些问题本文提出了采用ARM9控制器为核心的煤矿安全监控分站解决方案。  本设计的通信方式采用以太网实现分站与PC机的通信,CAN总线实现了分站与传感器之间的通信。在硬件方面,严格按照《煤矿安全监控系统通用技术要求》完成了监控系统的总体硬件设计。选用samsung公司的32位ARM芯片S3C2440作为分站的控制芯片。完成了电源模块设计、复位模块、CAN总线通信电路、ARM9 CPU及存储模块设计、以太网接口设计、LCD显示模块等。在软件设计方面,本文以linux操作系统为平台,设计了监控程序,主要包括CAN总线通信进程,以太网进程以及显示、存储、报警等模块。  采用了基于ARM9的煤矿安全监控分站,由于监控系统通信速率提高到了100Mbps,可以极大提高系统巡检速度与系统规模。另外只需更换井下监控分站及部分通信线路即可对其它监控系统升级,具有广泛的应用前景。
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