论文部分内容阅读
本课题的研究工作是结合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”展开的。本文所设计的煤岩声发射监测系统采用煤岩声发射原理来连续监测煤矿的动力灾害。该系统能够实现多通道同步采集、远程上传以及远程控制等功能。 本系统主要由ARM主控模块、声发射传感器模块和信号调理与数据采集模块等部分组成。本系统能够采集5路三分量（15个通道）煤岩声发射信号，并且能够实现远程上传功能。其中，ARM主控模块采用基于Cortex-M3内核的32位处理器LM3S9B96为核心处理器，功耗低、性能高。声发射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。信号调理与数据采集模块又可细分为信号调理电路和数据采集电路。信号调理电路采用THS4522和RC低通滤波电路设计;数据采集电路采用2片ADS1278级联，能够实现24位分辨率、16通道同步数据采集的功能。 本文的软件设计移植μC/OS-Ⅱ操作系统到LM3S9B96微控制器上，把煤岩声发射监测系统的软件划分为不同优先级的任务模块。系统的任务模块主要有数据采集任务、SD卡数据存储任务和以太网通信任务等。其中，以太网通信任务中移植了LwlP协议栈。在软件设计中详细介绍了μC/OS-Ⅱ操作系统和LwlP协议栈的移植过程。 本文最后给出了煤岩声发射监测系统联机调试的结果，重点说明了SD卡数据存储、以太网通信、数据采集和整机调试结果。调试结果充分验证了本系统的软硬件设计的合理性，能够达到预期的设计目的。