基于ARM和FPGA的煤矿防盗采监测系统设计与实现.pdf

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1、第48卷第5期煤炭工程COALENGINEERINGV01．48．No．5doi：10．11799／ce201605007基于ARM和FPGA的煤矿防盗采监测系统设计与实现李宗敏1，张法全1’2，王国富1’2，叶金才1(1．桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林541004；2．广西无线宽带通信与信号处理重点实验室，广西桂林541004)摘要：我国煤矿中普遍存在越界开采的现象，为了实时地监测煤矿井下是否存在越界开采．设计了一套基于ARM与FPGA的高精度煤矿防盗采监测系统。该系统采用传感器和前端采集控制模块采集

2、矿井下的爆破震动信号，并将其传送到ARM主控芯片，对数据做相应处理后通过无线传输到监控中心。对其进行分析和处理。系统通过使用GPS实现不同采集终端之间的同步采样。此外，系统采用无线传感网传输数据，增加了安装的灵活性和降低建设成本。实验结果表明：该系统可以精确地判断煤矿越界开采的位置和时间，实现井下开采信息的实时监测，方便国家对矿山开采实施监督和管理。关键词：越界开采；爆破震动；同步采样；无线传感网中图分类号：TD326文献标识码：A文章编号：1671—0959(2016)05．0020．04Designandim

3、plementationofcoalmineillegalminingmonitoringsystembasedonAI【MandFPGALIZong—rainl，ZHANGFa—quan1”，WANGGuo-fu1一，YEJin-cai1(1．SchoolofInformationandCommunication，GuilinUniversityofElectronicTechnology，Guilin541004，China；2．KeyLabofWirelessWidebandCommunicationand

4、SignalProcessingofGuangxi，Guilin541004，China)Abstract：Ascross—borderminingofcoalminesisprevalentinourcountry。areal—timeandhighprecisionillegalminingmonitoringsystemisdesignedbasedOffARMandFPGA．Undergroundblastingvibrationsignaliscollectedbysensorsandfront-end

5、acquisitioncontrolmodule，thentransmittedtoARMmaincontrolmodule．Aftercorrespondingprocessing，thedataistransmittedtothemonitoringcenterthroughwirelessnetworkforfurtheranalysisandprocessing．ThesystemsynchronizessamplingbetweendifferentterminalswithGPS．Inaddition

6、，wirelesssensornetworkisusedtotransmitdata，increasetheinstallationflexibilityandlowerconstructioncosts．Theresultsshowthat，thesystemcanaccuratelydeterminethelocationandtimeofcross—bordermining，realizereal—timemonitoringofundergroundmininginformation，facilitati

7、ngcoalminesupervisionandmanagement．Keywords：cross—bordermining；blastingvibration；synchronizedsampling；wirelesssensornetwork我国小煤矿数量多、规模小。经常存在越界开采的现象。不但给煤矿开采带来了很大的安全隐患，而且降低了矿产资源的开发利用率，破坏生态环境，现在还没有行之有效的防盗采监测系统来对矿区开采实施监督和管理。本文设计了一套防盗采监测系统，该系统主要应用的是微震20监测技术，在矿区内布置

8、传感器，利用防盗采监测系统对爆破产生的地震信号进行采集、分析，对放炮位置进行定位．判断是否越界开采卜“。系统中使用无线传输网和GPS同步来克服有线数据传输的不足㈦6。。此外，系统采用分布式FIR滤波器对信号进行滤波处理，可以克服传统FIR滤收稿日期：2015-07-10基金项目：国家自然科学基金项目(61362020)；广西自然科学基金项目(加13GxNsFAA01932