基于can总线的煤矿安全监控系统的研究与实现

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1、西安电子科技大学硕士学位论文基于CAN总线的煤矿安全监控系统的研究与实现姓名：朱小三申请学位级别：硕士专业：计算机技术指导教师：王保保;王成义20071015摘要煤矿安全监控系统是保障煤矿安全生产的“电子警察"，对强化煤矿安全生产的多级监管具有重要作用。本文探讨了煤矿安全监控领域的技术现状，总结了现有监控系统的优点与不足，研制了一种通信距离远、数据传输速度快、监测实时性强、组建方便的基于CAN(控制器局域网)总线的煤矿安全监控系统，重点分析了基于ARM微控制器和uC／OS．II嵌入式实时操作系统的井下监

2、控分站的软硬件设计原理，并且对于CAN总线通信技术中的几个关键技术问题，做了系统、细致的论述。论文的主要工作如下：l、探讨了当前国内外煤矿安全监控系统的技术研究现状，着重分析了国内该系统普遍存在的弊端。2、介绍了煤矿安全监控系统的构成、特点、功能、性能指标及其技术要求。3、分析了各种现场总线的特点、发展趋势和应用领域，着重分析了CAN总线特点与分层结构，并从实时性、可靠性及信道利用率的角度分析了CAN总线的性能。4、研究了基于CAN总线的煤矿安全监控系统基本结构和实现技术，着重分析了基于ARM内核的32

3、位高性能嵌入式微控制器LPC2292和uC／OS．Ⅱ嵌入式实时操作系统的井下监控分站的设计原理，详细介绍监控分站软、硬件设计，给出了电路原理图和软件流程图。5、详细论述了煤矿安全监控系统CAN总线设计中的几个关键问题，包括：CAN应用层协议设计、CAN总线通信的电磁兼容设计、CAN控制器位定时参数的设定等问题。本文所述的基于CAN总线的煤矿安全监控系统目前已经通过企业内部验证测试，各项指标符合《煤矿安全监控系统通用技术要求AQ6201--2006))规定。该系统技术先进、实用性强、可靠性高、性价比优，完

4、全满足行业用户需求，具有很好的市场前景。关键词：现场总线控制器局域网(CAN)ARM实时操作系统(RTOS)AbstractThecoalminesafetymonitoringsystemactsasall‘‘electricpoliceman’’thatCansafeguardthecoalminesafetyproduction,andplaystheimportantroleinstrengtherringmulti·levelsupervisionandmanagementofthecoalm

5、inesafetyproduction．Thedissertationdealswiththepresenttechnologystatusofthecoalminesafetymonitoringfield，summarizeitsadvantagesanddisadvantages，anddevelopsacoalminesafetymonitoringsystembasedonCAN—BUS，whichhasthefeaturesoflongdistancecommunications，highd

6、atatransmissionspeed，goodreal·timemonitoringandconvenienceofnetworkconnection．Inparticular,weproposethedesignprincipleofhardwareandsoftwareaboutmonitoringslavestation,whichisbasedontheARMmicro—controllerandILLC／OS·IIembeddedRTOS．Moreover,Wediscussseveral

7、importanttechnologyproblemsforCAN-BUScommunicationtechnologysystemically．Thedetailsofthisdissertationarepresentedasfollows．1．Thepresenttechnologyresearchstatusofdomesticandoverseascoalminesafetysupervisionsystemisdiscussed，andtheirubiquitousdeficiencieso

8、fthesysteminOurcountryismainlyanalyzed．2．Thestructure，characteristic，function,performanceandothertechnicalrequirementofthecoalminesafetymonitoringsystemareintroduced．3．Thecharacteristicsanddevelopmenttrendofvariousfieldbus