矿井水文监测系统的研究与设计

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1、万方数据中图分类号：学科分类号：!里2窆论文编号：510密级：安徽理工大学硕士学位论文矿井水文监测系统的研究与设计作者姓名：周堕专业名称：控生9理途量控剑王程研究方向：邀△式丕统导师姓名：郭塞虚数援导师单位：电氢兰信息工猩堂瞳答辩委员会主席：周盂题论文答辩日期：2014年05月31曰安徽理工大学研究生处2014年月日万方数据ADissertationin．ControlTheoryandControlEngineeringResearchanddesignofhydrologicalmonitoring，sy

2、stemofcoalmineCandidate：一●Suoervlsor：TheEngineeringCollegeofElectricandInformationAnHuiUniversityofScienceandTechnologyNo．168，ShungengRoad，Huainan，232001，P．R．CHINA㈨7f㈣2帅0叫㈣7，㈣9Ⅲ6⋯2眦Y万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外，论文中不包

3、含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：!蜀琦日期：丝盟年立月勇日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽理工大学有保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽理工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关

4、数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：l司蜀签字日期：聊年F月3lB导师签名：签字目期：狮年多月刭臼万方数据摘要摘要煤矿井下的主要灾害之一就是地下水，对煤矿的安全生产有着重大的安全隐患，其主要表现在矿井排水系统的排水能力不足以应付突然增加的矿井涌水量，因此，对于监测井下排水沟水流量、出水点涌水量是非常重要的。目前，一般对矿井水文信息的监测是通过人工对所选定观测点定期、逐点测量来实现的，其缺点是难以在较短的时间里获取大量的涌

5、水量数据来分析涌水点的涌水情况，因此不能及时发现突水的发生。此外，对于井下钻孔水压、水仓水位、地面野外钻孔水位等参数的监测也同样十分重要。因此，非常有必要建立矿井水文自动监测报警系统。本系统以工业以太网、CAN总线网络和GPRS网络为平台，为矿井建立一个实时性强、高精度、高度自动化、高可靠性，能够实现不间断测量并利用计算机分析、辅助决策的，适用井下及地面各种水文参数(水位、水压水温，明渠流量，管道流量等)并利用工业以太网、CAN总线网络和GPRS网络进行数据传输的水文监测系统，以及时掌握地下水动态、保障煤矿的

6、安全、正常生产。本设计突破了传统的人工记录、手工查询、纸张保存等落后手段，实现了高效、快捷智能化的数据采集方案，在硬件设计和网络设计上均采用多级结构；硬件上，分为采集终端(移动采集终端)、井下通讯分站和井上通讯分站；网络上，采用两级网络通信机制，即上层的以太网和底层的CAN总线网络、GPRS网络。采集终端和移动采集终端是网络的末端。本文首先对水文监测系统的发展现状和采用的原理及其技术进行了简单介绍。接着分析了整个水文监测系统的结构，包括系统的硬件结构、网络拓扑结构和软件结构。其次，详细给出了系统的硬件电路设计

7、，介绍了各个模块，如微控制器电路模块、MG2639(GPRS)模块，CAN通讯模块和AD模拟信号采集模块等的电路设计、功能及使用设置等情况。然后分析了系统的网络拓扑结构与网络协议设计，重点介绍了本设计使用的CAN总线协议和CAN通讯协议设计情况。接下来介绍了系统的软件设计，包括硬件层、驱动层、系统层和应用层，并详细的给出了各个层的软件工作流程和层与层之间的协调工作机制。最后，对系统软硬件运行情况进行了联机调试，并且分析了系统在上电之后的运行状况。图[45]表[3】参[53]关键词：矿井；CAN总线；水文监测；

8、Intemet；GPRS；分类号：TP29万方数据安徽理工大学硕士论文万方数据AbstractWaterdamageisoneofthemajorcoal-minedisaster，aseriousthreattothesafetyofcoal-mineproduction，anditsmanifestationsisasuddenincreaseinminewaterdrainagecapacit