基于嵌入式的隧道掘进炮眼定位系统研究

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1、西安科技大学硕士学位论文基于嵌入式的隧道掘进炮眼定位系统研究专业名称：计算机技术作者姓名：张立云指导教师：刘南艳；侯媛彬学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：论文题目：基于嵌入式的隧道掘进

2、炮眼定位系统研究工程领域：计算机技术硕士生：张立云（签名）指导老师：刘南艳侯媛彬（签名）摘要炮眼定位是隧道掘进中光面爆破的一项重要工序，需要按照事先设计的炮眼布置图，将各个炮眼的位置在掘进面上正确指定出来，以方便打眼工的作业。目前大多数隧道掘进中炮眼定位环节采用人工作业，以人工测量的方式标注几个关键眼位，根据工人经验来标定其他眼位，这种人工作业方式存在工作量增大、速率低、精度不高等问题。针对以上问题，本文提出一种基于嵌入式的炮眼定位系统方案，以S3C2440处理器为中央单元，通过GPIO接口电路驱动旋转机构的步进电机，

3、带动激光指示器沿水平和垂直方向运行，从而在采掘面上指定出各个炮眼的位置。首先，本文基于嵌入式Linux系统平台，根据隧道掘进中炮眼定位的功能要求，提出一种炮眼定位系统总体方案，包括系统硬件结构和软件架构。然后，设计和搭建炮眼定位系统硬件；参考隧道掘进工作面的炮眼布置特征，设计并制作模拟掘进面；根据系统硬件结构设计主控器外围电路以及系统机械架构。其次，针对隧道掘进的炮眼定位特点，提出一种基于Qt图形视图框架的炮眼定位软件设计方法。该方法采用Qt视图项将现实工作面及炮眼融入到设计中，从而建立其虚拟模型，根据所建立的虚拟模型

4、设计出炮眼定位系统软件，并在GUI中显示出来，通过操作炮眼模型项控制系统指定实际对应的炮眼位置。最后，研究并设计步进电机协调控制算法，采用SQLite数据库建立炮眼模型项与实际炮眼之间的映射关系，实现炮眼的自动布置，并且实时显示每个炮眼的当前标注状态，建立智能化的交互机制。经过对炮眼定位系统的设计、开发和功能模块的测试，以及对系统在实验平台上运行效果的反复验证。实验结果表明，该系统的实现可有效的减小炮眼定位环节的工作需求量、缩短掘进周期、提高定位精度，为隧道掘进工程提供极大的便利。关键词：炮眼定位；隧道掘进；嵌入式系统

5、；Qt视图框架研究类型：应用研究Subject:TheResearchofTunnelDrivageEmbrasurePositioningSystemBasedonEmbeddedSpecialty:ComputerTechnologyName:ZhangLiyun(Signature)Instructor:LiuNanyanHouYuanbin(Signature)ABSTRACTEmbrasurepositioningisanimportantsmoothblastingintunneldrivagework,p

6、ointingembrasure’spositiononcoalfaceaccordingtothedesignofembrasurearrangementplaninadvance,inordertoprovideconvenienceforholer.Currentlyartificialoperationisadaptinembrasurepositioninglinkofmosttunneldrivagework,accordingtomeasureseveralimportantpointspositiona

7、ndothersrelyingonworkersownexperiencetocalculate,thiswayofartificialoperationappearsproblemwhicharelargeworkload,lowefficiency,lowaccuracyandsoon.Tosolveaboveproblem,anembrasurepositioningsystembasedonembeddedsolutionisproposedinthispaper,usingS3C2440processoras

8、thecentralunit,drivingsteppermotorofrotationmechanismthroughtheGPIOinterfacecircuit,drivingthelaserpointeralongthehorizontalandverticaldirectionoperation,thuspointing