基于多通信方式融合的煤矿设备监控系统研究与应用

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1、中图分类号:TP368论文编号：102871616-SZ002学科分类号:081203硕士学位论文基于多通信方式融合的煤矿设备监控系统研究与应用研究生姓名张韦霆专业类别计算机技术专业领域嵌入式系统指导教师马维华教授南京航空航天大学研究生院计算机科学与技术学院二О一六年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofComputerScienceandTechnologyResearchandApplicationonCoalMineEquipmentMonitoringSystemBased

2、onMultiCommunicationMethodAThesisinComputerTechnologyEngineeringbyZhangWeitingAdvisedbyProf.MaWeihuaSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2016南京航空航天大学全日制专业硕士学位论文摘要煤矿开采作为国家能源的主要来源之一是国家经济的重要支柱，煤矿井下设备的工作状态直接影响着煤矿的顺利生产，因此需要对设备进行实时监控。在综合已有的方案基础之上，本文提出了一

3、种系统方案可以比较全面地远程实时监控煤矿井下设备。结合有线与无线的通信方式与物联网等技术的应用模式，将理论与实践相结合，本文设计了一套基于多通信方式融合的煤矿井下设备监控系统。首先根据场景需求设计总体系统构成方案，采用层次化与模块化的方法将系统分为应用软件层、数据传输层以及数据采集层。有线通信方式中，应用软件层的上位机软件通过以太网与数据传输层的集中器进行通信，集中器通过RS485方式与下层电动执行机构进行通信，从而实现了上位机远程实时监测系统状态与控制系统运行。无线通信方式以无线传感网为核心，通过Zigbee技术组建的无线网将设备的参数信息发送至数据汇集点并存储在数据中心，应用软件层的

4、多平台软件可以通过向数据服务器发送请求获得数据库中的设备信息并显示。其次，本文详细介绍了有线方式与无线方式的软硬件的设计与实现。有线通信方式中采用ARMCortexM4+M0的LPC4357作为系统控制核心，通过自行制定的通信协议实现有线方式的设备监测与控制。无线方式传感器节点以NUC100为微控制器芯片，MC13224作为Zigbee芯片，通过改进的分簇与路由算法实现数据的汇集与向上发送至数据汇集中心，由数据库对数据进行存储。上位机应用软件与移动端应用软件通过对数据服务器发送请求，可以获取在数据库中的设备参数信息。最后，通过有线与无线方式功能验证和应用软件测试，验证系统满足应用场景需求

5、，功能性强，并具有良好的应用价值。关键词：煤矿设备，多通信方式，以太网，LPC4357，Zigbeei基于多通信方式融合的煤矿设备监控系统研究与应用ABSTRACTCoalminingasoneofthemainsourcesofnationalenergyisanimportantpillarofthenationaleconomy.Theworkingstateofcoalmineequipmentdirectlyinfluencesthesmoothproductionofthecoalmine;therefore,itisnecessarytomonitortheequipmen

6、t.Basedontheexistingscheme,thispaperintroducesasystematicschemeforremotetoundergroundcoalmineequipment.CombiningtheapplicationofcableandwirelesscommunicationandthetechnologyofInternetofthings,mixthetheoryandpractice,thispaperintroducesasetofcoalmineequipmentmonitoringsystembasedonmulticommunicati

7、onmode.First,weintroducetheoverallsystemstructureaccordingtheenvironment,dividingthesystemintothreeparts:applicationlayer,datatransferlayeranddataacquisitionlayerbyusingthemethodofhierarchicalandmodular.Inthewiredcommu