基于CAN总线的煤矿综合监控系统设计与实现

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1、·22·煤矿机电2012年第2期基于CAN总线的煤矿综合监控系统设计与实现佘春(大同煤矿集团有限责任公司，山西大同037003)摘要：为保证煤矿安全生产，采用基于CAN总线的煤矿综合监控系统，设计了集井下环境参数探测、人员考勤和定位等一体化的新型智能监控系统。关键词：CAN总线；安全监控；防碰撞算法；人员定位；通信协议中图分类号：TP277．2文献标识码：A文章编号：1001—0874(2012)02—0022—06DesignandImplementationofCoalMineIntegrativeMonitoringS

2、ystemBasedonCANBus爿丘C／4,／~(DatongCoalMiningGroupCo．，Ltd．，Datong037003，China)Abstract：Inordertoensurecoalminesafetyproduction，thenewintelligentmonitoringsystemintegratedundergroundcoalmineenvironmentparametersdetection，personnelworkattendanceandpositioningisdesigned

3、basedonCANbus．Accordingtosystem’Sfunctionrequirementsandconstitutefeatures，themonitoringsub—stations，monitoringunitsandpersonnelpositioningaredesigned．Simplifiesthesoftwarerealizes，achievestheintegrationoftraditionalsafetymonitoringsystemandpersonnelpositionsystemi

4、nProtoco1．Keywords：CANbus；safetymonitoring；anti—collisionalgorithm；personnelposition；communicationProtocol0引言1系统总体结构在我国的能源工业中，煤炭占我国一次能源生本系统通过CAN总线进行连接，由上位机，通产和消费结构中的70％左右，预计到2050年还将信网关，井下监测监控分站(A型)，井下人员跟踪占50％以上，我国经济的快速增长，对煤炭工业发分站(B型)，监控单元，各种传感器，外控设备，人展提出了更高的要求u。目前我

5、国现有的煤矿安员信息读卡器(以下简称读卡器)，以及人载电子标全监测监控系统仅是监测环境安全参数，实现报警签(以下简称电子标签)等组成。本文主要介绍监或断电控制，而现在的煤矿安全监控系统需要加人测监控系统中A型分站和B型分站的协议设计，人人员定位，设备远程开停控制，加入这些子系统可以员定位系统中电子标签防碰撞算法研究。整个网络为救灾和避灾路线、抢救和疏散人员和器材提供最系统结构如图1所示。佳方案。本文提出的这套系统设计方案，不仅能2系统硬件设计与实现够对煤矿井下的安全生产进行监测、控制、分析、综合决策及调度，还能够及时、准确地

6、将井下各个区域2．1井下监测监控分站设计人员的动态情况反映到地面计算机系统，使管理人井下监测监控分站分为A、B型两种，它们具有员能够随时掌握井下人员的分布情况及每个矿工的相同的硬件电路，软件程序有所不同。监控分站结构运动轨迹，以便于进行合理地调度管理。对于煤矿框图如图2所示。由图2看出，考虑到井下电源稳定整体运转情况和安全生产情况的监控，下井人员的性较差，每个分站装配一个UPS不间断电源，将井下考勤和定位以及上一级主管部门对各个煤矿的远程110V电源转换成18V直流电源，并通过导线为连接网络监控等有很大的实际应用价值。在该分

7、站上的读卡器供电。该电源可保证分站挂满2012年第2期煤矿机电·23·l6个读卡器，并在井下断电的情况下能继续工作2历史记录，设计了扩展RAM用来存放历史数据，该模h。同时，按行业标准规定，分站需要保存至少2h的块能存放至少两万条标签记录，可以满足系统要求。18v电源线图1系统结构框图图2监控分站结构框图2．2井下人员定位子系统设计2．3网关结构设计主要利用井下CAN总线通信网络作为数据传输网关使用8051单片机和SJA1000CAN总线驱平台，完成读卡器和电子标签信息的收发。通过所需动器实现串口协议和CAN总线协议的互相转

8、换。软件，从上位机数据库中读出读卡器的相关采集信网关设置在井上，其电源模块采用220V交流电供息，实现对人员跟踪定位信息的采集，分析处理，实时电，其结构如图4所示。显示，历史数据存储报表，以及查询打印等功能'。R$232串口人员定位子系统主要包括读卡器，电子标签，CAN通、RS232TX．