一种分级网络架构的煤矿综合监控系统设计.pdf

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1、一种分级网络架构的煤矿综合监控系统设计王刚，等一种分级网络架构的煤矿综合监控系统设计DesignoftheCoalmineIntegratedMonitoringSystemwithHierarchicalNetworkingArchitecture互叫邦新穹(河南工程学院电气信息工程系，河南新郑451191)摘要：针对煤矿井下环境复杂、矿井检测节点和检测参数种类众多的情况．提出了一种基于CAN总线分级网络架构的煤矿综合监控系统。主网络采用总线型拓扑结构，二级网络采用星型拓扑结构，系统采用不同的智能节点接人分级网络。分级网络解决了矿井

2、下监控对象网络的独立问题，实现了矿井中所有监测对象整体组网的统一检测；在增加了网络容量的同时，也提高了网络利用率。在组网通信试验中。该分级网络结构和通信节点较好地实现了数据传输的实时性、可靠性和抗干扰性。关键词：CAN总线拓朴结构分级网络监控系统智能节点中图分类号：TP23文献标志码：AAbstract：Inaccordancewiththecomplexityofthecoalminedownholeenvironmentandthesituationofnumerousdetectionnodesandvarioustypesof

3、detectingparameters，thecomprehensivemonitoringsystembasedonCANbushierarchicalnetworkarchitectureisproposed．Themainnetworkissetupwithbustopologicalstructure。thesecondstagenetworkissetupwithstartopologicalstructure；anddifferentintelligentnodesareutilizedtoaccessthehierarc

4、hicalnetwork．Thehierarchicalnetworksolvestheproblemofindependenceofthenetworkofdownholeobjectstobemonitored，andrealizesuniformdetectionofalltheobjectsdetectedinintegratednetworking，aswellasincreasesthecapacityandavailabilityofthenetwork．Thestructureandcommunicationnodeo

5、fthishierarchicalnetworkwellimplementsrealtimeperformance。reliabilityandanti·interferencecapabilityinexperimentsofnetworkingcommunication．Keywords：CANbusTopologicalstructureHierarchicalnetworkMonitoringsystemIntelligentnode0引言随着工业化的发展，人们对能源的要求越来越多，作为能源主流之一的煤炭，其需求也日益旺盛。我

6、国煤炭资源丰富但矿藏条件复杂．据资料表明．我国约47％的矿井是高瓦斯或瓦斯突出矿o]。这些矿藏的开采，若没有相应的监测技术，就易出现矿井安全事故。因此。对矿井里的现场作业环境、电气线路和工作设备的运转情况进行全面而有效的监测和控制．构建对煤矿井上、井下可靠安全预警和决策管理的综合监控系统，对保障煤矿的安全高效生产具有重大的意义。目前。矿井中普遍使用由RS．485总线组成的半双工、巡检式监控系统[2]。这类系统存在实时性差、数据速率低、可靠性不高等缺点。另外还有一些监控内容比较单一的系统[3一】．这些监控系统很难满足作业情况复杂的矿井对

7、安全监控的要求。为此，本文提出了一种分级网络框架的CAN总线监控系统。该系统的修改稿收到日期：2012—04—24。第一作者王刚(1980一)，男，现为西安电子科技大学信号处理专业在读博士研究生，讲师；主要从事智能信号处理、智能仪表的研究。主干CAN网采用总线拓扑结构．二级CAN网采用星型拓扑结构。根据监控对象的不同，主干网和二级网通信节点分别采用不同的智能节点设计。1CAN总线的通信模型由CAN总线架构的通信网络。遵守开放系统互连(opensysteminterconnection，OSI)规范，结构上采用层次设计∞J。作为工业现场

8、测控底层网络。通信网络对信息传输的实时性要求较高，网络互联结构较简单。因此。CAN总线网络在通信底层仅采纳了开放系统互连。通信模型的最低两层为物理层和数据链路层，而模型的高层为应用层。CAN数据链路层由逻辑链路控制(LL