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

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