基于FPGA的多路矿用气体传感器智能调校系统.pdf

《基于FPGA的多路矿用气体传感器智能调校系统.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年第33卷第ll期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)69p)DOI：10．13873／J．1000--9787(2014)11--0069-04设计与制造(1、基于FPGA的多路矿用气体传感器智能调校系统田永强，田慕琴(太原理工大学煤矿装备与安全控制山西省重点实验室，山西太原030024)摘要：矿用气体传感器因煤矿安全被大量使用，国家规定必须定期进行调校，目前的传感器调校系统可同时对5～8台传感器进行调校，针对大中型煤矿生产过程中需要调校的矿用气体

2、传感器数量大、调校耗时长的现状，提出了一种基于单片机与现场可编程门阵列(FPGA)的64路气体传感器调校系统，介绍了系统的整体设计并详细阐述了该系统的气路控制模块和传感器输出信号采集模块，使用Verilog语言在QuartusⅡ工具中实现FPGA的逻辑设计、仿真和综合。结果证明：该系统能有效地完成对64路气体传感器同时调校的目的，很大程度节省了人力消耗，提高了调校效率，节约了调校时问。关键词：现场可编程门阵列；单片机；多路气体传感器；智能调校系统中图分类号：TD76文献标识码：A文章编号：1000--9787(

3、2014)11-0069-04Intelligentcalibrationsystemformulti-channelgassensorbasedonFPGAforcoalmineTIANYong—qiang，TIANMu—qin(ShanxiKeyLaboratoryofCoalMiningEquipmentandSafetyControl，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Gassensoriswidelyusedforco

4、alminesafety，andaccordingtonationalregulation，itmustbeadjustedregularly，currentgassensorcalibratorsystemcandetect5～8setsofsensoratthesametime，aimingatstatusoflargeamountofcoalminegassensorandlongtimeneededtobeadjustedinlargeandmedium—sizedcoalmineproductionp

5、rocess，akindofadjustingsystemfor64channelsgassensorbasedonMCUandFPGAisstudied，overalldesignofthesystemisdescribedandairpathcontrolmoduleandmoduleofoutputsignalacquisitionofsensorareexpoundedindetail．VeriloglanguageisusedinQua~usIItooltoimplementlogicdesign，s

6、imulationandsynthesisofFPGA．Theresultsshowthatthesystemcaneficientlycompletescalibration0f64channelsgassensoratthesametime．greatlysavemanpowerimprovesworkingeficiencyandsavesworkingtime．Keywords：FPGA；MCU；multi—channelgassensor；intelligentcalibrationsystem0引言

7、针对上述问题，本文提出了一种以单片机与现场可编矿用气体传感器作为监控煤矿安全的重要组成部分被程门阵列(FPGA)为核心控制器件的矿用气体传感器智能大量应用于各煤矿企业，其工作的可靠性和稳定性直接关调校系统。FPGA的I／O端口数众多，其编程配置灵活，全系到煤矿的安全生产，由于其检测元件的固有特性导致其部控制逻辑由硬件完成，速度快、效率高；同时其开发周期在使用一段时间后会出现显示不准的问题，因此，国家规定较短，系统简单，容易维护和扩展。本文将其与单片机对矿用气体传感器必须进行定期调校。近年来，我国陆结合起来，利用

8、FPGA完成调校系统中64路气路的控制与续取缔小型煤矿，逐渐向煤矿开采大型化、智能化发展，大64路传感器信号的采集，实现了对64路传感器同时调校中型煤矿数量众多，所拥有的各类气体传感器更是数不胜的要求。数，而目前国内的矿用气体传感器调校装置可同时对5—1系统结构8台气体传感器进行调校，在调校数量多的情况下，需要购64路矿用气体传感器智能调校系统以工控机为信息人多台调校装置，需要多名调校