1、 第 1 页 共 65 页 目录 绪论绪论 . 3 研究背景及研究意义 3 国内外煤矿安全监控系统概况.4 一、国外煤矿安全监控系统的现状 .4 二、我国煤矿安全监控系统的现状 .5 三、煤矿安全监控系统的发展趋势 .5 四、存在问题和不足6 本设计主要内容：.7 第一章、系统总体设计方案第一章、系统总体设计方案 8 1.1 系统工作原理 8 1.2 系统信息处理 9 1.3 系统通信.9 1.4 系统网络拓扑结构 .11 1.5 主要技术要求 12 1.6 主要技术参数 13 第二章、分站数据采集第二章、分站数据采集 . 15 2.1 甲烷传感器. 15 2.2 温度传感器 15 2.3 设
2、备开停传感器 .15 2.4 水位传感器 15 2.5 风筒风量传感器 .15 2.6 风门开关状态传感器.16 2.7 声光报警器 16 2.8 遥控发送器 16 2.9 本安多路不间断电源.16 第三章、智能分站硬件设计第三章、智能分站硬件设计 17 3.1 硬件总体设计 17 3.2 微控制器及外扩 RAM18 3.21微控制器 18 3.22数据共享 RAM .19 3.3 电源及复位电路 .21 3.31电源.21 3.3.2 复位电路.22 3.4 后备电源设计 22 3.5 外围电路.23 3.5.1 显示电路.23 3.5.2 报警电路.24 煤矿安全监控系统设计 第 2 页
3、共 65 页 3.5.3 断电存储模块24 3.5.4 红外按键模块25 3.6 CAN 通信模块 25 3.7 传感器及数据采集模块 26 3.7.1 传感器的选型26 3.7.2 数据采集模块27 3.8 硬件的抗干扰能力设计 27 第四章、软件设计与实现第四章、软件设计与实现 . 30 4.1 系统软件的整体构成.30 4.2 C/OS-操作系统简介 31 4.3 C/OS-在 LPC2119 上的移植32 4.3.2 C/OS-的文件体系结构 .32 4.3.3 C/OS-的移植.33 4.4 智能分站各任务的软件设计.37 4.4.1 智能分站任务优先级分配 .37 4.4.2 初始
4、化任务 38 4.4.3 下行 CAN 通信任务.38 4.4.5存储任务设计.39 4.5、CAN 总线通信 .40 4.5.1 CAN 控制器初始化.40 4.5.2 CAN 通信的数据发送 42 4.5.3 CAN 通信的数据接收 43 4.6 CAN 应用层通信协议设计 .44 4.7 软件抗干扰措施.45 第五章、总结第五章、总结 . 47 参考文献参考文献 49 致谢致谢 . 50 外文资料译文外文资料译文 . 51 第 3 页 共 65 页 绪论 研究背景及研究意义 我国煤炭产量一直处在比较高的水平，但煤矿安全形势却不容乐观。2007 年，我 国共有各类煤矿约 1 万多处，全国煤
5、矿死亡人数 3786 人，2003 年全国原煤产量 17.36 亿吨，死亡 6434 人，百万吨死亡率 3.71，我国百万吨死亡率是美国的近 100 倍，南非 的近 30 倍。 瓦斯灾害是煤矿最严重的灾害之一， 在我国煤矿的重大灾害事故中， 瓦斯事故占 70% 以上，瓦斯治理成为煤矿安全工作的重点，2001 年至 2005 年 2 月底，全国煤矿发生一 次死亡 30 人以上的事故 28 起，死亡 1689 人。其中，瓦斯事故 24 起，死亡 1558 人， 事故起数和死亡人数分别占 85.71和 92.2%。就在 2009 的 2 月 22 日，山西焦煤集团 屯兰矿发生特大瓦斯爆炸事故，造成
6、70 余人死亡，给国家和人民造成了严重的损失。 虽然近几年国家对煤矿安全加大了投入力度和治理力度，但我国煤矿安全底子薄，基础 差，想从根本上治理并非一早一夕之事。无论何时，煤矿的安全生产都是煤矿企业生产 过程中的重中之中。 随着国家对煤矿安全生产工作的日益重视，以及煤矿企业自身现代化管理的需求， 煤矿安全生产监测系统越来越体现出其重要性。从技术和管理的角度出发，煤矿安全生 产监测系统已是必然趋势。如何利用现代化的信息技术从根本上解决煤矿安全隐患问 题，从而使得各级煤矿主管部门切实承担起监督管理的职能，已经成为煤矿采掘业现代 化进程的当务之急。 2005 年国务院第 81 次常务会提出了“推广煤矿瓦斯数字化远程监控系统”的通知 中，规定各煤矿必须安装煤矿安全监控系统。针对现有监控系统五花八门，没有很好的 发挥作用的现状， 国家先后又制定了 煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201-2006） 、 煤矿安全监控系统及检测仪器使用规范 （AQ1029-2007）等标准，但现有监控系统有 些根本达不到标准的要求，系统经常失灵，误报警和不报警，使监控系统的可
