基于SOPC技术的井下监测系统设计-信号与信息处理专业论文.docxVIP

总的来说主要具备以下几个基本特征 叭 (1) 至少包含一 个嵌入式处理器内旅 ; (2) 具有小容量片内高速 RAM 资源 : (3) 丰富的IP Core 资源可供选择 : (4) 足够的片上司编程逻辑资源 : (5) 处理器调试接口和 FPGA 编程接口 : (6) 司能包含部分可编程棋拟电路 : ( 7) 单芯片 、低功耗、微封装。 1.3 煤矿监测技术发展及研究现状 矿井安全检测 的传统作法是由少数 的监测人员检查个别作业环境参数，这种作 法具有主观性 、间断性、单一性、滞后性等缺点，已经无法适应现代化生产的 雪耍， 迫切简要人们不断研制新型的监 测设备。国内外的地各个主要采煤地区都十分重视 矿井监视。技术的发展 ，并已经形成 了各自的监测装备体系。 |玉 外的煤矿监控技术是在 20世纪60年代开始发展起来的，六七十年代的煤矿监 控系统主要采用频分制技术 ，最具代表性的是西德 Siemens公司的TS1系统和科H公 司的TF200系统(5-6)。频分制的应用主要以晶体管电路为主 ，而集成电路的出现椎动 了以时分制为 基础的第三代煤矿监控系统的发展 。1976年 ，英国煤矿研究院推出的 以时分制为基础的MINOS煤矿监控系统，并在胶带输送、井下环境监测、供电供水 监测手1]洗煤厂监控等方面取得成功 ，形成了全矿井监测览控系统。这 一系统的成功 应用，开 创 了煤矿自动化技术和l煤矿监测监控技术发展的新局丽。到了 80年代，美 国以其拥有的雄厚高新技术优势，把计算机技术 、大规模集成电路技术 、数据通信 技术等现代高新技术用于煤矿监控系统，其中有代表性的是美国 MSA 公司DAN6400系 统以及加拿大的MINI600安全生产监测系统。这些系统通常由地面中心站设备 、数 据通讯设备、监控设备 、传感器及报警断 电设备构成。 我国的监测监控技术应用较晚，国内在 80 年代成功引进了 MINOS ，DAN6400 等 煤矿安全生产监控系统 ，90 年代又引进森透里昂 600 监控系统川。在引进的同时， 我国在六五至 十五 期间相继自行研制了煤矿各生产环节的监控系统，主要 有 K]L K]2、K]22、K]l2A 、K]4、 A 8000 等系列 ，近年来又从多方面进行更新 ，推 出了 K]66 、K]95 、K]90 等。国产监测系统经多年的研究 积累，达到了一定 的水平， 取得了较大的成功 ，在煤矿得到了大面积的推 广应用，有效地提高了矿井生产的自 动化水平和l煤矿生产的安全性。但相 当一部分监控系统由于技术水平低、功能和扩 展性能差 、现场维修维护和l技术服务跟不上等原因 ，或者已淘汰 、或者停产。因此 造成相当一部分矿井无法继续正前使用已装备的系统 。 随着电子技术和计算机软 硬件技术的迅猛发展以及企业自身发展 的需要，国内各主要科研单位和生产厂家又 相继推出了 K]90、K]95 、K]101、K]F2000 、K]4/K]2000 和 K]G2000 等监控系统 ， 以及 MSNM、W EBGIS 等煤矿安全综合 化和数字化网络监测管理系统。 ( 1) K]l 型矿井环境监测系统 K]1 系统是一个以微 型计算机为中心的遥测遥控系统 ，能集中连续的监测矿井 环境情况和 工矿情况 ，井能远距离控制井下设备的开停。其监 测系统的主要工作原 理是 :传感器将各种非 电iA 的矿井环境工矿参盐转变为电参 itI传送给各个分站 ，分 站在微处理器的控制下 ，将棋拟量中的电参量转换为数字量并进行运fJ处理，然后 编排成适合传输的信息传输给地面分站 。主机通过主站向各分站发送命令 ，读取分 站送回的实时数据来l运行状态信息，并进行数据 处理和显示、报替罪。存储等操作 。 其中系统检测部分 主要由单片机 803 1、并行接口 8255 、只读存储器 2716 和 随机存 储器 6116 组成 。该系统 的主站和分站之间主要通过 一根 四芯屏蔽通信电缆通信， 采用平衡式数 字基带信号进行传输 ，传输速 率为 600bit/s 。 (2) OM-l型矿井安全监测系统 OM-1型矿井安全监 视。系统是在 OPS-85 型和 SEC-80 IIB 型监测系统的基础上， 对地面主机部分进行改造后 的新系统 。该系统主要用于低浓度 的沼气监测、 数据处 理等。 该系统主要由主机、 终端、智能数据采集板 、双机交替通讯接口箱以及传感 器等组成。其中智能化数据采集板是整 个系统检测部分 的核心， 采用单片机作为微 处理器 ，实现对从接 口柜出来棋拟信号进行数据来集 、滤波 、数据的预处理罪1]主机 发送数据等功能。克服了接口柜中 A/ O 板与主机联线多 、维护困难等缺点。该系