矿井通风系统三维模型的构建与应用

现有的巷道三维模型建模算法复杂,且以巷道两端端点坐标直接确定巷道的走势,不能较好地体现巷道的起伏。针对上述问题,以煤矿工程平面图为基础数据,利用巷道间的拓扑关系进行定位点采集,采用中心线加载断面的算法构建了矿井三维巷道模型。基于矿井三维巷道模型,将通风设施模型同步到三维系统中,生成了矿井通风系统三维模型及相应数据库,生成的立体图能清晰地展示矿井巷道的整体走势,结合数据库信息管理可对矿井模型进行添加、修改等智能操作。实际应用结果表明:该模型实现了矿井通风系统二维图到三维图的快速转换,可真实地展示煤矿巷道信息及工作面状况,生成的矿图数据库可实时更新,为研究矿井通风网络解算和灾变模拟提供了优良平台。     

一种矿井风量检测仪的设计

针对目前采用机械式或电子式风速计以及米尺或皮尺测量井巷风量方法存在效率低、精度低、准确性差等问题,提出了一种可实现多参数自动测量的矿井风量检测仪的设计方案,介绍了该检测仪的组成、测量原理及软件设计。该仪器采用超声波探头及超声波时差法测量井巷风速,采用激光脉冲法测量测点与巷壁的距离,经计算得出巷道断面积,将校正后的风速与巷道断面积相乘即得到风量值。试验结果表明,该检测仪测量快速,精度较高。下一步将在井下测试该检测仪的准确性。     

复杂矿井通风网络可视化动态解算及预警技术

针对存在煤层倾角大、地质构造复杂、开采时间长等情况的复杂矿井,采用传统的通风网络人工分析方法或常见通风网络解算软件存在工作量大、效率低、错误率高、解算不全面等问题,从而不能实时、全面掌握井下各巷道的通风安全状况。以南桐煤矿通风系统为研究对象,根据其通风系统复杂特征,从通风网络动态解算模型及方法、矿井通风阻力参数测定、通风异常预警、通风系统可视化等方面研究了复杂矿井通风网络可视化动态解算及预警技术,并依据该技术开发了矿井通风网络可视化动态解算及预警系统。应用表明,该系统解算风量与实际风量的误差小于10%,解算结果可实时、动态显示,实现了矿井风速及风压参数全量程精准测定、全矿井通风网络动态解算、通风异常连续分析与预警。     

一种新的矿井通风系统双线巷道自动生成算法

提出了一种新的矿井通风系统双线巷道自动生成算法——闭环法。该算法对已有的通风系统单线图进行求交、打断等操作,并建立节点—正向弧—反向弧网络拓扑结构图。采取逆时针搜索、最外层闭环优先提取策略,提取网络拓扑结构图中的所有闭环。对闭环进行右偏移操作,最终生成实交点处贯通、虚交点处下行巷道遮挡部分消隐的双线巷道图。闭环法已用于DIMINE数字矿山系统的通风模块中,并在实际矿井通风工程中得到应用。应用表明：采用闭环法生成通风系统双线图,实现简单,结果正确,能准确反映矿井巷道间的空间层位关系。适用于任意复杂的矿井通风系统双线图的生成。为矿井通风双线巷道的自动生成提供了一种新的有效方法。     

基于通风等效面积的矿井通风难易程度分析方法

针对目前矿井通风难易程度评价中常用的等积孔不能有效反映通风难易程度细节、通风阻力测定不能很好地衡量复杂通风系统并联影响的问题,提出了一种基于通风等效面积的矿井通风难易程度精细化分析方法。该方法根据获取的巷道通风信息对通风系统进行网络解算,得到系统中各节点风压,并以各节点风压大小为依据对通风系统进行分段;每个分段中的巷道均为并联,按等积孔的特性,先计算各巷道的等积孔,综合获得各分段的等效面积,由此得到各节点对应的通风等效面积;为直观、清晰地表达通风系统各段的通风难易程度,用图形化的方式表示通风等效面积,包括风压-等效面积图、节点-等效面积图、风压-等效能耗图和节点-等效能耗图;根据通风等效面积图,对矿井通风难易程度进行通风"瓶颈"、阻力分布及通风能耗等精细化分析。实例验证结果表明,该方法能有效分辨出通风系统中的阻力较大区域、局部阻力位置及通风"瓶颈"位置,可服务于矿井通风的分析和优化。     

矿井通风自动控制系统研究与开发

使用PVC管搭建小体积矿井模型,根据监测监控理论,开发了矿井通风自动控制系统。解决了通风实验需要挖掘大面积地下巷道这一工程,大大节省了成本。将压差传感器和风速传感器以及风门执行器布置于模型适当位置,利用计算机控制技术实现了通风参数的信号采集以及可控风门的自动控制等功能。模型调试完成后,完成了矿井通风阻力测试、网络解算验证、通风网络调节以及角联结构分析等实验。采用Visual Basic编写的上位机软件,通过CAN-BUS总线采集压差和风速的模拟信号并输出风门角度控制模拟信号,实验取得了良好的效果。该系统的完成对于模拟实验以及矿井通风智能诊断研究具有极其重要的意义。     

增强现实技术在矿井通风系统中的应用前景分析

介绍了增强现实技术的基本概念及其特征,结合我国智慧矿山的发展趋势,提出了将增强现实技术应用到矿井通风系统的理念,从数据模型的3D可视化、方位识别和引导、通风巷道的现实增强3个方面分析了增强现实技术在矿井通风系统中的应用前景。分析结果表明,采用增强现实技术可实现通风巷道数据的可视化,可实时获取所处巷道的环境信息,方位识别和引导更加精准和人性化,为矿井通风系统智能化管理提供了一种新的技术手段。     

矿井三维通风在线分析系统的研究与应用

介绍了一种矿井三维通风在线分析系统的实现方案。该系统采用3DGIS数字矿山基础信息平台的企业管理器模块对井下数据进行整理、加工及存储,根据该模块中存储的巷道网路、通风设备以及通风设施等数据自动建立通风网络拓扑关系;结合煤矿安全监测监控系统监测的实时风速数据,利用通风网络解算算法实时监控矿井通风系统运行状况,分析通风异常原因,并采用3DGIS数字矿山基础信息平台的企业应用平台模块将分析结果以三维可视化形式予以展示。该系统在四台矿的应用取得了良好的效果。     

矿井火灾风烟流区域联动与智能调控系统研究

针对矿井通风异常情况下应急决策与智能调控水平不高、无法实现风烟流远程控制的现状,设计了矿井火灾风烟流区域联动与智能调控系统;结合通风网络结构,分析了火灾时期风烟流区域联动控制机理,即通过设置烟雾传感器、可调风门等通风设施及远程调控,实现火灾时期烟流区和非烟流区2个并联分支的风量按需分配;研究了矿井火灾风烟流智能调控的影响因素,通过分析矿井火灾前后通风网络结构,构建了火灾风烟流智能调控模型,并介绍了可视化功能实现算法。该系统根据火灾时期火区风阻、通风网络结构、主要通风机运行参数等得出各分支实时风量,通过模拟火灾过程计算关键巷道理想风量并设置阈值,当实际风量与阈值误差超过10%时远程调控风门开度,以实现最佳风量分配。应用结果表明,系统对巷道风量的模拟计算结果、可视化界面显示结果与现场测定结果具有很好的耦合性。     

通风安全动态分析系统研究

针对现有矿井通风管理软件存在图形显示单一、无法实现网络信息传输处理、操作复杂、数据输入繁琐等缺点,提出了一种矿井通风安全动态分析系统软件的设计方案,介绍了该系统的结构组成、功能架构和系统原理。该系统集远程实时监测监控、数据采集、安全预警和决策分析为一体,以煤矿通风瓦斯安全分析、监控系统联机分析以及日常报表、图纸、文档管理为基础资料,可预测大到全矿、小到具体巷道的通风瓦斯涌出分布及波动规律,提高了矿井安全预警能力和事故防范能力。     

列尾主机自动检测台气路控制系统设计

介绍了一种基于ARM Cortex-M3内核的微控制器STM32F103的列尾自动检测台的气路控制系统设计.针对现有设备的不足之处,提出了改进方案.最新设计的列尾自动检测台的气路控制系统测量精确,控制准确,检测效率高.     

基于STM32F103VB的应用编程技术的实现

针对嵌入式应用中更新升级固件的需求,在阐述应用编程(IAP)技术原理的基础上,以具有Cortex-M3内核的微控制器STM32F103VB为平台,给出了基于STM32F103VB IAP技术的实现方案,并对方案的可靠性进行了探讨.最后讨论了IAP技术的具体实现方式.该方案实现了以具有STM32F103VB微控制器的嵌入式系统终端软件的在线升级,提高了软件维护的方便性,缩短了终端软件系统的开发周期.     

基于STM32的便携式振动信号检测仪器的研究

机械设备振动所引起的故障不仅损坏设备本身,而且影响工业生产,造成经济损失,严重时损害人身安全.针对机械设备振动信号的检测,本文介绍了一种基于STM32F103Tx芯片的振动信号检测仪器,对机械设备的振动信号进行检测、分析和处理的同时,还可将数据实时存储,以便进一步进行分析.该仪器体积小,性价比高.     

基于ARM CORTEX-M3的袜机纱线原料用量称量器设计

传统的袜机原料用量称量方式存在很多缺点,如效率低,不精确等,用STM32F103VB为控制核心的袜机原料称量器,充分利用芯片资源,易于实现,控制精确,使用方便。     

基于STM32F103VB单片机的串口通信程序设计

本文详细阐述基于STM32F103VB单片机与ST3232ECTR电平转换芯片,使用DB9针串口数据线,实现了按照RS232标准的单片机与PC间的串口通信。在IAR Embedded Workbench开发环境下,建立串口通信的项目工程,并对该工程的建立和管理做了介绍。调用STM32库函数,编写串行通信程序,提高了应用程序的准确性、高效性和可移植性。借助串口调试助手验证了单片机与PC间的串口通信,方便了单片机的开发。     

飞机外挂物管理系统无线原位检测技术研究

原位检测技术是一种无损检测方法,可在设备运转或基本不拆卸的情况下,对某些设备零件或部位进行检查和测试。本文以飞机外挂物管理系统为研究对象,针对其设备的原位检测问题进行研究,根据飞机外挂物管理系统设备的特点,设计有针对性的原位检测系统。该检测系统要求测试设备小型化、低功耗、便于携带和能够满足外场试验检测。本系统以微控制器STM32F103ZET6为核心,将高性能的ARM芯片、ZigBee无线通信技术以及模块化的功能电路结合在一起,并最终在远程监控终端实现检测参数的显示。最后通过系统的软硬件调试,实时的显示出飞机外挂物管理系统设备的状态信息,实现了系统的设计初衷。     

基于STM32F107的暖通空调混合通风自适应控制系统设计

针对暖通空调混合通风自适应控制系统受到室内空气环境的影响,导致暖通空调的通风控制效果变差,增加了空调能耗的问题,提出了基于STM32F107的暖通空调混合通风自适应控制系统设计。在STM32F107控制平台上,通过暖通空调混合通风自适应控制电源柜设计和暖通空调混合通风自适应控制器设计,完成了系统的硬件设计,结合暖通空调混合通风换气量的计算和暖通空调混合通风控制算法设计,完成了系统的软件设计,实现了暖通空调混合通风的自适应控制。测试结果表明,基于STM32F107的暖通空调混合通风自适应控制系统不仅可以控制室内的温度环境,还可以控制室内的湿度环境,有效提高了暖通空调混合通风的控制效果。     

大容量SD卡在海洋数据存储中的应用

设计了一种新型海洋要素数据（温度、盐度）采集系统的SD卡存储方案,同时给出了SD1.x与SD2.0的识别方法。该方案选用基于Cortex-M3内核的高性能处理器STM32F103VB作为主控制器,采用SPI总线与SD卡通信,使用FAT32文件系统,解决了海洋数据采集过程中数据存储量大、存储设备不易与PC机接口的问题。     

参数定制服务在STM32应用中的解决方案

将STM32F103x为控制核心的产品定制成USBHID设备,通过USB接口可方便地实现上位机与下位机的通信。利用STM32F103x的Flash可编程的特性,将写入的数据保存起来,这样在系统中便可以使用这些设定数据,从而实现产品参数的可定制化。     

STM32F103VB的SD卡在应用编程设计

基于在应用编程的基本原理,本文提出一种使用SD卡并通过SPI接口进行嵌入式系统固件更新的方法。以STM32F103VB作为嵌入式系统核心处理器,给出了固件更新的实现过程和验证结果,可广泛应用于基于闪存的嵌入式系统的固件升级。