CANopen协议在语音通信系统的应用研究

CAN只包括物理层和数据链路层两个底层协议,不能满足实时高效语音通讯的要求。设计开发了以CANopen协议为基础,在CAN总线上远程传输语音数据的语音通信系统。详述其设计原理、硬件组成和软件流程,给出部分关键硬件原理图和软件流程图。实践表明,采用CAN-open协议的语音通信系统可以在CAN总线上以极低的语音通信速率(2.4kbit/s)进行语音数据传输,实现语音的广播、组播、点播、MP3播放功能。     

基于CAN总线的井下输送带语音通信系统

分析了当前煤矿输送带语音通信系统的现状,提出了一种基于ARM9内核的S3C2440微控制器和CAN总线的矿井输送带语音系统的设计方案。该系统利用高性能ARM处理器S3C2440作为语音识别控制模块,将由语音模块采集来的音频信号经CAN控制器叠加到传输监控信息的CAN总线上,实现了井下输送带监控系统的语音和监控信息混合传输的功能。     

井下液压支柱路由安全监测系统设计

针对井下单体液压支柱群的压力数值无法集中收集和处理的问题,设计了路由监测系统。该系统分为终端节点和路由节点。终端节点主要以SH79TF166单片机为主控电路,并利用ZigBee进行无线通信传输。路由节点主要以CC2530控制器作为接收控制单元,利用MCP2515芯片进行CAN总线传输。最后将监测值汇集到本地网关系统。通过现场测试,设计的路由系统能满足对多个液压支柱的数据采集工作,有选择地通过ZigBee无线传输或CAN总线的方式将汇总数据传输到网关节点,实现对多个井下液压支柱的压力数值监控,提高适用性和效率,有效保证井下安全。     

煤矿顶板动态监测系统CAN总线网络监控器设计

通信分站在对井下传感器数据进行采集后,通过CAN总线上传至地面监控主机,需要CAN总线网络监控器将CAN数据转换为USB数据。设计的CAN总线监控器可以同时实时采集CAN网络中节点发送的数据帧以及其ID号。本监控器CAN总线通信部分采用C8051F060单片机控制其内置的CAN协议控制器,USB芯片采用FT245作为传输芯片。CAN总线网络监控器能在各种通信波特率条件下、能在较高通信效率条件下成功实现实时采集数据。     

基于现场总线的语音通信混和应用的研究

根据CAN总线技术在煤炭系统的广泛应用,在研究井下的语音信号利用现场总线技术进行传输方法基础上,采用语音处理模块AMBE-2000,微处理器PIC18F258,PCM3500等芯片设计开发了基于现场总线的语音通信模块.并利用RS232B智能转换器构成一个测试系统,完成语音与数据混合传输测试,测试结果表明通过改变控制信息量来检测语音的变化,从而找到最佳匹配,使控制信息在不受影响的前提下,语音传输质量最好.     

基于Cortex-M7的矿用CAN中继器的设计

针对煤矿井下CAN通信设备大于110个或传输距离大于10 km的情况,设计了一套中继器,采用飞思卡尔最新的以Cortex-M7为核心的KV5x系列芯片,以保障运算速度与可靠性。该设备不但增加了通信设备的数量,还延长了数据传输的距离,同时通信速率自适应能防止某节点的故障信号影响到整条线路。     

基于CAN总线的载重汽车安全监测系统

采用Freescale自带CAN总线控制器的MC9S12DG128建立了载重汽车的安全监测系统。通过位于车辆后端的CAN节点对载重车辆的关键参数如气缸压力、倾角、车速、油耗等进行采集,并通过CAN总线把这些参数传输给位于驾驶室的主节点。主节点对这些参数进行分析、显示并存储在IC卡上。试验证明,该系统能出色地完成各项功能。     

基于M/D/1排队模型的矿用语音广播系统的设计

针对当前矿用语音广播系统多为单工或半双工通话的弊端,提出了一种基于M/D/1排队模型以实现多语音节点通话的矿用语音广播系统,详细介绍了该语音传输系统的M/D/1排队建模及仿真分析过程。采用以太网和CAN总线等技术搭建了物理实验平台,实验验证了语音传输过程M/D/1排队建模及仿真的正确性。     

矿井无线透地通信中语音压缩技术探讨

针对矿井透地无线通信中语音传输存在的噪声干扰大、传输信道窄、实际传输距离有限等特点,通过比较现阶段的语音压缩技术,提出增量调制(delta modulation,DM)及其改进方案自适应增量调制(adaptive delta modulation,ADM)不适宜作为透地无线通信语音压缩的压缩编码方案;语音压缩感知(Compressed Sensing)作为一种新近提出的压缩编码方案,能够以远低于奈奎斯特采样速率采样压缩信号,虽然语音重建质量有限,编码复杂,技术难度高,目前不适宜作为透地无线通信语音压缩编码的方案,但是可能成为未来无线通信压缩技术;码激励线性预测CELP(Code Excited Linear Prediction coding)比较适合作为透地无线通信语音压缩编码方案。     

CAN总线智能节点设计在矿山救助体系中的应用

用51系列单片机作为控制器,将串口数据(温度、瓦斯浓度和风机转速等)通过CAN智能节点发送到CAN总线和上位机进行通信,同时能够接收来自上位机发送到CAN总线的控制命令,通过串口传输至通风机控制系统,控制通风机的起、停。通过测试,满足了设计的要求。     

矿井无线透地通信中语音信号压缩的研究

针对矿井无线传输信道信号传输损耗大、传输距离短、传输信道窄、噪声干扰大、传输能力有限、语音信号信噪比低的特点,通过对井下透地传输中语音信号和噪声的分析,基于语音压缩技术提出了一种用于矿井无线透地通信中语音信号压缩的模型。并采用实时通信系统的动态仿真软件Systemview对压缩方案模型进行仿真,验证了压缩方案的可行性。测试结果表明:当语音信号频率在800~3000Hz范围内,抽样频率是4~6倍的最大频率语音信号时,压缩方案基本可以满足设计要求。     

矿机车弯、岔道红外检测车内语音报警装置

以 8 0 31单片机为核心 ,采用红外遥控发射—接收系统作为矿机车是否到达弯、岔道的检测元件 ,以优质单片语音录放电路作语音报警系统 ,由单片机根据接收到的不同位置编码的红外信号来使系统发出相应的语音报警信号 ,同时对系统进行故障诊断。     

现代矿井提升机信号系统的设计与研究

目前我国的矿井提升机信号系统大部分都是由老式的继电器和接触器组成,可靠性不高,经常出现故障。针对我国现有提升机信号系统的现状,提出了由西门子可编程控制器PLC-300和远程I/O设备ET200M组成的现代矿井提升机信号系统。该系统的通讯网采用基于485通讯的PROFIBUS-DP网络,采用ISD4004语音模块和LCD液晶屏对提升信号进行声音和汉字的播放与显示。冗余系统的加入使整个信号系统的可靠性、稳定性、安全性大大提高,大大促进了工作效率。矿井提升机信号系统人机界面友好、直观,对我国提升机信号系统的设计具有一定的参考价值。     

本安井下声光报警装置的研究与应用

设计采用STC公司51内核单片机STC89C52RC为控制器,给出了一种以先进语音芯片飞利浦公司生产的双声道音频功率放大集成电路TDA7266为核心,可同时进行语音警示和红灯警示的报警装置的设计方法。该装置本安型电源的设计使系统满足井下使用的要求,可以通过按钮或传感器信号触发该装置的待机、打点和报警3种状态,并且语音可以通过改变拨码开关位置选择语言报警内容。     

基于嵌入式技术的煤矿井下通信中图像信号处理方法

以提升煤矿井下视频图像呈现能力为目的,提出基于嵌入技术的煤矿井下通信中图像信号处理方法。利用图像采集单元内的CCD摄像机拍摄煤矿井下视频图像后,将其传输到嵌入式FPGA芯片内,该芯片将煤矿井下视频图像信号缓存在SDRAM内后,再利用双口RAM传输到嵌入式DSP芯片内; DSP芯片启动图像信号处理单元内的图像信号处理算法对煤矿井下视频图像信号进行压缩感知和高分辨率重建后,对其进行缓存处理,再利用FLASH视频模块对处理后的煤矿井下视频图像信号实施动态编辑,并将其回传到嵌入式FPGA芯片内;该芯片利用视频D/A转换器输出处理后的煤矿井下视频图像VGA信号,完成煤矿井下通信中图像信号处理过程。实验表明:经过该方法处理后的煤矿井下视频图像信号的峰值信噪比、图像像素密度以及图像信号灰度值均得到了较好的提升,其具备较好的应用效果。     

基于WIFI的矿用语音警示系统的设计与实现

鉴于WIFI技术在煤炭系统的广泛应用,在研究井下无线通信的基础上,采用ARM7微处理器,低功耗无线芯片GS1011,音频编解码器VS1053,设计了一种矿用语音警示系统,有效地避免了现有语音通信系统因为线路损坏而无法保持通信畅通的情况。介绍了系统的软硬件设计,并进行了测试,测试结果表明该语音系统通信流畅、可靠性好、清晰度高,适合井下语音通信的要求。     

基于AT91RM9200的嵌入式矿井瓦斯监测系统的设计

为了监测矿井下瓦斯浓度以提高煤矿安全系数,利用AT91RM9200高性能、低功耗和低成本的特点,结合无线传输技术设计了一种瓦斯监测系统。并详细介绍了该监测系统的组成、工作原理以及软硬件设计方法。该监测系统具有操作简单、快速、准确测量并能提供语音报警等特点。     

DSP控制器在矿用电机转速测量和转子转角计算中的应用

在对矿用电机控制器的研究中,选择DSP2812芯片来实现对矿用电机的转速的测量和转子转角的计算,可以实现目前对数据处理量大、控制精度高的控制芯片的需求,研究了DSP2812控制器对矿用电机转速及转子转角中的一种实用测量方法。     

井下带式输送机智能监控系统研究

针对煤矿带式输送机监控系统中存在的铺设线路复杂、成本高和可靠性低等问题,提出了嵌入式技术和CAN总线技术相结合的方法,最终实现了煤矿井下带式输送机在线监控、总线通讯及综合保护的集成,提高了系统运行的稳定性,同时也在系统中实现了语音数据实时通讯的功能,对于提高煤矿带式输送机的自动化水平具有重要意义。