一种新型通信分站的设计

针对目前煤矿安全监控系统中低层网络即由智能传感器组成的传感器总线网络多种多样的问题,提出了一种兼容多种通信方式的通信分站设计方案。该分站一方面可采集多种数字接口的智能传感器信息;另一方面既可采用传统的总线方式与监控计算机通信,又可通过光纤或工业以太网与监控计算机通信。实际应用表明,该分站具有良好的兼容性和可靠性。     

一种数字式煤矿安全监控系统设计

针对目前煤矿安全监控系统存在的通信实时性差、可靠性不高、易受电磁干扰等问题,提出了一种数字式煤矿安全监控系统设计方案,介绍了系统软、硬件设计方案及关键技术。该系统基于CAN总线和工业以太环网的双重冗余结构,以ARM处理器LPC2294和嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ为核心。测试结果表明,在10km CAN总线,32个数字分站,200台传感器、执行器规模下,该系统CAN总线通信成功率为99.97%,利用率为40%~60%;系统连续运行40d,数据稳定,无中断、异常数据产生,技术指标符合AQ 6201—2006《煤矿安全监控系统通用技术要求》。     

高可靠性矿用分站的设计

矿用分站与传感器之间大多采用模拟信号传输方式,极易受井下电磁干扰的影响,降低了煤矿安全监控系统的稳定性和可靠性。针对上述问题,设计了一种与传感器之间采用数字传输方式的高可靠性矿用分站,详细介绍了该分站的结构、硬件及软件设计。测试结果表明,该分站通过了《AQ 6201—2006煤矿安全监控系统通用技术条件》中规定的抗干扰性能试验,具有较强的稳定性。     

基于CAN总线的矿用通信分站的研究

针对矿井监测监控和预警系统采用的基于RS485总线的主从式通信方式存在实时性差、通信距离较短的问题,提出了一种基于CAN总线的矿用通信分站的设计方案;详细介绍了该通信分站的硬件及软件设计。该通信分站的CAN总线应用层协议通过对CAN消息ID号和数据的功能定义,实现了紧急数据的及时上传。实验结果表明,该通信分站通信可靠,实时性高,满足煤矿井下的通信要求。     

基于AT91SAM7X256的智能分站控制系统

依据<煤矿安全规程>并结合井下监测监控的实际需求,本文设计实现了一种基于AT91SAM7X256微控制器的煤矿智能分站控制系统.该系统可实现井下传感数据的检测、风电瓦斯闭锁的执行、实时数据的显示、通信中断后的历史数据存储,以及与地面中心站通信等功能.通过中心站对分站的配置,可灵活的将分站用于检测不同地点、不同传感器类型的井下数据.本文详细介绍了该控制系统的硬件设计及主控制程序的执行流程,并给出了风电闭锁逻辑的控制数据结构.     

基于现场可编程门阵列的新型可编程逻辑控制器在线调试技术

针对基于现场可编程门阵列(FPGA)的新型可编程逻辑控制器(FPGA based PLC)的在线监控问题,提出了泛化的基于FPGA技术对嵌入式片上系统(SoC)进行在线监控的方法。该方法设计了一个FPGA片上通信系统,系统内部固化基于UART的ModBus通信协议栈,通过串口与计算机上位机进行通信;采用双口RAM(DRAM)作为与监控对象间共享的数据缓存区,通过中断机制实现缓存数据的同步交换。性能分析结果表明,该方法将SoC处理监控通信的时间百分比降低至0.002%,确保了监控数据传送的实时性,且使SoC能够获得更佳控制性能。在Altera的cycloneⅡ系列芯片开发板上验证了方案的可行性。     

神华集团煤矿安全监控系统现状及升级改造

指出目前神华集团煤矿安全监控系统在应用中存在运维困难、信号传输距离不满足超长工作面应用需求、数据易丢失、误报警等问题;结合《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》要求,分析了神华集团煤矿安全监控系统的技术现状及与该方案要求的差距;从实施原则、传感器、分站、软件角度提出了神华集团煤矿安全监控系统升级改造措施。     

一种新型煤矿安全监控系统信号转换器设计

针对目前煤矿安全监控系统主从应答式通信模式无法实现分站多主并发、实时通信及分站之间的联动联控等问题,提出了一种新型煤矿安全监控系统信号转换器的设计方案;给出了多环对等通信监控系统结构模型,详细介绍了信号转换器的软硬件设计。试验结果表明,通过信号转换器分站可以方便地实现多主并发及在线扩容,分站之间对等通信与控制无需上位机调度,有效缩短了危险区域的系统控制响应时间,提高了网络结构可靠性。     

基于ENC28J60以太网接口的矿用监控分站设计

针对目前我国监控分站普遍使用现场总线与以太环网相结合方式实时性差的缺点,基于TCP/IP制定了完善的通信控制协议,采用ENC28J60网络接口芯片设计了分站接口控制电路,实现了监控主机与监控分站之间的数据收发控制.该分站采用定时计数、LCD液晶显示、ENC28J60网络接口和远程控制技术,实现了数据采集、液晶显示、数据处理、控制输出、声光报警和远程控制的功能.经过实验表明,上位机收到数据信息与监控分站采集信息一致,实现了网络的可靠通信.     

基于Linux socket的煤矿无线监控系统设计与实现

为改变当前国内落后的煤矿安全监控技术现状,解决煤矿安全监控中遇到的困难,提出利用无线传感器网络在煤矿安全监控中的优势,并结合Linux socket便捷、安全、高效的特点设计煤矿无线监控系统;选用ZIGBEE传输系统作为硬件平台,完成面向煤矿安全监控的多功能便携式无线传感器节点设计和基站传感器节点设计;上位机采用Linux操作系统的Socket技术,把数据送人主控站点计算机,并生成图表完成系统数据统计和监控;彻底解决了传统RFID监控技术通信距离受限瓶颈、数据离散不直观、无法为分析员提 供分析依据等一系列技术难题,具有一定的创新性和实用性,对研究煤矿安全生产数据收集新方案具有重要意义.     

基于μC/OS-Ⅱ智能监控分站节点的设计

为了提高井下安全系统分站节点的监控性能,利用μC/OS-Ⅱ在ARM Cortex-M3硬件平台上开发设计基于CAN总线的矿用分站节点,实现了井下环境参数的实时监测,同时可连接控制设备实现实时智能控制,并可通过安全可靠的CAN总线与中心分站通信.节点采用多路开关实现多路多种信号的智能采集,提高了节点的智能化.软件设计采用多任务和优先级抢占调度机制,实现任务问的并发运行,保证了系统的实时性和可靠性.采用数字滤波技术,减少了数据采集的误差.     

电力设备红外温度在线监测装置的设计

目前随着变电设备在线监测技术的推广,红外温度在线监测必将广泛应用于电力设备状态检修.本文提出基于FPGA/SOPC的电力设备红外温度在线监测装置的设计,内置NIOS软核,实现红外机芯组件驱动、采集控制、数据处理传输均在FPGA中进行,减少了装置的复杂度,提高了稳定性,实现红外温度数据实时采集,易于及时发现存在过热性缺陷的设备,提高了电力设备的可维护性.     

基于OpenPose人体姿态识别的变电站危险行为检测

视频监控是变电站安全管控的一大方式。然而目前变电站安全管控仍主要采用人工分析监控视频的方式,属于被动监控,不仅费时费力,而且容易产生误报错报的情况。该文提出了一种基于OpenPose多人姿态估计算法的人员危险行为检测模型,用于提高基于视频监控的变电站安全管控的智能化水平。通过对变电站安全区域的标定和人体关键姿态点的识别,以人员的双脚是否在标定的安全区域内为依据,自动判断人员行为是否是危险行为。其算法实时性较好,能达到每秒20帧的处理速度。     

基于VR技术的变电站二次回路在线监测方法研究

针对传统的变电站二次回路监测方法存在实时性差、监测过程准确率低的问题,设计了一种基于VR技术的变电站二次回路在线监测方法.首先,利用VR技术模拟变电站实际情况,对环境信息进行三维采集,建立相应的虚拟环境模型,根据其中的各主要状态参量实现变电站监测信息融合;在此基础上,建立回路状态判断指标,对变电站二次回路状态进行判定,得到变电站二次回路安全等级信息.将其与警戒值进行对比,若等级信息超出警戒值,则代表回路中存在故障,需及时处理或检查,若等级信息小于该警戒值则代表回路状态安全,由此实现基于VR技术的变电站二次回路在线监测方法的设计.实验对比结果表明,该监测方法在监测实时性和准确性两个方面具有明显优势,能够及时、准确地发现变电站二次回路中的故障问题,为变电站检修和维护提供支持.     

基于嵌入式系统的切削颤振在线监测技术研究

针对机床切削过程中的颤振现象难于实时、精确监测和控制的问题,设计了一种基于"FPGA+ARM"结构的切削颤振在线监测系统。切削振动数据采集主控制逻辑用FPGA来实现,ARM则用来实现采集数据的处理及快速发出颤振警报。     

基于LabVIEW的高速列车远程监测系统设计

随着高铁运营速度的不断提高,对高速列车进行长期的实时监测,有利于保障列车的行车安全.在明确监测需求的基础上,开发出基于LabVIEW的高速列车车下设备舱远程监测系统.系统以LabVIEW软件为编程平台,以NI CompactRIO硬件结构体系为载体,选择可重复配置的FPGA数据采集模块进行数据采集,数据传输采用DMA FIFO方法,实现了车下设备舱关键受力部位吊架和支座数据的高速采集、实时显示、远程传输等功能.通过远程监测系统对采集的数据进行实时查看,可以实时掌握列车的运行状态,对维护列车运行的安全性和稳定性具有重要意义.     

基于CAN总线和以太网的煤矿井下变电所远程监控系统

为了提高煤矿井下变电所检测数据和控制数据的可靠性和实时性,提出了一种基于CAN总线和以太网的煤矿井下变电所远程监控系统的设计方案。该系统采用高压开关综合保护器将煤矿井下变电所各种保护检测信号转换成CAN总线数据,每个变电所设置1个或多个监控分站;监控分站采用基于PIC18F4680单片机和ENC28J60以太网控制器开发的CAN总线-以太网协议转换器将CAN总线数据转换成以太网数据帧,并通过以太网传输;地面监控中心的上位机采用多线程技术将以太网数据帧转换为Modbus协议数据,实现对井下变电所的远程监测与控制功能。实际应用表明,采用CAN总线和以太网的网络结构可以较好地满足煤矿井下变电所远程监控系统的要求。