煤矿井下定点定时瓦斯检测系统的设计

摘要

针对煤矿当前一般采用瓦检员定时巡测和瓦斯自动监测系统自动检测瓦斯存在的不足之处，本文设计了一套煤矿井下定点定时瓦斯检测系统，该系统克服了在人员定时巡测时存在瓦检员责任心不强、易受情绪影响等因素造成瓦斯检测数据不真实的现象，还能解决在瓦斯自动检测系统中因瓦斯传感器维护不到位、更换不及时引起的数据检测不准确的问题。
　　本系统主要由手持瓦斯采集器、通信分站和上位机三个部分组成。在本系统中，瓦检员通过手持采集器测量指定位置的瓦斯浓度，利用红外通信的方式，把数据传输到该地点固定安装的通信分站，分站再通过现场总线或井下环网把该点的瓦斯数据传送到地面主机。在瓦检员利用手持采集器检测瓦斯浓度的同时，还测量该地点的环境温度。在井下所有需要监测瓦斯的地方固定安装一台通信分站，利用该分站实现瓦斯数据的定点传输，即将瓦检员采集的数据信息及时上传到地面监控值班室的上位机，电脑在接收数据的同时，把当前的时间和瓦检员采集器代表的瓦检员身份编号（在接收的数据串中）一并建档保存，以确保工作人员在规定的时间到达规定的地点完成该地点瓦斯检测任务。上位机程序使用 C＃.NET作为开发环境，C++语言进行软件编写，能够检测瓦斯数据和监督工作人员工作状况，还方便将来进行其他功能的扩展。系统数据的传输可通过光纤、RS485现场总线的方式，也可通过煤矿井下局域环网来实现。
　　系统通过软硬件设计调试之后，实现了对瓦斯浓度的获取和对瓦斯工作人员采集工作的监督，能够确保煤矿井下瓦斯监测数据的准确和可靠性，提高煤矿采煤的安全性。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 瓦斯检测技术的发展和现状

1.3 系统主要任务和实现的功能

2 系统方案设计及工作原理

2.1 系统设计方案选型

2.2 检测系统的工作原理

3 系统硬件设计

3.1 系统硬件结构

3.2 控制器电路设计

3.3 瓦斯数据采集电路设计

3.4 电源电路设计

3.5 复位存储电路设计

3.6 温度数据测量电路设计

3.7 显示与声光指示电路设计

3.8 时钟电路设计

3.9 通信电路设计

3.10 键盘电路设计

4 硬件电路控制软件设计

4.1 手持采集器软件设计

4.2 通信分站编程设计

5 系统上位机设计

5.1 上位机开发工具选择

5.2 上位机软件设计

6 系统调试

6.1 硬件调试

6.2 软件调试

6.3 系统整体调试

6.4 系统调试总结

7 总结

致谢

参考文献

攻读硕士期间主要成果

附录 原理图和PCB图