煤矿漏泄通信系统基地台的设计与实现

摘要

煤炭生产可以说是我国经济发展的命脉，对我国的民生、工业等各方面都有着重要的意义。而一套优良的通信调度系统可以大大提高煤矿的开采作业的效率以及安全性，对整个矿井的生产有着重要的作用。
　　随着通信技术的不断发展，应用于矿井中的通信系统也得到了逐步的完善，尤其是漏泄通信技术的发展及应用，使得全矿井的移动通信能够实现。经过国内外长期的研究与实验，漏泄通信技术从开始的理论基础发展到现在的功能全面的数字化漏泄通信技术。数字漏泄通信系统是目前一个较为先进的矿用数字化系统，对于数字化矿山这样一个复杂而庞大的工程来说，它提供了一个很好的解决方案。本文阐述了该系统的基本工作原理、基本功能以及其关键的构成部分，基于国内外现有的技术方案，设计了漏泄通信系统中的数字基地台部分，并完成了其软硬件的实现。
　　本文的主要工作就是对数字基地台的硬件电路和软件程序的设计与实现，这两部分的内容设计相辅相成。硬件电路主要以TMS320VC5509A和MSP430F149两个核心芯片构成的双CPU系统，实现了语音数据的采集模块、信号的处理与传输以及同合路器分路器进行数据交换的通信接口设计;软件的设计主要是分别通过CCS3.3和Embedded Workbench的开发平台进行程序的实现及调试，对系统的初始化和工作流程的控制进行设计，同时也对系统的通信协议进行设计及程序的实现;最后是对本设计的系统实物的实现，并进行调试与测试，验证系统的相应性能，最终得出该系统能够稳定工作运行且数据传输可靠。

目录

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致谢

摘要

1 绪论

1．1 发展及现状

1．2 发展方向

1．3 面临的问题

1．4 本课题研究的目的及意义

1．5 本文结构

2 漏泄通信系统

2．1 漏泄通信系统原理

2．2 漏泄通信系统的功能及特性

2．2．1 漏泄通信系统的特点

2．2．2 井下通信性能比较

2．2．3 漏泄通信系统功能介绍

2．3 漏泄通信系统组成

2．4 本章小结

3 数字基地台硬件模块设计

3．1 数字基台的硬件基本结构设计

3．2 数字信号处理模块

3．2．1 VC5509A的内部资源

3．2．2 VC5509A片内外设

3．2．3 VC5509A中断系统

3．2．4 VC5509A电源检测与复位电路设计

3．2．5 VC5509A时钟电路设计

3．3 微控制器模块

3．3．1 MCU芯片选型

3．3．2 MCU与DSP之间通信方式选择

3．4 语音处理模块

3．5 电源管理模块

3．6 数字基台数据传输通路接口设计

3．7 其它接口模块

3．8 本章小结

4 数字基地台软件设计

4．1 开发环境

4．1．1 CCS开发环境

4．1．2 Embedded Workbench开发环境

4．2 微控制器程序设计

4．3 DSP程序设计

4．3．1 TMS320VC5509A初始化

4．3．2 McBSP设置

4．3．3 I2C总线配置

4．4 AIC23语音采集模块初始化设计

4．5 通信协议的设计

4．5．1 数据链路层的帧结构设计

4．5．2 信道编解码设计

4．6 本章小结

5 系统的调试与测试

5．1 系统硬件电路调试

5．1．1 原理图绘制

5．1．2 PCB设计与硬件调试

5．2 编解码程序的测试与分析

5．3 本章小结

6 结论

参考文献

附录

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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