【摘要】：針對(duì)礦山開(kāi)采過(guò)程中的塌方、滑坡等實(shí)際問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種多通道聲發(fā)射實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)。系統(tǒng)下位機(jī)使用MSP430F5336作為核心處理單元,采集礦山塌方及滑坡的聲發(fā)射信號(hào),并對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、放大以保證傳輸效果。利用MDS_SD4無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)在采集器與上位機(jī)之間進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸,采用RS485串口服務(wù)器實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換,有效解決了礦山現(xiàn)場(chǎng)布線不便的局限性問(wèn)題。系統(tǒng)上位機(jī)通過(guò)命令發(fā)送的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)設(shè)備的控制,采用B/S網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型,基于SSH框架和Ajax技術(shù)設(shè)計(jì),網(wǎng)絡(luò)化使得監(jiān)測(cè)更加靈活。系統(tǒng)使用閾值法獲取時(shí)差并改進(jìn)定位算法,在誤差范圍內(nèi)更準(zhǔn)確地定位到聲發(fā)射源位置。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行測(cè)試,該系統(tǒng)工作穩(wěn)定,有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦山安全的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè),為礦山的安全和效益提供了更好的保障。
【圖文】：

器端。本系統(tǒng)共設(shè)計(jì)有24個(gè)下位機(jī)通道，支持多個(gè)通道的集中控制，涉及多個(gè)下位機(jī)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與控制，串口服務(wù)器ＲS485的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換功能將數(shù)據(jù)封包成TCP/IP格式傳輸至服務(wù)器，以支持串口和以太網(wǎng)接口的雙向數(shù)據(jù)傳輸［3］。運(yùn)行在服務(wù)器上的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)平臺(tái)按照通信協(xié)議以命令發(fā)送的方式，同時(shí)利用下位機(jī)設(shè)備的應(yīng)答進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制和數(shù)據(jù)的采集，并對(duì)上傳的聲發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示、處理分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)聲發(fā)射源的定位。圖1系統(tǒng)原理框圖Fig．1Theprinciplediagramofthesystem2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)下位機(jī)主要為單片機(jī)控制系統(tǒng)，以TI公司生產(chǎn)的MSP430F5336混合信號(hào)微處理器為核心，，主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)采集信號(hào)的放大濾波以及傳輸，保證更好的信號(hào)采集效果。由于塌方或滑坡的聲發(fā)射信號(hào)在產(chǎn)生過(guò)程中本身就比較微弱，并且在傳播過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生衰減，因此本系統(tǒng)采用YD49A型三向壓電加速度傳感器設(shè)計(jì)聲發(fā)射采集探頭［4］，它具有很高的電荷靈敏度，可以采集到聲發(fā)射信號(hào)的x、y、z三軸向分量，并具有優(yōu)良的橫向特性和穩(wěn)定性，很好地滿(mǎn)足了采集要求。為了更好地滿(mǎn)足信號(hào)濾波的要求，系統(tǒng)采用4通道低噪聲、高精度濾波器LTC1068，實(shí)現(xiàn)對(duì)聲發(fā)射信號(hào)的濾波功能，它具有很低的失調(diào)電流、漂移電流和偏置電流，具有很高的動(dòng)態(tài)范圍，達(dá)到截止頻率的200倍時(shí)無(wú)混疊現(xiàn)象［3］。系統(tǒng)采用高精密度、低漂移、低噪聲的程控增益放大器PGA308來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行可調(diào)性放大，利用MDS_SD4無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)進(jìn)行無(wú)線發(fā)送并提供ＲS485的接口，保證數(shù)據(jù)順利傳輸至上位機(jī)服務(wù)器。聲發(fā)射監(jiān)測(cè)儀內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)工作流程計(jì)算機(jī)服務(wù)器作為服務(wù)器端，利用java串口類(lèi)serialPort對(duì)象實(shí)現(xiàn)對(duì)串口聲發(fā)射數(shù)據(jù)的監(jiān)?

本文編號(hào)：2541642