【摘要】：煤炭開(kāi)采面臨煤自然發(fā)火災(zāi)害的嚴(yán)重威脅,采空區(qū)火災(zāi)尤為嚴(yán)重,采取科學(xué)可靠的技術(shù)方法對(duì)采空區(qū)自燃發(fā)火的趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是防治采空區(qū)火災(zāi)的重要手段。傳統(tǒng)的煤自燃預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的方法存在諸如指標(biāo)參數(shù)單一、布設(shè)管線復(fù)雜、光纖線路易損壞等缺陷。針對(duì)這些問(wèn)題本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套采空區(qū)環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),旨在為采空區(qū)煤自燃預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供可靠的技術(shù)支持。本文在采空區(qū)環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的煤自燃預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)指標(biāo)參數(shù)選定、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)及選型、電路設(shè)計(jì)、軟件程序編制和實(shí)驗(yàn)研究等方面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本系統(tǒng)采用分體式設(shè)計(jì),由一個(gè)信號(hào)發(fā)射單元和一個(gè)信號(hào)接收單元組成,信號(hào)發(fā)射單元通過(guò)傳感器采集CH_4、CO、O_2和溫度四種指標(biāo)參數(shù)的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、A/D轉(zhuǎn)換處理后在MSP430單片機(jī)的控制下通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊發(fā)送出去。信號(hào)接收單元通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊發(fā)送信號(hào)喚醒信號(hào)發(fā)射單元并接收參數(shù)數(shù)據(jù),然后經(jīng)過(guò)MSP430單片機(jī)的處理和存儲(chǔ)后通過(guò)液晶觸摸屏幕顯示,監(jiān)測(cè)人員可以采用觸摸屏幕選項(xiàng)的方式對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行操作,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的查看、保存、刪除等。本系統(tǒng)采用C語(yǔ)言編寫(xiě)系統(tǒng)的軟件程序,設(shè)計(jì)了模塊化的程序結(jié)構(gòu),利用MSP-FET430UIF仿真器和IAR軟件平臺(tái)完成系統(tǒng)程序的編寫(xiě)和調(diào)試。為保證信號(hào)發(fā)射單元足夠長(zhǎng)久的工作時(shí)間,系統(tǒng)采用了低功耗設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)多組實(shí)驗(yàn)對(duì)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)樣機(jī)的性能進(jìn)行檢測(cè),通過(guò)埋土實(shí)驗(yàn)和下水道實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)無(wú)線通信能力和參數(shù)采集發(fā)送的性能,滿足設(shè)計(jì)要求。本文開(kāi)發(fā)的采空區(qū)環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),參數(shù)信號(hào)通過(guò)無(wú)線通信方式傳輸,一次采集多種指標(biāo)參數(shù)信號(hào),采用低功耗的MSP430單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理和控制核心,系統(tǒng)可靠性高,采集參數(shù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,有力的為采空區(qū)煤自燃預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供技術(shù)支持。
[Abstract]:The coal mining faces the serious threat of the natural combustion disaster of coal, especially the goaf fire. It is an important means to prevent and cure the goaf fire by adopting scientific and reliable technical method to forecast the spontaneous combustion tendency of the goaf. The traditional prediction method of coal spontaneous combustion has some defects, such as single index parameter, complex pipeline layout, easy damage of optical fiber line, and so on. Aiming at these problems, a wireless monitoring system for goaf environment is designed and developed in this paper, which aims at providing reliable technical support for prediction and prediction of coal spontaneous combustion in goaf. In this paper, the parameters of coal spontaneous combustion prediction and prediction are selected, the whole system design, hardware design and selection, circuit design, software programming and experimental research are described in detail. The system is designed separately and consists of a signal transmitting unit and a signal receiving unit. The signal transmitting unit collects the signal of CH_4,CO,O_2 and temperature parameters through the sensor and amplifies the signal. The A / D conversion is transmitted by wireless transceiver module under the control of MSP430 microcontroller. The signal receiving unit sends the signal through the wireless transceiver module to awaken the signal transmitting unit and receives the parameter data. Then the signal receiving unit is processed and stored by the MSP430 microcontroller and displayed by the LCD touch screen. Monitors can use touch screen options to operate the system functions, and can view, save, delete and so on. The software program of the system is written in C language, the modular program structure is designed, and the system program is written and debugged by using MSP-FET430UIF simulator and IAR software platform. In order to ensure the long working time of the signal transmitting unit, the system adopts low power design. In this paper, several experiments are designed to test the performance of the system prototype. The performance of wireless communication and parameter collection and transmission is verified by buried soil experiment and sewer experiment, which meets the design requirements. The wireless monitoring system of goaf environment is developed in this paper. The parameter signal is transmitted by wireless communication mode, and a variety of parameter signals are collected at one time. The low power consumption MSP430 single chip microcomputer is used as the core of data processing and control. The system has high reliability. The data collected are accurate and can provide technical support for the prediction and prediction of coal spontaneous combustion in goaf.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TD752.2

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本文編號(hào)：2407017