矿用通讯控制系统的研制
煤炭工业是我国重要的基础产业，它作为高危行业之一，安全生产始终是生产领域的头等大事。由于煤炭生产主要是地下作业，煤矿的地质条件也是复杂多变的，经常受到水、火、煤尘、瓦斯、顶板等灾害的威胁。矿用通讯控制系统-MCCS（Mine-used Communi--cation& Control System）就是为了保证煤矿工业的安全生产所提出的研究课题。MCCS是集通讯和控制于一体的系统，通讯主要体现在煤矿传输沿线上的任意一点都可以和监控中心进行数字通信和语音通话；控制主要体现在该系统可以监测煤矿皮带传输现场的各种环境参数（如甲烷，烟雾，风速，负压等）及生产设备的工作状态（如皮带速度，转向，打滑，跑偏，断带，料位，电机电压，电流，频率等），并采取相应的控制措施，提高煤炭生产的安全性，系统具有很高的通用性、安全性和可靠性。
本文首先提出了矿用通讯控制系统的整体技术方案和技术优势，详细介绍了系统的硬件搭建以及各部分电路原理图的设计。整个系统包括主控制器、语音单元、急停系统、智能I/O和通信电缆五个组成部分。其中主控制器是本系统的控制核心，它采用32位嵌入式处理器LPC2292为控制器的CPU，并配备符合本安要求的大屏幕的液晶显示器。语音模块采用微处理器和硬件逻辑并行冗余方式设计，并且可以在系统掉电后独立工作。急停系统通过采用恒流源的控制信号，提高了可靠性，并配合数据通信实现了故障定位功能。智能I/O在急停开关的基础上扩展了模拟量和数字量的输入输出功能，能够实现对现场环境的监控。急停和智能I/O都采用C8051F单片机，C8051F不但具有很好的低功耗特性，还具有高度的集成性，配合控制软件，大大降低了系统功耗。
MCCS的控制软件是基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ进行设计的。首先完成了实时操作系统μC/OS-Ⅱ在LPC2292的移植，设计了设备驱动程序，编写了软件服务程序，包括：网络服务、VT100终端服务、GUI界面服务，并在此基础上划分了各个系统任务以及优先级，完成了各个任务的功能实现。
通过对整个系统进行了模拟现场调试。测试表明MCCS工作稳定。
语音通信;嵌入式操作系统;矿用通讯;控制系统
西安工业大学
硕士
信号与信息处理
张学智
2008
中文
TD655;TP273
82
2010-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）