基于CAN总线的矿井安全监测系统设计

摘要: 矿山监测技术主要集中在矿山压力、瓦斯、水文水质和粉尘等几个方面。在信息传输采用无线、RS485等成本较高的测量方式,本文将介绍一种基于CAN技术的矿井安全监测系统,成本低廉,安装方便的监测系统。利用CAN技术设计了一种矿井安全监测系统,介绍了系统的组成和工作流程,并对系统中的硬件部分和软件部分进行了详细的介绍。

关键词:CAN总线英飞凌XC878矿井安全监测

中图分类号:TP2文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010) 08-040-01

目前,矿山监测技术主要集中在矿山压力、瓦斯、水文水质和粉尘等几个方面。在信息传输采用无线、RS485等成本较高的测量方式,本文将介绍一种基于CAN技术的矿井安全监测系统,成本低廉,安装方便的监测系统

1系统介绍

1.1系统组成

矿井安全监测系统结构框图如图1所示。

图1矿井安全监测系统结构框图

1.2工作流程

XC878单片机进行各个传感器的初始化及数据的采集,然后通过自带的CAN接口将数据发送到总线上,上位机通过CAN总线转USB接口将数据进行显示,然后可据此判断矿井的整体结构各个参数。上位机可对单片机的状态进行查询。

图2工作流程图

2硬件设计

2.1XC878单片机

单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

XC878是高性能 8位微控制器。片内集成 CAN控制器并支持 LIN,具备高级互联功能。

2.2传感器

倾斜测量采用SCA100T高精度双轴倾角传感器。应力和地音的测量均采用电阻应变片组成全桥式测量电路,原理如图3所示。

图3全桥差动电路

2.3上位机

上位机采用微型计算机,运行 Windows系统 ,采用USB转CAN接口电路,实现与单片机实现双向通讯 。

3软件设计

(1)单片机的软件包含以下 4个部分:单片机初始化、A/D采样、各个传感器的数据采集、CAN报文的发送及接收。

(2)上位机软件采用C++设计,通过USB转CAN接口与单片机进行通讯。

4结束语

根据本文思路设计出的矿井安全监测系统,操作简便、价格低廉、能准确及时地监测到矿井的状态,非常适合规模较小的矿井安全监测。

参考文献:

[1]齐庆新,李首滨,王淑坤.地音监测技术及其在矿压监测中的应用研究[J]. 煤炭学报,1994 年6月3日.