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本课题来源于国家安全生产监督管理总局的矿山应急多媒体通信系统研发任务,主要研究矿山应急多媒体通信系统中环境参数的采集、显示、存储、传输、报警等问题。该技术的研究成果也可以应用到其它的环境检测领域。
论文从矿井环境参数检测的需求分析入手,研究井下救援环境,并确定甲烷,一氧化碳,氧气和温度作为矿井环境参数检测的对象。研究了气体参数采集和温度参数采集的原理和方法,同时结合矿山应急多媒体通信系统中的电源管理,面板控件管理等要求,提出了基于智能气体变送器,温度传感器、电源管理,面板操作和C8051F330单片机数据处理技术相结合的井下环境参数检测的方案设计。该方案实现以下功能:采集、显示、存储、传输环境参数数据:电源指示、欠压指示;电源智能开/关机操作;智能软关机操作和暂停操作。
课题完成了硬件电路设计与实现和软件设计及调试工作。硬件部分主要包括:C8051F330核心处理模块;智能气体变送器;单总线温度传感器;单片机与上位机之间的串口通信电路;本质安全电源模块;网络交换模块等。软件部分主要包括:固件程序模块;环境参数采集模块;网络通信模块。最后研制成了一套原理装置,经过在单片机与上位机的运行测试,装置满足各项功能,达到了设计要求。并将该装置成功应用于矿山应急多媒体通信系统中。