基于can总线的井下通信系统研究

《基于can总线的井下通信系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于CAN总线的井下通信系统研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：彭璇指导教师：张从力教授专业：控制科学与工程学科门类：工学重庆大学自动化学院二O一三年四月ResearchontheUndergroundCommunicationSystemBasedonCANBusAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByPengXuanSupervisedbyProf.ZhangC

2、ongliSpecialty:ControlScienceandEngineeringCollegeofAutomationofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2013中文摘要摘要煤矿的现代化管理和安全生产是煤炭行业永恒的主题。矿井恶劣的工作条件及性质导致矿下作业存在很大的安全隐患。监控室对井下人员的监控措施不完善、地面与作业人员的信息沟通困难等问题，导致一旦发生事故，就会造成巨大的人员伤亡和经济损失。建立有效的监控机制、开发完善的井下通信联络系统是保证井下作业正常有序、保障工作人员人身安全、实现快

3、速救援的重要手段。随着传感器技术、计算机技术、现代控制技术和信息传输技术在煤矿安全生产应用领域中的不断发展，各种现代化方案在煤矿管理中的应用越来越多。笔者在考查语音信号的编码及压缩技术特点的基础上，选用内置语音处理模块的凌阳SPEC061A作为微控制器；在分析井下无线信号衰减状况及比较各无线通信技术的特点后选用nRF24L01作为无线收发芯片；在分析了井下通信环境及各现场总线的通信方式及性能后，选用CAN总线网络传输数据。设计了基于区域定位的井下通信系统方案，并对其中的几个关键技术进行深入研究。论文首先从需求分析入手，明确系统的功能及结构，完成了总

4、体方案设计。之后从系统的区域定位、语音通信和信息传输等主要功能模块入手，对系统关键技术进行分析讨论。其次，针对人员定位信息无线传输中的数据碰撞问题，研究一种基于优先级分组的防碰撞算法，保证无线传输的通信质量。再次，针对高负载情况下CAN总线上的数据冲突问题，研究一种基于TTCAN的混合调度方案平衡语音信号与定位信号的实时可靠传输。最后，以关键节点为主要研究对象，完成系统各功能模块的硬件电路设计以及软件编程实现。本设计在实现大规模节点实时监控和跟踪的同时完成实时语音数据的传输，可以有效地提高系统的应用范围和领域。论文旨在寻找一种满足矿井需求，投入少、

5、可靠性高，并可根据今后的发展需求逐步升级的综合自动化系统。关键词：煤矿，射频技术，CAN总线网络，语音通信，人员定位I重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABSTRACTModernmanagementandproductionsafetyofcoalmineistheeternalthemeofthecoalindustry.ThenatureofmineandpoorworkingconditionsleadtolotsofsecurityrisksinoreoperationSuchissueslikeimperfectmeasuresofmon

6、itoringbetweenthecontrolroomtotheundergroundpersonnel,anddifficultycommunicationbetweencontrolroomandoperatingpersonnel,willresultinhugecasualtiesandeconomiclossesassoasanaccident.Toestablishaneffectivemonitoringmechanism,anddevelopaperfectcommunicationsandliaisonsystemwiththe

7、functionofvoicecommunicationandpositioningareimportantmeanstoguaranteetheundergroundworkorderly,toprotectthepersonalsafetyofstaff,andtoachievefastrescue.Withthecontinuousdevelopmentofsensortechnology,computertechnology,moderncontroltechnologyandinformationtransfertechnology,va

8、riousmodernizationprogramsarewidelyusedinthecoalminemanagemen