矿用数字网络广播系统研究

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1、西安科技大学硕士学位论文矿用数字网络广播系统研究专业名称：检测技术与自动化装置作者姓名：张百运指导教师：郭秀才学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：论文题目：矿用数字网络广播系统研究专业：检测技

2、术与自动化装置硕士生：张百运张百运(签名)指导教师：郭秀才郭秀才(签名)摘要煤炭作为我国的基础能源和重要工业原料，在国民经济中占有极其重要的战略地位。当前，煤矿安全生产形势依然严峻，加快煤矿应急救援装备建设、健全紧急避险机制、配备井下应急广播系统是对矿井通信联络系统的完善，对煤矿井下安全避险“六大系统”建设有重要的现实意义。本文分析了矿用广播系统的发展现状，针对目前矿用广播系统存在的问题，研究了网络互联技术、IP组播技术、音频编码技术以及排队理论在广播系统中的应用。设计了基于Ethernet网络与CAN总线的矿用数字网络广播系统。通过以太网与CAN

3、总线的互联，在CAN节点进行ID号的“二次寻址”，解决现有矿用广播系统终端节点容量不足的问题。应用组播技术，在VS2010平台上实现基于C/S架构的组播通信，解决了矿用广播系统点对多点的音频传输中，冗余数据对网络带宽的占用。应用音频解码技术，设计在以太网中采用PCM编码、CAN总线中采用OGG编码，实现有限带宽范围下，高音质音频编解码的播放需求。基于统计学排队理论建立Ethernet与CAN音频数据帧排队模型及双向语音传输模型，分析服务率、到达率以及系统容纳节点数对音频传输系统的影响。基于VS2010开发环境与SQLServer2008数据库，对V

4、S2010模板文件中的MFC应用程序做具体设计，实现了广播系统管理平台的设计，并在该平台上验证广播系统的各项功能。广播系统测试表明，设计的矿用数字网络广播系统解决了语音对讲、节点扩充、分区广播等现存突出问题，达到了设计的目标，对煤矿安全生产及紧急调度具有重要的理论意义和工程价值。关键词：广播系统；排队论仿真模型；协议转换；音频解码研究类型：应用研究`Subject:ResearchonMineDigitalNetworkBroadcastingSystemSpecialty:DetectionTechnologyandAutomaticEquipm

5、entName:ZhangBaiyun(Signature)Instructor:GuoXiucai(Signature)ABSTRACTAsthebasicenergyandimportantindustrialrawmaterials,coaloccupiesanimportantstrategicpositioninthenationaleconomy.Coalmineproductionsafetysituationisstillgrim,acceleratetheconstructionofcoalmineemergencyrescuee

6、quipment,improvetheemergencymechanism,equippedwithcoalmineemergencybroadcastingsystemisfortheimprovementoftheminecommunicationsystem,tothecoalminesafety"sixsystems"constructionhasimportantpracticalsignificance.Thispaperanalysistheminebroadcastingsystemdevelopmentstatus,accordi

7、ngtothepresentproblemsofminebroadcastsystem,studiesthenetworkinterconnectiontechnology,IPmulticasttechnology,audiocodingtechnologyandtheapplicationofthequeuingtheoryinthebroadcastingsystem.ThispaperdesignsaminedigitalnetworkbroadcastingsystembasedonEthernetandCANbusnetwork,whi

8、chviaconnectedEthernetandCANbusandsecondaryaddressingintheCAN