文档介绍：西安科技大学
硕士学位论文
基于ARM的智能瓦斯传感器的研究
姓名:张婷婷
申请学位级别:硕士
专业:检测技术与自动化装置
指导教师:郭秀才
@
论文题目:基于 ARM 的智能瓦斯传感器的研究
专业:检测技术与自动化装置
硕士生:张婷婷(签名)
指导教师:郭秀才(签名)
摘要
煤炭是我国经济发展不可或缺的资源,我国对煤矿安全生产的重视已达到了空前的
高度,时有发生的矿井事故,暴露出目前矿井安全生产管理上的漏洞,同时也反映出煤
矿安全监测监控技术的某些缺陷,其中高性能、智能化的瓦斯传感器亟待开发。本文利
用嵌入式微处理器和现场总线技术设计的智能瓦斯传感器,期望解决目前煤矿安全监测
监控存在的问题。
本文在分析和研究 CAN 总线通信协议的基础上,设计了基于 CAN 总线技术的监测
监控网络,研制了以嵌入式 ARM7 微处理器 LPC2131 为核心的智能瓦斯传感器系统。
通过对瓦斯浓度数据采集与处理、瓦斯浓度显示、瓦斯浓度超限报警、信号输出和风、
电、瓦斯闭锁以及 CAN 控制器节点等电路模块的设计构建了基于 ARM 的智能传感器
的硬件系统;同时,设计了符合煤矿安全系统的软件代码;最后在实验室条件下对设计
的组装样机进行调试运行,验证其功能的可行性和性能的稳定性。设计的智能瓦斯传感
器系统不仅能为井下的工作人员提供实时的瓦斯浓度显示、超限报警和风、电、瓦斯闭
锁等功能;还可以经总线直接为监控人员提供实时的瓦斯浓度数据以及接收控制中心的
控制信息,组成了基于 CAN 总线的煤矿安全监测监控网络。
研制的智能瓦斯传感器经显示实验和报警实验验证:基本实现设计的各项功能,符
合煤矿环境的需求和煤安规程的相关技术要求;符合现代煤矿安全监测监控技术发展的
要求;具有先进性和实用性,对增强煤矿的安全生产有着重要的现实意义。

关键词:煤矿监测监控系统;智能传感器;CAN 总线技术;实时监测
研究类型:应用研究
Subject : Research of the intelligent sensor based on the ARM
Speciality : Detecting Technology and Automatic Equipment
Name : Zhang Tingting (Signature)
Instructor : Guo Xiucai (Signature)
Abstract
Coal is an indispensable resource. for China's economic development. China’s attention
to coal mine safety production has reached to an unprecedented high degree. But the mine
accidents are still ongoing, which exposed the current loophole of the safety management and
drawbacks of monitoring and control system. So, the high-performance, intelligent gas sensor
is needed. The gas intelligent sensor, which uses the cutting-edge embedded microprocessor
and FCS, is designed to solve the defects of the current monitoring system.
This paper has designed a CAN-bus monitoring and control system and the intelligent
sensor used LPC2131 belonged to ARM7 as its microprocessor on the base of analysis and
learning of CAN-bus technology specification munication protocols. Through the
design of gas density data collection and processing module, concentration display module,
limit alarming module, wings, circuit