基于CAN总线的瓦斯监控系统设计

【摘要】改革开放以来,国家的经济不断发展,煤炭是支撑经济快速发展和保障人民生活质量的基本能源。近年来,煤矿事故频发,其中瓦斯爆炸事故最为频繁,造成伤亡最多,带来的经济损失最大。因此煤矿瓦斯监测在煤矿安全中具有举足轻重的地位,目前国内的瓦斯检测仪大多是采用载体催化型原理的气体传感器,它虽然具有结构简单,价格便宜,易于使用的特点,但是存在着检测精度低,测量范围窄,校准频率高,催化剂“中毒”等严重缺陷,在向监控分站上传数据的时候使用的是模拟信号,故而在电磁设备较多的矿井环境下十分容易受到干扰,易出现误报,严重影响了煤矿的正常开采。因此,开发新型的精度高,稳定性好,测量范围广的瓦斯检测仪,使用传输方式可靠性高的瓦斯监控系统是解决这些问题的关键。本文在对现有的几种气体传感器进行调研,比较优缺点的前提下,选择合适的气体传感器。并且在可靠性好,精度高,低成本,便于扩展的前提下,确定了瓦斯检测仪软硬件平台,编写了监控分站的上位机软件,满足矿下瓦斯监控的需要。本文设计并实现了一种基于STM32F103RC的瓦斯检测仪,包括供电模块,存储模块,红外模块,CAN数据模块等。使用STM32F103RC作为处理器,移植了UCOS-Ⅱ实时操作系统,瓦斯检测仪对采集到的数据进行处理将信息存储于本地并且输出模拟信号和数字信号,使用CAN模块进行与上位机的通讯。最后用LABVIEW编写上位机软件,进行实时监控和数据的处理。在完成软硬件设计后,对整个系统进行了调试,在实验室环境下证明了数据能够正确地被采集,处理,保存,并且满足了设计的要求,具有良好的实时性和可靠性。
【作者】王聪；
【导师】魏衡华；
【作者基本信息】中国科学技术大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】瓦斯；检测仪；监控系统；UCOS-Ⅱ；嵌入式；

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