AT89C52单片机煤矿井下安全监控分站的设计(2)
3.10电源电路的设计22
3.11外部数据锁存电路的设计23
3.12本章小结24
4监控分站软件部分及通信功能的设计.25
4.1分站总系统软件的设计25
4.2分站各部分软件的设计27
4.2.1数据采集与通信部分流程图.27
4.2.2设备状态控制流程图.28
4.2.3数据管理流程图.29
4.3AT89C52串口与RS-485总线的简介29
4.4AT89C52串口与RS-485总线的接口电路的设计30
4.5井下通信协议的制定31
4.6井下监控分站的通信程序的设计32
4.7软件抗干扰措施33
4.8本章小结34
5井下安全监控分站的仿真实验35
5.1模拟量的监测仿真结果.35
5.2开关量的监测仿真结果.36
6总结与展望.37
致谢.38
附录.39
附录一煤矿井下安全监控分站总图.39
附录二程序清单.40
参考文献.44
1绪论
1.1 课题的研究背景及其意义我国是煤炭大国，同时也是煤炭消耗量大国，随着需求的增加，我国煤炭的产量和消耗量在世界上都是居于前列的。但是这些煤炭的安全开采是个问题,因此煤矿安全监控不容小视。 不过随着安全技术的提高， 各种保障措施的有效实施，百万吨煤死亡率从2013 年的 5.8%降到 0.25%，同时还在向着零死亡率的方向前进。这些都归功于国家对于煤矿安全监测系统安全性的重视， 尤其是对煤矿井下瓦斯泄露这一重大安全隐患的重视。瓦斯灾害是煤矿井下灾害中最普遍的一种，对瓦斯浓度的监测与瓦斯灾害的预防成为了井下安全性必要且最重要的一项， 国家对此相当重视。2009 年全国煤矿瓦斯防治工作会议聘请专家，对山西焦煤屯兰煤矿“2•22”特别重大瓦斯爆炸事故以及重庆松藻煤电公司同华煤矿“5•30”重大瓦斯突出事故进行分析并阐述事故直接原因和存在的深层次问题；2011年国家安全监管总局颁布关于煤矿瓦斯防治工作“十条禁令”的相关文案；2013 年国家能源局颁布《关于进一步加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的意见》的文案等。还有许多其它井下因素也是引起事故的原因，对他们的预防也是刻不容缓的。 煤矿井下安全监控分站可以对煤矿安全生产过程中可能发生的灾害进行了较为可靠的预测并能够在灾害发生之前进行一定的处理， 从而很大程度上保证了井下工作人员的自身安全，防止了事故的扩大化。分站可由控制部分与监测部分相组成，监测部分将检测的数据传送至地面（也就是控制部分），地面通过指令的采取对系统进行部分电路的通断以达预防的目的。所以井下监控系统的可靠性与灵敏性成了煤矿井下安全监控分站需要考虑的问题，为此需要进行深一步的研究与测试。
1.2 国内外的现状与趋势1.2.1 国内的研究现状我国对于井下监控系统的应用较晚，大约在 20 世纪 60 年代，刚开始的系统都是先后由欧美国家购进的。 随着对于他国安全监控系统的研究与结合我国实际情况之后，在 20 世纪 80 年代末，我国研制出了一些 KJ 系列的煤矿井下安全监控系统，例如 KJ2、KJ10、KJ14等[1]。但是这些系统还是存在着较多的不足，比如功耗高，精度不够，灵敏度也不够，可靠性也差，为了改善这些弱项，10 年间，一批能算的上世界领先水平的监测系统逐一出现，如 KJ95、KJ90、KJ92等，这些智能系统的出现，将我国煤矿分站的智能化与自动化等级进一步提高。目前我国煤矿井下安全监控分站可以监测诸如瓦斯（甲烷）、温度、一氧化碳、湿度、压力、风门开闭、开关设备启停等不同井下环境的变化[2]，同时可以通过地面监测中心站进行控制，从而有效的预防灾害的发生。越来越多的质量优质的监测系统逐步出现，给我国的煤矿开采安全增加了保障。