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我国是煤炭的生产和消费大国,煤炭在能源生产、消费中的比例一直很高,煤炭的安全开采对于经济发展起着至关重要的作用。调查显示我国的矿井多是瓦斯含量高的深井,煤矿安全监控系统的使用有利于整个开采工作的安全展开。 目前国内的煤炭安全监控系统多采用三层结构来组网。井下分站联系着地面中心站和井下的各种传感器,是整个信息网络的枢纽。它转发来自地面的指令消息,并将现场传感器采集的信息上传到地面,能提供逻辑判断,从现场给出报警、控制信息。分站的研究向来是整个安全监测系统的核心工作。 本设计以嵌入式系统设计为背景,结合国内外当前的研究状况,设计了一种基于LPC1768 Cortex-M332位微控制器的矿用分站。硬件上围绕可维护性、可扩充性、可靠性,分别设计了开关量输入电路、开关量输出电路、频率量采集电路、数据的显示和存储。考虑到与现有产品的兼容以及煤炭监测系统的未来发展趋势,分站的通信部分分别设计了RS485和CAN两种通信方式。分站的软件设计告别了前后台系统,采用了安全性高、实时性好、可裁剪、方便移植的μC/OS-II嵌入式操作系统。从操作系统的任务切换机理出发,编写了基于NXP驱动库函数的μC/OS-II在Cortex-M3上的移植代码。并且依据μC/OS-II的系统服务函数,划分了分站的任务。使用操作系统无疑增强了系统的可靠性,提高了系统的逻辑性,缩短了软件的开发周期。