矿井无线监测嵌入式Linux上位机系统设计
基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统设计与实现
基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统设计与实现随着近年来煤矿事故频发,煤矿安全问题愈加受到人们的关注。
为了保证煤矿工人的生命安全,煤矿安全监测系统应运而生。
其中,基于无线传感器网络技术的煤矿安全监测系统因其便捷、高效且易于部署而备受瞩目。
本文将介绍基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统的设计与实现。
一、系统结构基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统主要由以下几个模块组成:节点采集模块、无线传输模块、数据处理模块、数据存储模块和监控终端模块。
节点采集模块是系统的重要组成部分,主要负责采集各种环境参数,如温度、湿度、瓦斯等,通过传感器对这些参数进行检测,将数据发送至无线传输模块。
无线传输模块是将各节点采集到的信息通过无线方式传输给数据处理模块。
无线传输模块需要建设通信机制,确定传输协议、传输频率、信道复用、信号强度等,以确保数据的准确、稳定和高效传输。
数据处理模块主要完成数据过滤、数据分析、数据转发等工作。
数据处理模块可对采集到的数据进行各种操作,如过滤掉异常值、求取数据平均值等。
通过数据处理模块对数据进行预处理,可以大大提高数据处理的效率和准确性。
数据存储模块用于存储传感器采集到的数据,为数据的分析和挖掘提供数据源。
通过数据存储模块,可对历史数据进行分析,从而了解煤矿的生产情况和安全状况。
监控终端模块是控制中心或终端用户所使用的设备,用于接收数据,进行更深入分析和展示。
通过监控终端模块,用户可以实时监控煤矿环境和设备状态,并根据需要进行报警和处理。
二、系统实现基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统的实现主要包括以下几个方面:系统部署、节点选择、数据传输和数据处理。
系统部署方面,需要在煤矿现场选择合适的节点布置,并以煤矿现场的实际情况为基础对系统进行规划。
在节点的部署上,需要考虑不同环境条件下的节点数量和布置方式,以提高数据采集和传输效率。
节点的选择方面,需要对不同类型的传感器进行测试和比较,以确定采集数据的准确性和稳定性,同时也需要考虑节点的价格和供应情况等因素。
基于嵌入式Linux的智能远程监控系统设计
基于嵌入式Linux的智能远程监控系统设计随着物联网技术的飞速发展和成熟,远程监控系统逐渐成为人们工作和生活中不可或缺的一部分。
这种系统的出现不仅为我们带来了更加便捷的使用体验,还为我们的工作、生产等方面带来了诸多便利。
本文将探讨一种基于嵌入式Linux的智能远程监控系统设计。
一、设计思路针对远程监控系统这一应用场景,本设计采用了SBC平台方案。
SBC,即Single Board Computer,单板计算机。
SBC系统集成、开发简单,成本低廉,性能稳定,适用于嵌入式领域。
同时SBC平台上的操作系统为Linux,操作系统的稳定性、强大的扩展性、成熟的驱动支持等都是SBC平台的优势。
通过对SBC平台方案的分析,本设计采用了嵌入式Linux系统作为操作系统,通过网络接口将监控端和远程终端连接,并采用智能传感技术对设备(如监控摄像头、温度传感器、二氧化碳传感器等)实时监控,通过网络将监控数据传输至远程终端,实现远程监控和智能化管理。
二、系统架构设计本设计采用的智能远程监控系统采用客户端/服务端的模式,包含两部分:监控端和远程终端。
监控端通过摄像头和传感器进行设备监控,将设备状态数据通过网口传输到远程终端。
远程终端收到数据后,根据数据的内容执行相应的程序进行处理,实现对被监测设备的监测、诊断、调控、控制等。
其中,监控端采用了三种不同的传感器,分别是温度传感器、二氧化碳传感器和湿度传感器。
通过实时数据采集和位置的定位,产生实时的数据反馈。
同时,为了保证系统的稳定性和数据安全,系统使用了魔方加密技术,以保证数据的完整性和安全性。
三、系统具体实现1. 硬件设计1.1 监测终端本设计采用了基于PC104的MOQ5xx系列主板作为监测终端,搭载了Netgear WNA1000M无线网卡作为网络接口。
同时,监测终端包含温度传感器、二氧化碳传感器和湿度传感器。
这些传感器通过在Linux系统内驱动实现;无线网络设备通过WPA和802.1X验证方法进行加密,增强了数据的安全和保密性。
基于嵌入式Linux的无线视频监控系统设计
嵌入式 L i n u x无 线 视 频 监 控 系统 结合 了无 线 网 络 技 术 和嵌 入式系统的特点 , 实 现 了 视 频信 息 的无 线 网络 传 输 。 系 统 具 有 高 移动性 、 广覆盖 、 易 于扩 展 的优 点 , 为更 多 的用 户 所 青 睐 。
1 系 统硬 件设 计
US B v i d e o c a me r a i ma g e a c q u i s i t i o n . v i d e o c o mp r e s s i o n J P E G f o r ma t . wi r e l e s s c a r d AR 9 2 7 1 v i d e o t r a n s mi s s i o n , a n d f i n a l l y
内存空 间映射表 的建立工作 ,为最终调用操作系统 内核做好 准
实 现 了 MMU、 A MB A 总 线 和 哈 佛 结 构 高 速 缓 冲体 系结 构 , 具 有
移 植 U— B o o t 到¥ 3 C2 4 4 0开 发 板 , 设计使用 U — B ot 中 的 s md k 2 4 1 0作 为 修 改 依 据 。
等, 然 后 上 传 到 AR M 平 台上 。 设计采用 L i n u x 一 3 . 4 . 2的 内核 , 使
用 的是 a r m— l i n u x — g c c 一 4 . 3 . 2交 叉 编 译 工具 链 。 2 . 2 U— B o o t 移 植
系统引导加载程序 ( B o o t l o a d e r ) 完 成 硬 件 设 备 的 初 始 化 和
备 。本 文 在 U— B o o t 一 1 . 1 . 6的基 础 上 分 析 和 移 植 。
嵌入式网络监控系统设计方案
嵌入式网络监控系统设计方案本文介绍了一种适合于工业场合、基于客户机/服务器模型的嵌入式网络监控系统的设计。
服务器采用32位的Freescale ColdFire系列MCF5272为CPU,以mClinux为操作系统,客户机可以是网络上任何装有客户机软件的PC机,系统中的监控界面由客户端设计,可以通过升级客户机软件来满足新的监控任务。
该系统的通用性和灵活性强,利于用户的二次开发。
一、引言目前,嵌入式网络监控系统以其本身体积小、功能多、支持以太网技术等优点,已成为工控领域中的新热点。
网络监控系统的方式可分为B/S(浏览器/服务器)和C/S(客户机/服务器)两种。
对于B/S形式,要求嵌入式服务器的存储器容量足够大,而且对于监控设备结构调整或对监控内容更改频繁的应用场合,就必须对嵌入式服务器中的网页和CGI 程序进行更改,这无疑会使普通用户在对服务器进行维护和二次开发时遇到很大的困难。
本文介绍的一种采用C/S结构的系统设计可以克服以上问题。
由于监控对象和监控页面的设置都由客户机完成,服务器只需进行数据采集、响应客户请求、利用TCP/IP网络发送客户请求数据等工作,同时客户机的监控页面采用通用的微软Windows风格,降低了对操作人员的要求,利于二次开发。
二、嵌入式网络监控系统的总体框架以工厂生产自动化中监控PLC和CAN总线设备为例,为了实现工厂生产透明化,希望在任何地方都能通过网络监控生产情况,并能够随着工厂生产内容的调整更换监控内容,因此,可采用C/S形式使监控对象及监控页面由客户自己根据具体要求定义。
服务器由32位Freescale Coldfire系列中支持网络通信的MCF5272芯片和专用于微控制的mClinux操作系统构成。
该系统由客户机发出对设备的监控命令,嵌入式服务器接收并处理信息,根据客户机请求对监控对象发出控制命令,或通过串口和CAN接口获得客户机感兴趣的状态,并将此信息通过网络协议经过网络连接返回客户端,由客户端分析并与设计的监控界面建立动画连接或将现场设备的运行状态显示在界面上,并将此信息存储到客户端历史数据库供用户打印输出或统计。
应用于无线视频监控的嵌入式Linux系统平台构建的开题报告
应用于无线视频监控的嵌入式Linux系统平台构建的开题报告1. 研究背景随着科技的不断进步和人们对安全需求的提高,无线视频监控系统成为了现代社会不可或缺的一部分。
无线视频监控系统通过无线网络传输视频信号,在许多特定场合得到了广泛应用,如企事业单位、跨区域监管、城市安防等。
在现场视频和音频的处理、存储和传输方面,需要有一个强大的嵌入式系统平台支持。
2. 研究目的本研究的目的是构建一个适用于无线视频监控系统的嵌入式Linux系统平台,该平台可以提供较高的处理性能、稳定的操作系统环境、良好的扩展性和可靠的无线网络传输功能,同时确保了视频传输的实时性,满足无线视频监控的应用需求。
3. 研究内容本研究的内容主要包括以下几个方面:(1)嵌入式系统平台的硬件选型和方案设计。
根据无线视频监控的实际需求,选择性能良好、功耗低、硬件扩展性好的嵌入式开发板和模块,设计出符合应用要求的硬件平台方案。
(2)嵌入式Linux操作系统的移植和定制化。
将Linux操作系统移植到嵌入式硬件平台上,并对其进行定制化开发,以满足无线视频监控系统的应用需求。
包括定制内核、配置系统环境、优化网络协议等。
(3)无线网络传输协议的设计和开发。
在嵌入式Linux系统平台上,通过Wi-Fi或蓝牙等无线网络传输技术,实现视频数据的实时传输。
需要对传输协议进行设计和开发,确保传输稳定、可靠、实时,同时具有拓展性。
(4)视频处理和存储相关功能的开发。
在嵌入式Linux系统平台上,通过调用各种视频处理和存储相关的库,实现视频数据的采集、编码、解码、录制和回放等功能,以满足无线视频监控的应用需求。
4. 研究意义本研究的成果有以下几个方面的重要意义:(1)优化了无线视频监控系统的性能和稳定性,提高了其可靠性和实用性,为实现智慧城市和社会安防等应用领域提供了技术支持;(2)探索了嵌入式系统平台构建的理论和实践问题,扩展了嵌入式系统平台的应用范围和技术特点,增强了其在相关应用领域中的应用能力;(3)促进了无线视频监控系统的技术创新和产业发展,推动了相关技术的改进和成熟,提高了无线视频监控系统的市场竞争力。
基于嵌入式系统的煤矿安全监测系统设计(毕业设计)
基于嵌入式系统的煤矿安全监测系统设计引言随着煤炭产业的发展,煤矿安全问题已经成为人们关注的焦点。
煤矿的安全监测系统在煤矿生产过程中起着重要的作用。
本文基于嵌入式系统,设计了一种煤矿安全监测系统,以提高煤矿安全性能。
一、系统设计1.1 系统架构本煤矿安全监测系统采用了嵌入式系统,由传感器模块、数据采集模块、通信模块、控制模块和监测中心组成。
系统架构图1.2 传感器模块传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、气体浓度传感器、烟雾传感器和人员定位传感器。
这些传感器分别测量煤矿内部的环境温度、湿度、气体浓度、烟雾浓度以及人员的位置信息,并将数据传递给数据采集模块。
1.3 数据采集模块数据采集模块负责接收传感器模块传递过来的数据,并将数据进行处理和存储。
数据采集模块还负责向通信模块和控制模块发送数据。
1.4 通信模块通信模块采用GPRS通信技术,将采集到的数据上传到监测中心。
同时,通信模块还可以接收监测中心发送的控制指令,通过控制模块控制煤矿内的设备。
1.5 控制模块控制模块负责接收通信模块发送过来的控制指令,并对煤矿内的设备进行控制。
例如,在出现火灾等情况时,控制模块可以控制喷淋系统开启,对火源进行灭火。
1.6 监测中心监测中心负责接收煤矿安全监测系统上传的数据,并对数据进行分析和处理。
如果发现异常情况,监测中心将发送控制指令到通信模块,通过控制模块对煤矿进行控制。
二、系统实现2.1 硬件设计本煤矿安全监测系统采用了STM32F103C8T6开发板作为控制器,传感器模块采用了DS18B20温度传感器、DHT11湿度传感器、MQ-2气体浓度传感器、MQ-7烟雾传感器和RFID读卡器作为人员定位传感器。
通信模块采用了SIM900A GPRS 模块。
2.2 软件设计本系统采用了Keil μVision作为开发环境,编程语言采用C语言。
软件设计包括传感器模块的数据采集程序、数据处理程序、通信程序和控制程序。
监测中心采用了LabVIEW作为开发工具,负责接收上传的数据,并进行数据分析和处理。
嵌入式智能设备网络监控系统设计与实现
嵌入式智能设备网络监控系统设计与实现一、引言随着信息技术的不断发展,嵌入式智能设备在日常生活、工业制造、医疗保健等各个领域的应用越来越广泛。
然而,这些设备也面临着各种安全威胁,例如黑客攻击、病毒感染、数据泄露等。
因此,开发一种嵌入式智能设备网络监控系统具有重要的实际意义。
本文将介绍一种基于ARM嵌入式平台的网络监控系统的设计和实现。
该系统可以监控设备的网络状态,包括网络连接状态、带宽利用率、数据传输速度、相应时间等,同时还可以实现远程控制,例如远程开关机、修改IP地址等。
二、系统架构该系统的整体架构分为硬件和软件两部分。
硬件部分由ARM嵌入式平台、无线网卡、以太网口、电源模块、RS232串口等组成,软件部分由嵌入式操作系统、网络管理模块、数据库模块、用户界面模块等组成。
具体架构如下图所示:图1-系统架构在该架构中,网络管理模块负责对网络进行监控、采集和统计,将相关数据存储到数据库模块中,用户界面模块通过UI界面与用户交互,RS232串口模块为调试模块提供数据传输。
三、系统设计3.1 硬件设计硬件设计包括选择硬件设备、搭建硬件平台等。
在本系统中,我们选择的硬件设备包括:(1) ARM9嵌入式开发板:作为该系统的核心控制器,它集成了ARM9处理器、SDRAM、Flash、以太网口、无线网卡、USB 口、GPIO等资源,可以实现网络通信、存储数据、控制外设等功能。
(2) 电源模块:提供电源支持,保证系统的正常运行。
(3) 无线网卡:将设备无线接入网络,实现远程监控。
(4) 以太网口:提供有线接入网络的方式。
(5) RS232串口:提供调试接口,方便开发和调试。
3.2 软件设计软件设计包括嵌入式操作系统的选择和驱动程序的编写。
在本系统中,我们选择的嵌入式操作系统为Linux嵌入式系统,因为Linux系统具有稳定、开源、易于维护和扩展的特点。
驱动程序的编写包括对网络管理模块、数据库模块、用户界面模块和串口模块的开发。
基于无线网络的矿井安全监控系统设计
De in o i es f t o i r g s se b s d o r ls ewo k sg f n a ey m n t i y tm a e nwiee s t r m on n
GAO i m i M ng ng, YANG Gui h z ou
(c o l f lcrc n fr t nE gn e ig L a nn eh i l ies y Huu a 2 1 5 C ia S h o e tis dI o mai n iern , io igT c nc v ri , ld o1 5 0 , hn ) oE a n o a Un t
DO : N 2 -3 9 2 111. 0.4 I C Kh 117/ 012 1 2 400 N. 2
பைடு நூலகம்
21 年 1 01 2月
)
De c. 2 1 01
— — —
( au a ce c N tr l in e S
基 于无线 网络 的矿井 安全监控系统设计
高明 明,杨 贵洲
( 辽宁工程技术大学 电子与信息工程学 院,辽宁 葫芦岛 1 50 ) 2 15
第 3 卷第 6 0 期
、o .0 ,1 3 No 6 .
文章 编号 : 10 ・522 1)603 -4 0 806 (0 10-870
基于Wi-Fi技术的嵌入式矿井安全监测终端设计
基于Wi-Fi技术的嵌入式矿井安全监测终端设计作者:邓杏松朱昌平韩庆邦单鸣雷蔡智伟王振陈家财来源:《现代电子技术》2010年第03期摘要:针对煤矿系统的通信现状,提出利用无线通信Wi-Fi技术构建井下无线网络的方案,通过对井下无线通信的试验研究,表明利用Wi-Fi技术的可行性,并在此基础上设计并实现了基于Wi-Fi技术的嵌入式矿井安全监测终端。
该系统工作效率高、实时性强、结构清晰,各组成部分达到了预期的目标,实现对井下视频数据的传送和各个站点的参数检查。
试验证明该方案切实可行并具有良好的市场前景。
关键词:矿井安全监测;无线通信;Wi-Fi;嵌入式中图分类号:TN915 文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)03-109-05Embedded Coal Mine Safety Monitoring Terminal Based on Wi-Fi Technology(1.College of Computer and Information Engineering,HohaiUniversity,Changzhou,213022,China;2.College of Information and Electrical Engineering,China University of Mining and Technology,Xuzhou,221008,China;3.College of Mechanical and Electrical Engineering,Hohai University,Changzhou,213022,China;4.Changzhou Sanheng Technologies Co.Ltd.,Changzhou,213022,China;5.Changzhou Coal Research Institute,Changzhou,213022,China)Abstract:According to the status of coal mine underground wireless communication,to set up the scheme of the underground wireless network,the feasibility of using Wi-Fi technology through trial study of the underground wireless communication is demonstrated.On the basis of this,the embedded mine safty monitoring terminal based on Wi-Fi technology is designed and implemented,the system possesses efficiency,strong real-time property and clear structure,all of the components have achieved the expected goals,realizing to transmit the video data and check all the parameters of the underground site.The test proves the scheme is feasible and shows good market prospect.Keywords:coal mine safety monitoring;wireless communication;Wi-Fi;embedded近年来,我国煤矿事故时有发生,井下安全生产状况令人担忧,特别是瓦斯、水害重特大事故居高不下,普遍存在的问题是煤矿井上管理人员不能及时与井下人员通信以了解井下人员的位置及作业情况。
基于嵌入式Linux平台掘进机远程监控系统
基于嵌入式Linux平台掘进机远程监控系统作者:肖铁锁来源:《科技资讯》 2012年第19期肖铁锁(石家庄煤矿机械有限责任公司河北石家庄 050031)摘要:悬臂式掘进机远程监控系统是实现综掘面自动化的关键技术。
该研究基于贝加莱公司的可编程计算机(PCC)、嵌入式工业监控计算机、Linux操作系统、CAN总线通讯的悬臂式掘进机远程监控系统。
通过对发行版Linux操作系统的内核重新编译、文件系统定制和启动配置构建了一套高性能的监控软件平台;在地面试验和井下试验表明:悬臂式掘进机远程监控软件具有运行稳定可靠、功能强大等特点,满足现场控制要求。
关键词:远程监控 Linux操作系统 PCC 嵌入式工业监控计算机中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0006-01现代煤矿采掘失调使综掘关键技术的研究成为热点,悬臂式掘进机作为煤巷综掘核心装备,掘进机是煤矿生产的重要装备,主要用于巷道的挖掘,以布置采煤工作面。
悬臂式巷道掘进机技术是发展综合机械化掘进、提高掘进效率、保障安全生产、降低劳动强度的重要一环。
国内外掘进机的重要发展方向是操作控制方式的自动化、智能化、信息化和数字化,逐渐发展为掘进机器人。
近年来国内外正逐步深入对掘进机远程控制技术及监测系统的研究,表明这是煤巷掘进大型装备的必然发展趋势。
1 掘进机远程监控系统组成与工作原理悬臂式掘进机综合远程监控系统,结合计算机、自动控制、通信等信息科学的技术,完成悬臂式掘进机远程控制。
在掘进机截割作业时,工作人员通过该视频画面与悬臂式掘进机远程监控软件,可以确定掘进机当前的工作状况,该监控软件也可发出信号开、油泵启、油泵停、自动截割、截割暂停、截割继续、截割全停、复位、清屏控制指令,控制掘进机按照已定要求进行自动截割,此隔爆监控计算机为远程监控系统的核心。
总体来讲,悬臂式掘进机远程监控系统的总体结构:机载控制器PCC→CAN转光纤模块→光纤转CAN模块→隔爆监控计算机→显示屏。
嵌入式开发-嵌入式Linux煤矿安全监控分站的设计
基金颁发部门:国家科技部;项目名称:矿用本质安全型综合接入网关;编号:05C26213200595嵌入式Linux煤矿安全监控分站的设计Design of coal mine safety monitoring substation based on embedded Linux(中国矿业大学)李燕,钱建生,徐晓菊,罗云国Li,Yan Qian,Jiansheng xu,xiaoju Luo,Yunguo 摘 要:安全可靠的监控分站设计是煤矿安全监控系统设计的关键。
运用源码开放、成本低、网络支持能力强的嵌入式Linux操作系统,在ARM硬件平台上研究设计了基于CAN总线的煤矿安全监控分站,不仅能连接监控设备完成监测和控制任务,挂接其它子系统,而且具有嵌入式网关功能,能实现CAN和以太网的转换。
软件设计采用多进程机制,实现了多个进程并发运行,保证了系统的安全可靠。
该分站在现场应用能够满足要求,运行稳定。
关键词:分站;CAN总线;嵌入式系统;Linux;多进程通信中图分类号:TD76;TP336 文献标识码:AAbstract:The design of safe and credible monitoring substation is the key to the design of coal mine safety monitoring system. The safety monitoring substation of mine based on CAN Bus is researched and designed with ARM as a hardware-platform using open source, low cost, strong network support of embedded Linux operating system.It not only can connect the monitoring and control device completing the task of monitoring and control, connect with other subsystems, but also can act as an embedded gateway and accomplish transformation between CAN and Ethernet.The design of software adopts the multi-process mechanism,realized multiple processes working in parallel,guaranteed the safety and credibility of the system .It runs stably and can meet the requirements in the field application.Key words:substation;can bus;embedded system;linux;multi-process communication 引言煤矿的安全生产对国民经济的发展有着重要的意义,它不仅关系着煤矿企业的兴衰,而且关系着社会的稳定和经济的长期发展。
煤矿安全监控系统嵌入式网关的设计及应用
煤矿安全监控系统嵌入式网关的设计及应用摘要:本文旨在探讨煤矿安全监控系统嵌入式网关的设计及应用。
首先,本文介绍了煤矿安全监控系统的介绍,以及它是如何识别和处理安全隐患的;其次,本文研究了嵌入式网关的设计及应用。
网关的设计包括控制器、传感器、数据采集装置和终端设备。
基于这些设备的网关来进行煤矿安全监控系统的数据采集和处理,并将数据进行远程报警,有效的监控煤矿的安全情况,并预警及及时处理危险因素,保证煤矿的正常安全生产。
此外,本文还讨论了煤矿安全监控系统嵌入式网关在实际煤矿应用中未来发展的方向。
关键词:煤矿安全监控系统;嵌入式网关;控制器;传感器;数据采集正文:一、煤矿安全监控的介绍煤矿是一种危险的工业环境,出现多种安全隐患。
煤矿安全监控是指对煤矿安全隐患进行实时监测,并执行分析和预警,阻止安全事故发生的过程。
煤矿安全监控系统通过采用传感器、控制器和由终端设备及数据采集设备组成的嵌入式网关,有效的监测煤矿安全隐患,进行实时监测并及时预警,当发现危险因素便及时处理,从而提高煤矿安全生产效率。
二、嵌入式网关的设计及应用网关的设计包括控制器、传感器、数据采集装置和终端设备。
控制器用于将传感器信号转换为计算机可以读取的数据,然后在终端上显示出来。
传感器用于检测煤矿安全隐患,比如瓦斯浓度、火焰高度和煤层非正常振动等。
数据采集装置负责统计和分析采集的传感器信号,并进行报警。
终端设备可以将报警信息发送到煤矿安全监控系统的用户端,进行安全隐患的及时处理。
三、未来发展煤矿安全监控系统嵌入式网关在实际煤矿应用中存在着巨大的发展潜力。
一方面,可以将更多的传感器和终端设备集成到嵌入式网关中,进一步提高安全监控系统的功能性;另一方面,可以研究嵌入式网关的智能化算法,以提高报警的效率和准确性。
四、与污染物排放测量监控的整合煤矿安全监控系统嵌入式网关可以与污染物排放测量监控系统进行整合,实现对煤矿安全和环境污染的综合监管。
可以通过标准传感器技术,实现实时监测煤矿排放的污染气体物质,比如一氧化碳和二氧化硫等,并采用大数据技术进行分析处理,实现煤矿安全和环境污染的有效管控。
嵌入式无线数据采集系统的设计
嵌入式无线数据采集系统的设计嵌入式无线数据采集系统是一种集传感器、数据采集、数据处理与通信于一体的系统,可用于实时收集、传输和处理各种环境参数、物理量等数据。
该系统具有实时性、低功耗、可靠性和灵活性等特点,广泛应用于工业生产、环境监测、物联网等领域。
设计一个嵌入式无线数据采集系统,需要考虑以下几个方面:1.硬件设计:(1)选择合适的微处理器,如ARM、AVR等,具备低功耗、高性能和较大的存储容量。
(2)选择合适的传感器,根据实际需求选择温度、湿度、光照、气体浓度等传感器。
(3)选择合适的无线通信模块,如蓝牙、Wi-Fi、LoRa等,根据通信距离和传输速率需求进行选择。
(4)设计电源电路,保证系统持续供电,并考虑低功耗设计,延长系统使用时间。
2.软件设计:(1)嵌入式操作系统的选择,如嵌入式Linux、FreeRTOS等,根据系统需求选择合适的操作系统。
(2)编写驱动程序,与传感器进行接口,实现数据采集与处理功能。
(3)设计数据通信协议,实现与无线通信模块的数据传输,并考虑数据压缩和加密等功能。
(4)设计用户界面,方便用户对系统进行配置和监控。
3.数据采集与处理:(1)根据传感器类型和数量进行数据采集,并进行预处理,如滤波、校准等。
(2)设计数据存储方式,可以选择本地存储、云端存储或结合两者,确保数据的可靠性和安全性。
(3)设计数据分析算法,对采集的数据进行分析、统计和建模,提供对应的数据处理和决策支持。
4.系统通信与远程监控:(1)通过无线通信模块与上位机或云端进行数据传输,实现数据的远程监控和控制。
(2)设计远程配置和升级功能,方便对系统参数进行远程设置和升级。
(3)设计报警功能,当采集到的数据超过预设阈值时,及时发送报警信息给用户。
总之,设计一个嵌入式无线数据采集系统需要考虑硬件、软件、数据采集与处理以及远程监控等方面,综合考虑系统的功能要求、成本和可行性,才能设计出一款实用、稳定和高性能的系统。
嵌入式无线监测仪系统电路设计
嵌入式无线监测仪系统电路设计
无线监测仪是一部监测、记录用户心电数据,为用户提供实时监测预警。
既可单次测量用户心率,同时测绘心电图并存储,用户通过产品PC套件
在电脑、手机上均可查询自己的心电数据。
方便用户对自己的心率及时的了解
和掌握。
产品体积小、重量轻,用户携带方便,增加用户的舒适感。
使用铂电
阻传感器探测出目标温度,并通过图形的方式显示在LCD屏上、当温度超过
报警温度时,在LCD屏上显示报警状态、当温度超过报警温度时,通过PWM 控制蜂鸣器实现报警、当温度超过报警温度时,点亮LED报警灯、可以通过
按键关闭或打开蜂鸣器及报警等功能。
系统的构成如下图,非常简单:
具体电路如下图:
报警灯电路
处理器S3C2410通过GPF4控制报警LED灯,如下图所示:
蜂鸣器电路
处理器S3C2410通过GPB0输出PWM信号控制蜂鸣器,如下图所示:
按键电路
当GPE11输出0电平时,按键按下后会在EINT0管脚上产生跳沿信号。
系统利用此信号产生中断。
如下图所示:
LCD液晶屏电路。
基于嵌入式Linux的矿井远程监控系统
基于嵌入式Linux的矿井远程监控系统
童敏明;黄艳;刘晓文;戴新联;蔡丽
【期刊名称】《煤炭科学技术》
【年(卷),期】2007(035)004
【摘要】介绍了一种基于嵌入式Linux的矿井远程监控系统,其借助CAN总线技术实时地采集井下的各种环境参数,并通过GPRS无线网络发送到远程终端接收机,从而实现远程监控.系统设计包括嵌入式Linux系统结构、CAN控制器设备驱动、GPRS无线通信模块等的设计.该系统以嵌入式微处理器为核心,具有功耗小、性能稳定、维护方便、通信方式有多种选择等特点.
【总页数】3页(P31-33)
【作者】童敏明;黄艳;刘晓文;戴新联;蔡丽
【作者单位】中国矿业大学,信息与电气工程学院,江苏,徐州,221008;中国矿业大学,信息与电气工程学院,江苏,徐州,221008;中国矿业大学,信息与电气工程学院,江苏,徐州,221008;中国矿业大学,信息与电气工程学院,江苏,徐州,221008;中国矿业大学,信息与电气工程学院,江苏,徐州,221008
【正文语种】中文
【中图分类】TP277
【相关文献】
1.基于嵌入式Linux和GPRS的移动互联网远程监控系统研究 [J], 俞临兵
2.基于嵌入式Linux的森林远程环境监控系统 [J], 周丽娟;何裕俊
3.基于嵌入式Linux远程监控系统设计 [J], 刘滨;朱雁祥;姜天淇
4.基于A8的嵌入式Linux远程视频监控系统的设计与实现 [J], 姚莉;邓丹君
5.基于嵌入式Linux的智能重型拖拉机远程监控系统开发 [J], 朱青松;李军伟;王进;李德芳;高松
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基于嵌入式Linux的智能瓦斯监控系统设计
基于嵌入式Linux的智能瓦斯监控系统设计张根宝;吴彦【摘要】为了测量煤矿井下瓦斯浓度以提高煤矿安会系数,采用了一种基于嵌入式linux的智能瓦斯监控系统;系统以核心处理器s3c2410为硬件平台,采用嵌入式linux作为操作系统,以DSP作为数据采集模块,通过TCP/IP协议将嵌入式系统接人Internet,实现远程监控,并基于QT/Embedded实现了监控界面;研究表明,本系统具有稳定可靠、实时性好、友好的人机界面、操作简单等优点,在井下瓦斯浓度监测方面有重要的应用价值;详细介绍了系统的组成、工作原理以及软硬件设计.%To measure gas concentration under coal mine to improve safety factor, adopted a kind of intelligent monitoring system of gas based on embeded Linux.The s3c2410 is used as the main processor for hardware platform, the system takes Embedded Linux as the Operation system and DSP as data aquisiton module.Through the TCP/IP protocol, it can be connected to the internet, realizing remote monitor and control.Realizing monitor and control interface based on QT/Embedded.Study results show that the system runs stably、 friendly human- machine interface、 good real-time and simple operation, The technology and methods adopted in the intelligent monitoring system of gas are practical.The paper introduced composition, working principle, design of hardware and sofeware in detail.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2011(019)005【总页数】3页(P1033-1035)【关键词】嵌入式Linux;瓦斯;数据采集;远程监控【作者】张根宝;吴彦【作者单位】陕西科技大学,陕西,西安,710021;陕西科技大学,陕西,西安,710021【正文语种】中文【中图分类】TP3020 引言煤矿事故中瓦斯爆炸所带来的灾难最为严重,防止瓦斯爆炸已成为重要的研究课题。
基于Linux socket的煤矿无线监控系统设计与实现
基于Linux socket的煤矿无线监控系统设计与实现李丽丽;施伟【摘要】为改变当前国内落后的煤矿安全监控技术现状,解决煤矿安全监控中遇到的困难,提出利用无线传感器网络在煤矿安全监控中的优势,并结合Linux socket便捷、安全、高效的特点设计煤矿无线监控系统;选用ZIGBEE传输系统作为硬件平台,完成面向煤矿安全监控的多功能便携式无线传感器节点设计和基站传感器节点设计;上位机采用Linux操作系统的Socket技术,把数据送人主控站点计算机,并生成图表完成系统数据统计和监控;彻底解决了传统RFID监控技术通信距离受限瓶颈、数据离散不直观、无法为分析员提供分析依据等一系列技术难题,具有一定的创新性和实用性,对研究煤矿安全生产数据收集新方案具有重要意义.%It proposes a method which changes the current domestic backward technology status of coal mine safety monitoring, and solves difficulties and problems in coal mine safety monitoring using the advantages of wireless sensor networks in the coal mine safety monitoring, combining with the features of Linux socket' s convenient, safe and efficient to. Using ZIGBEE transmission system as a hardware platform, it designs the multi - functional portable wireless sensor nodes for coal mine safety monitoring and the base station sensor nodes. PC uses Socket technology of Linux operating system, sends data into the master site computer, and generates charts to complete system statistics and monitoring. It completely solves a series of technical problems as the bottleneck that conventional RFID monitoring communication distance is limited, not intuitive discrete data which is difficult to provide analysis basis for analysts. The methodproposed in this paper has some innovative and practical, and also has important significance for studying for new programs of coal mine safety data collection.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2011(019)012【总页数】3页(P2989-2991)【关键词】无线传感网;矿井监控;Linux socket;节点;基站【作者】李丽丽;施伟【作者单位】辽宁工程技术大学电子与信息工程学院,辽宁阜新 123000;辽宁工程技术大学电子与信息工程学院,辽宁阜新 123000【正文语种】中文【中图分类】TP368.20 引言为了满足国民经济高速发展的需要,在大力发展煤炭开采的同时,煤矿安全正成为全国工业安全生产工作的重中之重。
嵌入式Linux煤矿安全监控分站的设计
嵌入式Linux煤矿安全监控分站的设计
李燕;钱建生;徐晓菊;罗云国
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2009(025)004
【摘要】安全可靠的监控分站设计是煤矿安全监控系统设计的关键.运用源码开放、成本低、网络支持能力强的嵌入式Linux操作系统,在ARM硬件平台上研究设计
了基于CAN总线的煤矿安全监控分站,不仅能连接监控设备完成监测和控制任务,
挂接其它子系统,而且具有嵌入式网关功能.能实现CAN和以太网的转换.软件设计
采用多进程机制,实现了多个进程并发运行,保证了系统的安全可靠.该分站在现场应用能够满足要求,运行稳定.
【总页数】3页(P49-51)
【作者】李燕;钱建生;徐晓菊;罗云国
【作者单位】221008,徐州,中国矿业大学;221008,徐州,中国矿业大学;221008,徐州,中国矿业大学;221008,徐州,中国矿业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TD76;TP336
【相关文献】
1.基于FPGA的煤矿安全监控系统监控分站的设计 [J], 王启峰;祝国源;孙小进
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3.煤矿安全监控分站电源供电技术研究 [J], 徐志强
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基于Wi-Fi技术的嵌入式矿井安全监测终端设计
基于Wi-Fi技术的嵌入式矿井安全监测终端设计邓杏松;朱昌平;韩庆邦;单鸣雷;蔡智伟;王振;陈家财【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2010(033)003【摘要】针对煤矿系统的通信现状,提出利用无线通信Wi-Fi技术构建井下无线网络的方案,通过对井下无线通信的试验研究,表明利用Wi-Fi技术的可行性,并在此基础上设计并实现了基于Wi-Fi技术的嵌入式矿井安全监测终端.该系统工作效率高、实时性强、结构清晰,各组成部分达到了预期的目标,实现对井下视频数据的传送和各个站点的参数检查.试验证明该方案切实可行并具有良好的市场前景.【总页数】5页(P109-113)【作者】邓杏松;朱昌平;韩庆邦;单鸣雷;蔡智伟;王振;陈家财【作者单位】河海大学,计算机及信息工程学院,江苏,常州,213022;河海大学,计算机及信息工程学院,江苏,常州,213022;中国矿业大学,电子信息工程学院,江苏,徐州,221008;河海大学,计算机及信息工程学院,江苏,常州,213022;河海大学,计算机及信息工程学院,江苏,常州,213022;河海大学,机电工程学院,江苏,常州,213022;常州三恒科技有限公司,江苏,常州,213022;常州煤矿自动化研究所,江苏,常州,213022【正文语种】中文【中图分类】TN915【相关文献】1.基于无线嵌入式技术的计分系统手持终端设计 [J], 陈俊;刘文平2.基于GPRS和嵌入式Linux技术的无线远程监测通信终端设计 [J], 刘为玉3.基于嵌入式技术的城市非机动车辆查询终端设计 [J], 景征骏;王波;张天平;李秉璋4.基于嵌入式技术的粮库智能管理终端设计 [J], 李祥平;朱伟兴5.基于嵌入式技术的货车车载终端设计 [J], 张光南因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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2012年第2期仪表技术与传感器InstrumentTechniqueandSensor 2012No.2基金项目:国家自然科学基金(11072102);煤炭工业协会科学技术研究计划项目(MTKJ2010-332):辽宁省教育科学“十一五”规划课题(JG10DB247)收稿日期:2011-07-01收修改稿日期:2011-12-11矿井无线监测嵌入式Linux 上位机系统设计李丽丽,施伟(辽宁工程技术大学电子与信息工程学院,辽宁阜新123000)摘要:针对目前矿井安全监测系统的应用状况,提出了一种基于Linux socket 的嵌入式无线矿井监测系统上位机设计方案。
首先采用套接字编程方法实现终端与主控端之间的基于Zigbee 协议的网络通信。
然后利用Perl 语言完成主控端的数据分析和统计,并采用MegaView 组件实现统计图表的动态显示同时利用多线程技术和dialog 组件完成界面设计。
最后通过单元测试和集成测试方法,进行了大量重复并且有效的测试,验证了系统的正确性和稳定性。
关键词:无线传感网;嵌入式操作系统;上位机;安全监测中图分类号:TH368.2文献标识码:A文章编号:1002-1841(2012)02-0050-03Design of Embedded Wireless PC Monitoring System for Mine Based on LinuxLI Li-li ,Shi Wei-jian(School of Electronic and Information Engineering ,Liaoning Technical University ,Fuxin 123000,China )Abstract :According to the current applying status of mine safety monitoring system ,it designed an embedded wireless PC mo-nitoring system for mine based on Linux socket.It used socket programming to achieve communication based on Zigbee protocol be-tween the terminal and the host ,then completed master data analysis and statistics with Perl language ,and dynamically displayed the charts using MegaView components ,while using multi-threading and dialog components to design the interface ,Finally it veri-fied the correctness and stability of the system through a large number of repeated and effective tests such as unit test and integra-tion test.Key words :wireless sensor networks ;Linux ;upper computer ;safety monitoring 0引言目前无线矿井监测系统仍然存在以下几个瓶颈问题:首先是网络节点的通信故障判断和修复问题;其次是服务器端对历史数据的存储和查询问题;最后是数据的有效统计和分析问题。
为了解决以上问题,利用Linux socket 便捷、安全、高效的优势完成上位机架构,采用Socket 技术,把数据送入主控站点计算机,然后利用Perl 语言生成图表完成系统数据收集,利用MegaView 组件显示图片,同时利用多线程技术和dialog 组件完成界面设计。
1矿井无线巷道检测系统体系结构如图1所示,煤矿无线监控系统分为2个子系统,分别为下位机系统和上位机系统(监控与管理系统)。
下位机系统实现对于煤矿矿井内工作环境数据的采集与传输功能,该部分已经有大量论文进行研究和设计[1-2]。
上位机系统(监测与管理系统)实现的功能是对下位机系统采集的数据进行分析处理,并根据实时监测数据所显示的需求对矿井内的执行器件发出相应的控制命令。
在上下位机系统之间存在一个无线传感器网络的汇聚结点[3-4],该结点的作用是实现两个系统之间的数据传输,相当于两个系统之间的一个网关结点[5]。
图1系统体系结构图2上位机系统总体设计由图1可知,上位机系统就是地面上数据处理部分。
它的主要任务包括:(1)终端(汇聚结点)采集从矿井中发送来的离散数据,即矿井工人工作环境的温度、湿度、瓦斯浓度,然后分站点把这些离散数据传送给主站点分析。
由于站点之间相对距离较远,铺设信息电缆显然不是明智之举,可以利用互联网的便捷高效优势,采用Socket 进程通信进行站点文件传输成为在Linux 操作系统平台下操作。
(2)在主控端中,接收到分站点的离散数据文件之后,应在服务器主站点里生成相应的连接日志用于网络诊断,而数据文件应按照一定规则放在不同文件夹以区分每个月份的报表数据。
根据数据文件的不同位置,生成不同的报表给分析员提供分析依据。
第2期李丽丽等:矿井无线监测嵌入式Linux 上位机系统设计51(3)服务器端接收到数据分析,如若数据异常则发出报警给汇聚结点。
(4)设计快捷简便的操作界面。
界面不需要很复杂,由于主站点是服务器端,而分站点(汇聚结点)负责给服务器端传送数据,为了降低系统网络不安全因素的干扰和未来嵌入式扩展需要,故采用C /S 架构设计系统。
上位机系统运行过程如图2所示。
图2上位机工作原理3上位机系统设计3.1数据收集与传输模块3.1.1设计原理分站点(汇聚结点)利用Zigbee 协议从无线传感网络点采集矿井工人工作环境的离散数据,然后送入主站点为其提供报表分析源数据。
该设计利用互联网的便捷高效优势,采用Socket [6]进程通信进行站点文件传输,在Linux 操作系统平台下操作。
设计中Socket 的工作原理如图3所示。
当用server socket 进行工作时,首先服务器端socket 用sys_socket ()函数建立一个socket 进程,即创建套接字,然后用sys_bind ()函数将socket 进程与服务器端绑定起来,这样就可以确定一个有地址的sock-et 用于其他客户端与其连接。
当socket 进程与服务器端绑定之后,就开启socket 的监听功能sys_listen (),监听在本套接字上的任何信号。
图3Socket 工作原理Client socket 端在服务器端也创建自己的套接字(sys_sock-et ()),当服务器端完成自己套接字监听准备之后,由于服务器端的套接字完成了与IP 地址以及端口的绑定,客户端的套接字就可以通过IP 地址和端口找到服务器端套接字口,从而与其连接。
在系统中,为了保证数据传输的准确性,服务器端和客户端的连接采用TCP 方式进行连接,即需要“三次握手”。
首先客户端向服务器端利用sys_connect ()函数申请连接。
当连接建立完成之后,客户端将图表生成的数据源文件打开将数据写入缓冲区,并把缓冲区的数据写入服务器端建立的用于连接客户端的socket 管道,在系统中定义缓冲区大小为1024字节。
当客户端把缓冲区发送完成之后,调用子进程将客户端发送进程关闭。
而服务器端继续监听本已建立的socket 管道,同时利用子进程将僵死进程回收。
由于服务器的监听性质,所以将服务器IP 设定为静态IP ,并且把端口告知客户端。
为了建立一定的访问控制列表制度,在服务器端设定相应巷道所对应的静态IP ,这样在一定程度上防止未知IP 去建立恶意连接或者进行类似DOS 攻击,保证服务器的正常运行。
3.1.2模块实现客户端发送数据界面采用了进程条显示进度表示,默认发送内容即该时刻从巷道站点中通过无线传感网络中发送来的源数据信息,该信息包括巷道中矿井工人工作环境的基本环境信息,如温度、湿度以及所处环境的瓦斯浓度。
客户端执行后台代码,定时建立socket 管道,根据IP 地址和端口地址连接服务器端socket 管道,进行3次握手,传输文件,结束传输,收集僵死进程等任务。
图4为客户端发送状态信息展示。
图4客户端发送数据状态服务器后台执行代码任务包括建立监听socket 管道,将socket 与服务器端IP 地址和端口地址进行绑定,并将该socket 管道建立监听机制,利用子进程建立新的socket 管道接收客户端连接请求并使用原有管道继续监听来自其他客户端请求服务信息,接收客户端发送的数据源文件,收集僵死进程等。
3.2数据统计与图形显示模块3.2.1数据统计与图表生成原理当服务器端接收客户端发送来的数据源文件之后,服务器端应对这些源文件进行数据加工,即生成图表作为汇总给分析人员提供数据收集资料。
由于图表生成需要固定的文件格式,故在数据文件建立时规定了文件输入格式。
在系统中,数据文件格式固定为日期、瓦斯浓度、温度、湿度,字段之间用空格符隔离开,这样在图表生成程序接收到数据文件的时候可以自动识别并生成相应图表。
生成的图表按照一定的规则要求存放在规定的文件夹中,这样可以给图形界面程序直接调用该文件进行显示,向使用用户屏蔽了文件存放细节。
而存放规则包括图表文件存放在和接收数据源文件一个文件夹中,这样有利于程序调用显示,并且维护方便。
系统为每个客户端用户在服务器端建立相应的文件夹,同时也建立该月份的数据收集文件夹,在该月份收集数据源文件存入该文件夹的同时,相应生成图表程序把数据源文件编译链接之后放入该文件夹。
当图表生成之后,生成的图表文件存入相应文件夹,其中包括线性图表和柱形图表。
调用Linux 操作系统的第七控制终端可以使用[7],但这破坏了程序运行的原子性,该系统编制的图形界面是在线程中实现的,如果子进程未完成,则父进程不会结束,显然调用操作系统图形包查看图表不现实。
再者,该系统对用户屏蔽了图表存放路径等一系列详细信息,所以在系统中找该到该图表并查看可能性很小。
所以设计采用Mega-View软件包用于在Linuux操作系统文本模式下查看图形图像,它的原理是写屏幕中每个像素点,根据图形分析为像素点着色。
3.2.2模块实现数据统计与图表查看功能只在服务器端实现。
该模块可以选择统计或查看哪些数据并选择何种类型显示视图。
首先进行数据选择,可按照日、星期、月为基本选择数据。