基于ARM7TDMI(-S)的智能型井上煤仓煤位检测与控制系统
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（2）各模块介绍 ARM7TDMI(-S)
基于弥A补R了M体AR系M结6不构能V4在版低本于 5V电源电压下工作的不足
支持32位寻址范围
15
3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
高的指令 吞吐量
出色的实时 中断响应
ARM7TDMI （-S)功能
小的高性价比的 处理器宏单元
16
3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
5
1选题的背景及研究意义
1.2研究意义
超声波 法
料位测 量法
重锤 法
电容 法
阻旋 式
6
1选题的背景及研究意义
而本文正是针对以上各个料位计存 在的缺陷提出一种基于ARM的图像 处理系统监测方式及其实时传输控 制，较好地解决了上述问题。
7
2 国内外研究状况
2.1 国内研究状况 我国料位检测仪表起步较晚
3
1选题的背景及研究意义
4
1选题的背景及研究意义
煤矿生产的现代化发 展需要对煤仓的料位 进行不间断的检测， 本文选用基于ARM 以确保各个生产环节 图像处理的煤仓煤位 安全高效运转，故迫 检测方法,对煤仓煤 切需要一种简单易行、位进行实时监控，以 工作可靠的适用于井 达到理想的效果。
上煤仓的煤位检测 装置。
CAN总线： 特点
可在各节 点之间实 现自由通
信
使网络内的 节点个数在 理论上不受
限制
完成对 通信数 据的成 帧处理
17
3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
(3)图像获取的方法图示
激光器
摄像机
18
3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
原理描述如下： 在代测定距离的场景前放置光源和摄像机，光 源由激光束通过一直立圆柱透镜产生垂直方 向的光面。光源可绕一垂直方向的旋转轴对 景物进行扫描，以覆盖整个待测的场景。在 扫描过程中，摄像机不断从激光束随着场景 的不同而变化的高度图像中获取高度信息。 光源从场景的一端扫描到另一端，摄像机采 到的是图像序列。其基本思想是利用照明中 的几何信息帮助提取场景中的几何信息。
2011.4-2011.6完成软件编程工作
2011.2-2011.3完成硬件电路设计
2010.11-2011.1 学习LPC2210的扩展的外设部分，以及用其进
行图像处理部分，为以后的设计做准备；
25
放映完毕
26
智能化
10
3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
3.1 拟完成的功能
连到CAN总线上
图像 的相 关处
理
图
像
采
ARM及PC机
集
响应
11
3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
3.2本课题方案的设计
（1）整体硬件电路如下一所示：
12
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的 开关按键来实现功能的一种设计方式。
基于ARM7TDMI(-S)的智能型井上煤仓煤 位检测与控制系统
指导老师：马宪民教授 研 究 生： 于园园 专 业：模式识别与智能系统
1
开题报告内容
1
选题的背景及研究意义
2
国内外研究状况
3
本课题拟采取的研究方案、技术路线
4
软件部分设计
5
可能遇到的困难和问题及解决的初步设想
6
课题研究预期达到的目标
7
选高精度小误差的器件。 （2）硬件调试过程，对各个常数比如延时的时间常数
进行多次实验，体现出尽量好的实时性。
23
6 课题研究预期达到的目标
本课题是基于ARM7TDMI-S的智能型煤仓煤位检测与控 制系统
课题预期达到以下的目标
图像信息能够准确地传输，图像处理部分能很 好的处理图像，
尽量达到理性的得到图像轮廓的效果。
19
（4）图像分析判断煤位基本原理 原理示意图如下：
20
3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
原理描述如下：
如上图所示，点光源射出的光束，投射在仓内煤的表
面。从煤仓垂直剖面上可以看出是等腰锥形，而且在 不同的水平截面上可看到他们是不同直径的圆。
垂直高度L与光源面积之间的关系为：
L1 S1
L2 S2
L3
S3
21
4 软件部分设计
22
5课题研究过程中可能遇到的困 难和问题，及解决的初步设想
5.1可能遇到的困难 （1）各器件芯片的选择要求尽量精准； （2）可能由于器件限制，对图像的传输以及处理不够
理想，以致所想达到的实验效果不是太好。 （3）整个软件编程及硬件调试是最困难的部分之一； 5.2解决问题的初步设想 （1）通过对现有器件的了解，大量搜索资料，尽量挑
传统机械按键结构层图：
按
PCBA
键
开关 键
传统机械按键设计要点： 1.合理的选择按键的类型， 尽量选择平头类的按键，以
防按键下陷。 2.开关按键和塑胶按键设计 间隙建议留0.05~0.1mm，以
防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计 算累积公差，以防按键手感
不良。
14
3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
通过从煤仓获得的图像，能实时监控煤仓中煤 位的高度，
并相应控制为煤仓加煤的电机或传送带收到煤 仓满信号时停止或转移传煤方向。
24
7研究的进度及安排
2012.3进行 毕业论文答
辩
2012.1-2012.2对 论文进行审核和修
改
2011.11-2011.12撰写 论文
2011.7-2011.10进行系统调试
自动化水平较低 生产出的料位计性能各异，也存在
着一些未解决难题
8
2 国内外研究状况
2.2国外发展状况
早期大多 采用机械
原理
机电一 体化
9
2 国内外研究状况
2.3发展的总趋势
自动化
本论文中基于 ARM7TDMI-S的智 能型井上煤位检测 与控制系统虽然还 存在一定的缺陷， 但为再进一步的改 进奠定了基础。
研究的进度及安排
2
1选题的背景及研究意义
1.1选题背景 煤仓是煤矿生产运输系统中的一个重要环节。
无论是井下生产系统还是地面生产系统，煤 炭的装卸和储存一般都是通过煤仓来实现的。 在实际生产中，因未能对煤仓煤位进行有效 的检测，导致经常出现空仓满仓等不良工况， 引起通风短路、炭块自由下落破碎、空仓装 料损坏仓壁、满仓后堵死放煤口等严重问题 的发生，严重制约煤矿生产系统的正常运行。
基于弥A补R了M体AR系M结6不构能V4在版低本于 5V电源电压下工作的不足
支持32位寻址范围
15
3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
高的指令 吞吐量
出色的实时 中断响应
ARM7TDMI （-S)功能
小的高性价比的 处理器宏单元
16
3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
5
1选题的背景及研究意义
1.2研究意义
超声波 法
料位测 量法
重锤 法
电容 法
阻旋 式
6
1选题的背景及研究意义
而本文正是针对以上各个料位计存 在的缺陷提出一种基于ARM的图像 处理系统监测方式及其实时传输控 制，较好地解决了上述问题。
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2 国内外研究状况
2.1 国内研究状况 我国料位检测仪表起步较晚
3
1选题的背景及研究意义
4
1选题的背景及研究意义
煤矿生产的现代化发 展需要对煤仓的料位 进行不间断的检测， 本文选用基于ARM 以确保各个生产环节 图像处理的煤仓煤位 安全高效运转，故迫 检测方法,对煤仓煤 切需要一种简单易行、位进行实时监控，以 工作可靠的适用于井 达到理想的效果。
上煤仓的煤位检测 装置。
CAN总线： 特点
可在各节 点之间实 现自由通
信
使网络内的 节点个数在 理论上不受
限制
完成对 通信数 据的成 帧处理
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3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
(3)图像获取的方法图示
激光器
摄像机
18
3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
原理描述如下： 在代测定距离的场景前放置光源和摄像机，光 源由激光束通过一直立圆柱透镜产生垂直方 向的光面。光源可绕一垂直方向的旋转轴对 景物进行扫描，以覆盖整个待测的场景。在 扫描过程中，摄像机不断从激光束随着场景 的不同而变化的高度图像中获取高度信息。 光源从场景的一端扫描到另一端，摄像机采 到的是图像序列。其基本思想是利用照明中 的几何信息帮助提取场景中的几何信息。
2011.4-2011.6完成软件编程工作
2011.2-2011.3完成硬件电路设计
2010.11-2011.1 学习LPC2210的扩展的外设部分，以及用其进
行图像处理部分，为以后的设计做准备；
25
放映完毕
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智能化
10
3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
3.1 拟完成的功能
连到CAN总线上
图像 的相 关处
理
图
像
采
ARM及PC机
集
响应
11
3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
3.2本课题方案的设计
（1）整体硬件电路如下一所示：
12
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的 开关按键来实现功能的一种设计方式。
基于ARM7TDMI(-S)的智能型井上煤仓煤 位检测与控制系统
指导老师：马宪民教授 研 究 生： 于园园 专 业：模式识别与智能系统
1
开题报告内容
1
选题的背景及研究意义
2
国内外研究状况
3
本课题拟采取的研究方案、技术路线
4
软件部分设计
5
可能遇到的困难和问题及解决的初步设想
6
课题研究预期达到的目标
7
选高精度小误差的器件。 （2）硬件调试过程，对各个常数比如延时的时间常数
进行多次实验，体现出尽量好的实时性。
23
6 课题研究预期达到的目标
本课题是基于ARM7TDMI-S的智能型煤仓煤位检测与控 制系统
课题预期达到以下的目标
图像信息能够准确地传输，图像处理部分能很 好的处理图像，
尽量达到理性的得到图像轮廓的效果。
19
（4）图像分析判断煤位基本原理 原理示意图如下：
20
3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
原理描述如下：
如上图所示，点光源射出的光束，投射在仓内煤的表
面。从煤仓垂直剖面上可以看出是等腰锥形，而且在 不同的水平截面上可看到他们是不同直径的圆。
垂直高度L与光源面积之间的关系为：
L1 S1
L2 S2
L3
S3
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4 软件部分设计
22
5课题研究过程中可能遇到的困 难和问题，及解决的初步设想
5.1可能遇到的困难 （1）各器件芯片的选择要求尽量精准； （2）可能由于器件限制，对图像的传输以及处理不够
理想，以致所想达到的实验效果不是太好。 （3）整个软件编程及硬件调试是最困难的部分之一； 5.2解决问题的初步设想 （1）通过对现有器件的了解，大量搜索资料，尽量挑
传统机械按键结构层图：
按
PCBA
键
开关 键
传统机械按键设计要点： 1.合理的选择按键的类型， 尽量选择平头类的按键，以
防按键下陷。 2.开关按键和塑胶按键设计 间隙建议留0.05~0.1mm，以
防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计 算累积公差，以防按键手感
不良。
14
3 本课题拟采取的研究方案、技 术路线
通过从煤仓获得的图像，能实时监控煤仓中煤 位的高度，
并相应控制为煤仓加煤的电机或传送带收到煤 仓满信号时停止或转移传煤方向。
24
7研究的进度及安排
2012.3进行 毕业论文答
辩
2012.1-2012.2对 论文进行审核和修
改
2011.11-2011.12撰写 论文
2011.7-2011.10进行系统调试
自动化水平较低 生产出的料位计性能各异，也存在
着一些未解决难题
8
2 国内外研究状况
2.2国外发展状况
早期大多 采用机械
原理
机电一 体化
9
2 国内外研究状况
2.3发展的总趋势
自动化
本论文中基于 ARM7TDMI-S的智 能型井上煤位检测 与控制系统虽然还 存在一定的缺陷， 但为再进一步的改 进奠定了基础。
研究的进度及安排
2
1选题的背景及研究意义
1.1选题背景 煤仓是煤矿生产运输系统中的一个重要环节。
无论是井下生产系统还是地面生产系统，煤 炭的装卸和储存一般都是通过煤仓来实现的。 在实际生产中，因未能对煤仓煤位进行有效 的检测，导致经常出现空仓满仓等不良工况， 引起通风短路、炭块自由下落破碎、空仓装 料损坏仓壁、满仓后堵死放煤口等严重问题 的发生，严重制约煤矿生产系统的正常运行。