安全监控数据采集系统

安徽建筑工业学院毕业设计（论文）

专业：计算机科学与技术

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学生姓名：

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课题：安全监控数据采集系统

指导教师：

摘要

随着国内煤矿安全事故不断发生，特别是井下瓦斯爆炸事故时有发生,研究出一套安全监控系统是十分必要的。

文章介绍了智能煤矿安全监控系统中的时钟电路设计及一些监控程序流程。其中时钟电路设计部分主要介绍了相关芯片介绍,芯片特性及应用方法，以及时钟电路的设计。其中时钟芯片DS1339是采用了I2C接口技术的超小型串行实时时钟芯片。主要利用它通过外部接口为单片机系统提供日历和时钟。

关键词：单片机，时钟电路，I2C总线,串行传输。

Abstract

Unceasingly occurs along with the domestic coal mine security accident, specially mine gas explosion accident sometimes occurs, studies set of safe supervisory systems is extremely essential. The article introduced in the intelligent coal mine safe supervisory system clock circuit design and some monitor routine flows. Clock circuit design partial mainly introduced the related chip introduced,chip characteristic and application method, as well as clock electric circuit design. Clock chip DS1339 has used the I2C connection technology subminiature serial real-time clock chip. Mainly uses it to provide the calendar and the clock through exterior connection for the Single chip microcomputer system.

Key word: Single chip microcomputer, clock electric circuit, I2C main line, serial transmission.

目录

一引言 (1)

二设计思想 (2)

三相关芯片介绍 (3)

3.1 AT89S52微处理器 (3)

3.1.1 简介 (3)

3.1.2 主要特性 (3)

3.1.3 芯片引脚排列与名称 (4)

3.2 时钟芯片DS1339简介 (6)

3.2.1 器件特性 (6)

3.2.2 引脚功能 (6)

3.2.3 DS1339的寄存器组 (7)

3.2.4 DS1339的时序 (7)

3.2.5 DS1339的数据收发模式 (8)

3.3 I2C总线协议 (8)

3.3.1 简介 (8)

3.3.2 主要特性 (9)

3.3.3 信号线 (10)

3.3.4 数据传输速率 (10)

3.3.5 起始条件与停止条件 (11)

3.3.6 基本的数据传输格式 (11)

3.3.7 重复起始条件 (12)

四相关模块设计 (13)

4.1 时钟电路介绍 (13)

4.2 实时时钟（RTC）简介 (14)

4.3 时钟电路设计 (15)

五系统硬件设计结构框图 (16)

六系统软件工作流程图 (17)

6.1 主控程序 (17)

6.2 井下设备监控程序 (18)

七设计总结 (20)

八参考资料 (21)

九附录 (22)

煤矿安全监控井下数据采集系统

电子与信息工程学院计算机科学与技术专业 03级1班李静

指导老师丁刚夏魏

一引言

近年来国内煤矿安全事故不断，特别是井下瓦斯爆炸事故时有发生，监测监控是实现矿井安全生产预防事故的主要措施之一，也是现代化矿井管理水平的重要标志。因此，研究一套安全监控系统是十分必要的。监测监控系统的好坏关系到矿井能否顺利生产，是煤矿工人生命安全的重要保证。

本项目采用智能专家系统、计算机控制技术及现场工业总线通讯技术，研究并设计智能煤矿安全监控系统，主要包括基于CAN总线的矿井分布式控制网络、用于实现PC和语音设备以及Internet接入和CAN网络接入的矿井网关、用于煤矿安全监测及控制系统的智能决策和管理的PC及远程控制。主要研究中小型煤矿安全监控系统事故预防的智能控制，井下数据采集的实事性、可靠性和安全性。本项目的研究成功，可以提高煤矿安全监控系统的智能化、实时性及可靠性。为今后我国中小型煤矿的安全生产提供保障并对事故预防做出智能决策和处理。

二设计思想

煤矿安全监控系统总体设

计如图1（以一个矿井为例）

所示。该系统主要由三部分组

成：

1. 基于局域网的煤矿安

全监控智能决策和管理系统；

2. 用于实现以太网和

CAN网络接入的矿井网关；

3.基于CAN总线的多矿井

分布式监控子网络。

采用分布式控制及现场

总线技术。利用单片机或可编程器件作为下位机在矿井下采集现场数据及控制现场设备，通过CAN总线实现数据的上传至井上控制计算机，由智能控制系统分析上传的数据并做出决策，再通过CAN总线下达到井下现场报警、生产和安全等设备。

井下分布式数据采集及控制系统→架构CAN总线通讯系统→建立CAN总线到PC的通讯网关→编制控制及管理软件→系统调试→性能分析