基于组态王的煤矿安全监测系统软件设计
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CAN 数据域的定义在现阶段的设计中主要涉及了 三类, 一是温度数据, 二 是 甲 烷浓 度 数据, 三是 人 员 的 RF ID 数 据, 其通信的格 式如 表 2 所示。其中 时间 标签 由秒、 分和
小时组成 占用 3字 节, 采 集 日期 由组 态 王读 取 系统 日 期, 写在收到的数据之后, 写 入数据库 中; 温度数据以 t 开 始, 温度传感器模块 温度范 围为 - 55~ 125 , 数据 占用 1 个字节; 甲烷浓度数据以 c 开始, 其前端探测器 的测量 输 出 范 围 为 300 ~ 10000ppm, 因 此 数 据 占 用 2 个 字 节; R F ID 数 据 以 i 开 始, 其 数 据 内 容 包 括所 在 巷 道 号 和 R F ID 标签的内容, 共计 5个字节。
Ctrlx W here= " " + searchm od+ " = "' + searchindex + " "';
由于系统主要监测对象是各个巷道中的温度和瓦斯等环 境数据以及对人员进行管 理的 RF ID 数据, 因此 在各巷道适
图 1 CAN 总线网络拓扑图
当的位置安置温度和瓦斯传 感器, 传感器采集到数据 后, 经 电路放大和滤波处理后上传给该巷道中的节点 微控制器; 每 个巷道入口处装有 RF ID 读 卡器模块, 当工 人通过时, 读卡 器记录下该工人携带的 RF ID 的 ID 号, 也上传给对应巷道中 的节点控制器, 节点控制器将所收 到的环境 数据和 R F ID 数 据实时的传送至 CAN 网络, 集 控室计算机通过 CAN 接口卡 接入到网络中, 并接收各个节点传来的数据。
2 2 数据显示
数据显示包括 实时显 示刷 新和调 用数 据库 的历史 数据 两个部分。其中实时刷新中主 要遇到的 问题是 CAN 总线得 到的数据为 16进制格式, 不适合直接 用于显示, 而 且组态 王本身没有 提供数 据进 制转 换函数, 需 要用 户自 定义, 该
函数命名为 m y_ str2int( Str ing m ystr), 其程序 流程图如图 2 所示。
15- 16 温度标志 t 浓度标志 c RF ID 标志 i
17- 18 秒 秒
巷道号
19 - 20 分 分
R FID 1
表 2 数据域的位定义
21- 22 小时
23- 24 温度值
小时
浓度值高位
来自百度文库
RF ID2
R FID 3
25 - 26 巷道号 浓度值低位
**
27- 28 ** 巷道号 **
29- 30 ** ** **
Abstrac t: K ingV iew is app lied in coa l m ine m onitor ing system in th is paper T he application pro toco l o f CAN bus is developed and the da ta o f env ironm en t and wo rkers ID are co llected and then stored in database if the data chang es M anage rs can rea lize da ta query through K ingV iew K eywords: coa lm ine sa fety; K ingV iew; CAN bus; ACCESS database
_ m y_ str2 int); / / 取小时值 \ \ 本 站点 \ so lve_ m y _ str2 int= StrM id( \ \ 本 站点
\ IN _ DATA _ BAK 1, 19, 2) ; \ \ 本 站 点 \ 当 时 分 = my _ str2 int ( \ \ 本 站 点 \
1 系统构成及工作原理
本文设 计 的煤 矿 安 全 监测 系 统 改 变 了 传 统矿 井 中 的 R S485或 R S232通信形式, 代 之以 CAN 总 线方式, 它 适应 于工业监控的恶 劣环 境, 能够 满足高 抗干 扰能 力和实 时通 信能力的要 求, 符合 煤矿安 全监 控系统 的传 输要 求, 其网 络拓扑图如图 1 所示。整 个系 统是由 井下 各个 监控节 点的 前端传感器 模块、 R F ID 及其 读卡 器模 块、节 点微 控制 器、 总线转换接口卡和集 控室的计算机组成。
关键词: 煤矿安全; 组态王; CAN总线; ACCESS数据库 中图分类号: T P273 文献标识码: B 文章编号: 1671- 0959( 2010) 03 0106 03
A software design of coal m ine safety m on itoring system based on K ingV iew
装备技术
煤炭工程
2010年第 3期
基于组态王的煤矿安全监测系统软件设计
李琳琳1, 2, 王绪本 1, 高 嵩1, 曹礼刚 1
( 1 成都理工大学 地球探测与 信息技术教育部重点实验室, 四川 成都 2 地学核技术四川省重点实验室, 四川 成都 610059)
610 059;
摘 要: 论文将组态王应用于煤矿安全监测系统, 制定了基于 CAN 总线形式的数据通信协 议, 最终设计并实现了将 CAN 总线上的环境数据和人员 ID读入管控中心的计算机中, 进行实时 显示和写入到数据库, 管理者可以通过组态王进行相关数据的查询。
\ \ 本站点 \ 巷道号 = StrM id( \ \ 本站点 \ IN _ DATA
107
装备技术
煤炭工程
2010年第 3期
_ BAK 1, 25, 2); / /取巷道号, 字符串型 \ \ 本 站点 \ so lve_ m y _ str2 int= StrM id( \ \ 本 站点
\ IN _ DATA _ BAK 1, 21, 2) ; \ \ 本站点 \ 当 时时 = m y_ str2int ( \ \ 本站点 \ so lve
表 1 IN _ CANDATA 字节定义
字节编号
含义
1- 2 3
4
5 - 12 13 - 14 15 - 30
接收到的 CAN 帧序号, 从 1- 255循环顺序递增 接收到的 CAN 帧是否是扩展帧, 本设计 中为标准 帧, 此位为 0 接收到的 CAN 帧是否是远程帧, 本设计定义为 0, 即数据帧 接收到的 CAN 帧 ID, 当接收 到的 CAN 帧 为标准 帧, 低 11位有效 接收到的 CAN 帧数据长度 (字节数 ) 数据域, 其有效的字节数与 13- 14 字节定义的字 节数有关
2 系统软件设计
设计采用组 态王作 为系 统的监 控软 件开 发平台, 组态 王是一款操 作简单、 使用方 便的 组态软 件, 它具 有强 大的 画面开发系统, 并 支持 DDE、 O PC 等其 他外 设接 口, 对于 自制的智能仪表通讯 , 利 用其 O PC功 能实现 是一个 很好的 解决方法。本设计采用了周立 功公司的 U SBCAN1 转换接口 卡, 采用该公 司提 供的 ZO PC _ SERVER 将 CAN 总 线 的数 据读入到组态王 中, 并在 组态 王中编 写脚 本文 件对所 收到 的数据进行解析和存 储。
2 3 数据存储和查询
2 3 1 数据存储至 A CCESS 数据库 数据存储 方面 采用 了 A CCESS 数 据库, 对 于它 的 访问
组态王提供了广 泛的 函数支 持。本设 计中 结合 组态王 的特
点采用了当有效温度 或瓦斯或 RF ID 数据改变时存储, 也可 以根据实际需要 当时 间改变 时存 储, 以温 度数 据的插 入为 例, 其脚本程序如下:
so lve_ my _ str2 int); / / 取分钟值 \ \ 本 站点 \ so lve_ m y _ str2 int= StrM id( \ \ 本 站点
\ IN _ DATA _ BAK 1, 17, 2) ; \ \ 本 站 点 \ 当 时 秒 = my _ str2 int ( \ \ 本 站 点 \
\ \ 本 站点 \ so lve_ m y _ str2 int= StrM id( \ \ 本 站点
\ IN _ DATA _ BAK 1, 23, 2) ; \ \ 本站点 \ 现场 温度值 = m y_ str2 int( \ \ 本站 点 \
so lve_ my_ str2 int); / /取温度值 SQL Insert( D ev ice ID 1, 温 度数 据 , 现 场 温度 信
L I L in- lin1, 2, W ANG X u- ben1, GAO Song1, CAO L i- gang1 ( K ey Lab of E arth Explorat ion & In form ation Technology ofM in istry of Educat ion1, K ey Lab of A pp lied N u clear T echn iques in G eoscien ces, Chengdu U n ivers ity of Techno logy, Chengdu, Ch ina 610059 )
收稿日期: 2009- 05- 31 基金项目: 四川省教育厅 自然科学重点项目 ( 2006ZD040) 作者简介: 李琳琳 ( 1980- ) , 女, 山 东乳山人, 讲师, 在读博士, 现在成都理工大学任 教, 研究 方向为现 代信息 处理
新技术。
10 6
2010年第 3期
煤炭工程
装备技术
2 1 数据接收和解析
在 OPC SERV ER 中, 对于每 个 CAN 设 备的每 路 CAN, 都固定有两个通道, 它们的名 称分别为 In_ CAND a ta和 O ut _ CAND a ta, 即输入 数据和输出数据。在本设计中采用的标 准帧通信, 此时 In_ CAND ata 通道的长度 为 30个 字节, 各 字节的定义如表 1所示。
息 ); / /将所得值插入数据库 SQLD isconnect( D ev ice ID 1 ) ; / /断 开与数据库的连接 }
2 3 2 数据查询 根据实际需 求, 数据 库的查 询可 以分为 按照 巷道 号查
询和按照 RF ID 的 ID 号查 询两种, 所 用到 的数 据查询 主要 使用的语句为:
\ \ 本站点 \ 标志位 = StrM id( \ \ 本站 点 \ IN _ DATA _ BAK 1, 15, 2); / /取标志位
IF( \ \ 本站点 \ 标志 位 = 74 ) / /判断 是否为 温度 数据
{
SQLConnect( D ev iceID1, pwd= ); / /连接数据库
dsn = lilin lin090318; uid= ;
图 2 数据转换流程图
SQLCreateT ab le( D ev iceID 1, 温度数据 , 现 场温度 信息 ); / /创建表格 温度数据
SQLSe lect( D ev iceID1, 温 度数 据 , 现 场 温度 信 息 , , ); / /选择温度数据表
so lve_ my _ str2 int); / /取秒数 \ \ 本站点 \ 采 集温度时 间 = \ \ 本站 点 \ $ 日 期 +
+ strfrom int ( \ \ 本 站 点 \ 当 时 时, 10) + : + strfrom int( \ \ 本 站 点 \ 当 时 分, 10 ) + : + strfrom int ( \ \ 本站点 \ 当时秒, 10); / /打日期标签
我国的煤矿 安全 生产形 势严 峻, 对矿 井的 监控力 度需 要进一步加 强。本文 结合煤 矿的 实际特 点和 需要, 设 计了 一个 CAN 总 线 + 组 态 王 形 式 的 煤 矿 安 全 监 控 系 统, CAN 总线的引入提高了系统的抗干扰能力和实时传输 能力, 组态软件 可 以 直观 的 实 现 对人 员 的 管 理和 对 煤 矿 环境 的 监测。
小时组成 占用 3字 节, 采 集 日期 由组 态 王读 取 系统 日 期, 写在收到的数据之后, 写 入数据库 中; 温度数据以 t 开 始, 温度传感器模块 温度范 围为 - 55~ 125 , 数据 占用 1 个字节; 甲烷浓度数据以 c 开始, 其前端探测器 的测量 输 出 范 围 为 300 ~ 10000ppm, 因 此 数 据 占 用 2 个 字 节; R F ID 数 据 以 i 开 始, 其 数 据 内 容 包 括所 在 巷 道 号 和 R F ID 标签的内容, 共计 5个字节。
Ctrlx W here= " " + searchm od+ " = "' + searchindex + " "';
由于系统主要监测对象是各个巷道中的温度和瓦斯等环 境数据以及对人员进行管 理的 RF ID 数据, 因此 在各巷道适
图 1 CAN 总线网络拓扑图
当的位置安置温度和瓦斯传 感器, 传感器采集到数据 后, 经 电路放大和滤波处理后上传给该巷道中的节点 微控制器; 每 个巷道入口处装有 RF ID 读 卡器模块, 当工 人通过时, 读卡 器记录下该工人携带的 RF ID 的 ID 号, 也上传给对应巷道中 的节点控制器, 节点控制器将所收 到的环境 数据和 R F ID 数 据实时的传送至 CAN 网络, 集 控室计算机通过 CAN 接口卡 接入到网络中, 并接收各个节点传来的数据。
2 2 数据显示
数据显示包括 实时显 示刷 新和调 用数 据库 的历史 数据 两个部分。其中实时刷新中主 要遇到的 问题是 CAN 总线得 到的数据为 16进制格式, 不适合直接 用于显示, 而 且组态 王本身没有 提供数 据进 制转 换函数, 需 要用 户自 定义, 该
函数命名为 m y_ str2int( Str ing m ystr), 其程序 流程图如图 2 所示。
15- 16 温度标志 t 浓度标志 c RF ID 标志 i
17- 18 秒 秒
巷道号
19 - 20 分 分
R FID 1
表 2 数据域的位定义
21- 22 小时
23- 24 温度值
小时
浓度值高位
来自百度文库
RF ID2
R FID 3
25 - 26 巷道号 浓度值低位
**
27- 28 ** 巷道号 **
29- 30 ** ** **
Abstrac t: K ingV iew is app lied in coa l m ine m onitor ing system in th is paper T he application pro toco l o f CAN bus is developed and the da ta o f env ironm en t and wo rkers ID are co llected and then stored in database if the data chang es M anage rs can rea lize da ta query through K ingV iew K eywords: coa lm ine sa fety; K ingV iew; CAN bus; ACCESS database
_ m y_ str2 int); / / 取小时值 \ \ 本 站点 \ so lve_ m y _ str2 int= StrM id( \ \ 本 站点
\ IN _ DATA _ BAK 1, 19, 2) ; \ \ 本 站 点 \ 当 时 分 = my _ str2 int ( \ \ 本 站 点 \
1 系统构成及工作原理
本文设 计 的煤 矿 安 全 监测 系 统 改 变 了 传 统矿 井 中 的 R S485或 R S232通信形式, 代 之以 CAN 总 线方式, 它 适应 于工业监控的恶 劣环 境, 能够 满足高 抗干 扰能 力和实 时通 信能力的要 求, 符合 煤矿安 全监 控系统 的传 输要 求, 其网 络拓扑图如图 1 所示。整 个系 统是由 井下 各个 监控节 点的 前端传感器 模块、 R F ID 及其 读卡 器模 块、节 点微 控制 器、 总线转换接口卡和集 控室的计算机组成。
关键词: 煤矿安全; 组态王; CAN总线; ACCESS数据库 中图分类号: T P273 文献标识码: B 文章编号: 1671- 0959( 2010) 03 0106 03
A software design of coal m ine safety m on itoring system based on K ingV iew
装备技术
煤炭工程
2010年第 3期
基于组态王的煤矿安全监测系统软件设计
李琳琳1, 2, 王绪本 1, 高 嵩1, 曹礼刚 1
( 1 成都理工大学 地球探测与 信息技术教育部重点实验室, 四川 成都 2 地学核技术四川省重点实验室, 四川 成都 610059)
610 059;
摘 要: 论文将组态王应用于煤矿安全监测系统, 制定了基于 CAN 总线形式的数据通信协 议, 最终设计并实现了将 CAN 总线上的环境数据和人员 ID读入管控中心的计算机中, 进行实时 显示和写入到数据库, 管理者可以通过组态王进行相关数据的查询。
\ \ 本站点 \ 巷道号 = StrM id( \ \ 本站点 \ IN _ DATA
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装备技术
煤炭工程
2010年第 3期
_ BAK 1, 25, 2); / /取巷道号, 字符串型 \ \ 本 站点 \ so lve_ m y _ str2 int= StrM id( \ \ 本 站点
\ IN _ DATA _ BAK 1, 21, 2) ; \ \ 本站点 \ 当 时时 = m y_ str2int ( \ \ 本站点 \ so lve
表 1 IN _ CANDATA 字节定义
字节编号
含义
1- 2 3
4
5 - 12 13 - 14 15 - 30
接收到的 CAN 帧序号, 从 1- 255循环顺序递增 接收到的 CAN 帧是否是扩展帧, 本设计 中为标准 帧, 此位为 0 接收到的 CAN 帧是否是远程帧, 本设计定义为 0, 即数据帧 接收到的 CAN 帧 ID, 当接收 到的 CAN 帧 为标准 帧, 低 11位有效 接收到的 CAN 帧数据长度 (字节数 ) 数据域, 其有效的字节数与 13- 14 字节定义的字 节数有关
2 系统软件设计
设计采用组 态王作 为系 统的监 控软 件开 发平台, 组态 王是一款操 作简单、 使用方 便的 组态软 件, 它具 有强 大的 画面开发系统, 并 支持 DDE、 O PC 等其 他外 设接 口, 对于 自制的智能仪表通讯 , 利 用其 O PC功 能实现 是一个 很好的 解决方法。本设计采用了周立 功公司的 U SBCAN1 转换接口 卡, 采用该公 司提 供的 ZO PC _ SERVER 将 CAN 总 线 的数 据读入到组态王 中, 并在 组态 王中编 写脚 本文 件对所 收到 的数据进行解析和存 储。
2 3 数据存储和查询
2 3 1 数据存储至 A CCESS 数据库 数据存储 方面 采用 了 A CCESS 数 据库, 对 于它 的 访问
组态王提供了广 泛的 函数支 持。本设 计中 结合 组态王 的特
点采用了当有效温度 或瓦斯或 RF ID 数据改变时存储, 也可 以根据实际需要 当时 间改变 时存 储, 以温 度数 据的插 入为 例, 其脚本程序如下:
so lve_ my _ str2 int); / / 取分钟值 \ \ 本 站点 \ so lve_ m y _ str2 int= StrM id( \ \ 本 站点
\ IN _ DATA _ BAK 1, 17, 2) ; \ \ 本 站 点 \ 当 时 秒 = my _ str2 int ( \ \ 本 站 点 \
\ \ 本 站点 \ so lve_ m y _ str2 int= StrM id( \ \ 本 站点
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so lve_ my_ str2 int); / /取温度值 SQL Insert( D ev ice ID 1, 温 度数 据 , 现 场 温度 信
L I L in- lin1, 2, W ANG X u- ben1, GAO Song1, CAO L i- gang1 ( K ey Lab of E arth Explorat ion & In form ation Technology ofM in istry of Educat ion1, K ey Lab of A pp lied N u clear T echn iques in G eoscien ces, Chengdu U n ivers ity of Techno logy, Chengdu, Ch ina 610059 )
收稿日期: 2009- 05- 31 基金项目: 四川省教育厅 自然科学重点项目 ( 2006ZD040) 作者简介: 李琳琳 ( 1980- ) , 女, 山 东乳山人, 讲师, 在读博士, 现在成都理工大学任 教, 研究 方向为现 代信息 处理
新技术。
10 6
2010年第 3期
煤炭工程
装备技术
2 1 数据接收和解析
在 OPC SERV ER 中, 对于每 个 CAN 设 备的每 路 CAN, 都固定有两个通道, 它们的名 称分别为 In_ CAND a ta和 O ut _ CAND a ta, 即输入 数据和输出数据。在本设计中采用的标 准帧通信, 此时 In_ CAND ata 通道的长度 为 30个 字节, 各 字节的定义如表 1所示。
息 ); / /将所得值插入数据库 SQLD isconnect( D ev ice ID 1 ) ; / /断 开与数据库的连接 }
2 3 2 数据查询 根据实际需 求, 数据 库的查 询可 以分为 按照 巷道 号查
询和按照 RF ID 的 ID 号查 询两种, 所 用到 的数 据查询 主要 使用的语句为:
\ \ 本站点 \ 标志位 = StrM id( \ \ 本站 点 \ IN _ DATA _ BAK 1, 15, 2); / /取标志位
IF( \ \ 本站点 \ 标志 位 = 74 ) / /判断 是否为 温度 数据
{
SQLConnect( D ev iceID1, pwd= ); / /连接数据库
dsn = lilin lin090318; uid= ;
图 2 数据转换流程图
SQLCreateT ab le( D ev iceID 1, 温度数据 , 现 场温度 信息 ); / /创建表格 温度数据
SQLSe lect( D ev iceID1, 温 度数 据 , 现 场 温度 信 息 , , ); / /选择温度数据表
so lve_ my _ str2 int); / /取秒数 \ \ 本站点 \ 采 集温度时 间 = \ \ 本站 点 \ $ 日 期 +
+ strfrom int ( \ \ 本 站 点 \ 当 时 时, 10) + : + strfrom int( \ \ 本 站 点 \ 当 时 分, 10 ) + : + strfrom int ( \ \ 本站点 \ 当时秒, 10); / /打日期标签
我国的煤矿 安全 生产形 势严 峻, 对矿 井的 监控力 度需 要进一步加 强。本文 结合煤 矿的 实际特 点和 需要, 设 计了 一个 CAN 总 线 + 组 态 王 形 式 的 煤 矿 安 全 监 控 系 统, CAN 总线的引入提高了系统的抗干扰能力和实时传输 能力, 组态软件 可 以 直观 的 实 现 对人 员 的 管 理和 对 煤 矿 环境 的 监测。