基于单片机的设计与实现

阐述了物联网、大数据及云计算技术的研究现状,指出3种技术之间的关系,即物联网产生大数据,大数据助力物联网;大数据需要云计算,云计算增值大数据。结合煤矿综合自动化的建设发展历程,研究了3种技术在煤矿安全生产保障中的作用和地位,提出了3种技术在煤矿生产安全保障中的关系:物联网是煤矿各个子系统建设的技术框架和路线图,大数据是矿山物联网建设的产物,云计算则是对大数据处理利用的技术手段,并指出基于物联网、大数据及云计算技术的煤矿安全生产监测监控系统将是主动式、多参数融合、具备预警功能的监测监控系统,可有效提升煤矿安全生产水平。

针对国内煤矿井下排水系统自动化程度低、运行效率低、人力资源浪费、电力资源消耗高、可靠性差等问题，设计了一种无人值守煤矿井下排水监控系统；该系统应用 S7-300PLC 控制技术、组态王技术、通信技术，通过检测水位和其他参数，实现了泵站无人值守、“峰谷平”轮换调度、远程监控等功能，保证了煤矿排水系统的安全。通过生产实践证明，该系统设计合理、运行安全可靠、故障率低、节电效果明显。

为了提高矿用柴油机车保护装置的智能性和安全性,降低矿用柴油机车的制造成本,采用基于嵌入式Linux与QT的软件平台,设计了一种新型虚拟仪表软件;实现了参数采集、数据处理及界面显示等功能;经工业性试验验证,该虚拟仪表软件成本较低、人-机交互界面友好、故障判断及时准确,具有良好的可扩展性。

瓦斯灾害是制约煤矿安全生产的主要灾害之一，而甲烷是瓦斯的主要成分，因此对甲烷浓度的准确检测对有效预防预警瓦斯灾害意义重大。基于甲烷物理化学性质的差异性特征概述了催化燃烧法、热导法、光干涉法、非分散红外光谱法和可调谐半导体激光光谱法的甲烷检测原理，探讨了不同原理的甲烷检测技术发展现状。在煤矿环境对甲烷检测技术的影响分析基础上，通过煤矿井下技术应用对比研究得出：催化燃烧法利用甲烷可燃性特征，适用于检测体积分数4%以下的甲烷，不适用于氧气浓度过低、甲烷浓度过高或存在含硫气体的井下环境；热导法利用含不同浓度甲烷的空气热导率的不同特征，适用于检测体积分数4%以上的甲烷，不适用于甲烷浓度低、二氧化碳浓度过高等井下环境；光干涉法利用含不同浓度甲烷的空气折射率的不同特征，适用于井下绝大部分环境，但不适用于二氧化碳浓度过高的井下环境；红外光谱法利用甲烷的气体选择性吸收的特征，适用于绝大部分井下环境，其中非分散红外光谱法受水蒸气、烷烃气体干扰，需进行算法优化以减小误差，而可调谐半导体激光光谱受其他气体干扰影响较小，但两者皆需采用补偿算法来减少受温湿度影响引起的误差。最后，对不同原理的甲烷检测方法进行了技术

利用单片机ATmega128L和瓦斯传感器MQ-4设计了一款便携式煤矿瓦斯探测仪,它体积小、使用方便,可随矿井工作人员随身携带。单片机获取瓦斯传感器输出的电压信号,经过模糊逻辑算法处理后能够准确判断周围环境的瓦斯浓度,并实时的显示到LCD液晶屏上。该瓦斯检测设备精度高、速度快,能有效的预警瓦斯突发事件,并且采用模糊算法处理后,大大降低了误报率,能够为煤矿的安全生产提供可靠保障。

综合考虑某煤矿通风机监控系统的控制要求与项目开发成本等因素,设计了一套基于S7-1200PLC与组态王组态软件的通风机监控系统。该系统已成功投入使用,实现了对2台通风机与4个风门的自动控制与状态监测,能够满足安全生产的需要。

赵庄二号井煤矿电力监控系统方案

人工智能-机器学习-陈家沟煤矿综放开采覆岩移动破坏规律研究.pdf

针对目前矿井行人监测方法存在检测准确度不理想、报备信息少的问题,设计了基于视频的矿井行人越界检测系统。该系统以混合高斯背景建模为基础,利用行人越界检测算法识别出视频流中运动的行人目标,并在识别目标的基础上,通过状态缓冲处理计算出越界趋势,判断出越界方向。实际运行结果表明,该系统能够进行主动安全监测,有效克服灯光闪烁等干扰,可快速识别行人位置及跨越方向,稳定性好,准确度较高;在D1分辨率、25帧/s的高清监控下可实现在线实时处理。