新一代煤矿井下监控系统研制
2 关键技术研究
2. 1 多环冗余、多主通信技术
文中设计的多主监控分站结构如图2所示，分站具有4个CAN总线通道，与传感器之间进行通讯；分站具有2个LonWorks总线接口，实现分站之间的通信与分站级联；分站之间并发、对等通信，无需上位机可自行完成不同分站之间的异地控制功能；响应时间小于5 s。智能收发器选用PL3170电力线智能收发器，该收发器在保留原先PL3120电力线智能收发器的功能外，还在其ROM中的固件中嵌入了ISI功能，开发者可以使用完整的4 kB应用程序空间。具备全双工通信硬件UART和SPI串行接口。支持38种可编程标准I／O模式的12个I／O管脚。采用电力线收发器用于煤矿井下的非电力传输环境，使得信号传输效果更好。PL3170特有的双频调制特性可在主频率被噪声阻塞后自动选择备用的第二个通信频率。高性能、低开销的前向纠错算法可克服由于噪声引起的错误。
在进行LonWorks接口设计时，为进行设备配置、安装和诊断服务，需要设备发送自标识信息，当接地时，设备发送包含神经元ID和程序ID的报文，服务管脚输出通常驱动一个LED指示灯，显示设备的诊断状态，如果LED灯常亮或者常暗，说明硬件损坏，如果LED灯亮1／2 s，然后一直灭，说明设备进入已配置状态，正常工作，如果LED以1／2 Hz的频率闪烁，说明设备工作在未配置状态，如果LED亮1 s，灭2 s，然后常亮，说明设备工作在无应用程序状态。
2．2 监控软件平台
地面配套监测软件是整个监控系统的信息处理中心。软件采用B／S和C／S相结合方式设计，C／S端运行在服务器上自动接收下位机上传的监测数据，然后根据设定值进行报警、断电、馈电异常状态判断，然后将监测值和状态信息保存到数据库中，Web终端软件实时读取数据库显示传感器监测值信息。同时根据报警、断电等异常状态进行分别统计。历史数据采用分月存储。历史数据采用报表查询、图表、曲线等方式呈现，也可以通过导出Excel表格方式在打印机等外部设备输出完整、精确的监测结果。
多主分站监控系统是集数据采集、网络管理、实时监测、历史查询、图表分析的安全监控信息平台，该平台共分为8个子模块，分别是：系统设置、通讯采集、实时监测、实时报警、图表查询、瓦斯抽放、图形编辑、双机热备系统。如图3所示。
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