实用案例：嵌入式采煤工作面安全集中监控系统
一、项目阐述 1.1章节 煤炭、石油等化石能源是我国能源供应的主体，尤其是煤炭在确保我国能源安全中，起着基础性起到。在我国目前的能源结构中，煤炭仍占到能源总量中的70%左右。可见煤炭已沦为承托我国经济发展的中坚力量，并且这一现状在短时间内会有过于大变化。 在我国近期制订的煤炭科技十二五发展规划中，明确提出了绿色铁矿与生态矿山的概念，这就拒绝提升煤矿生产的安全性和矿业区周边环境的维护。 虽然国家和企业早已为了提高生产条件不作了相当大希望，但这依旧是一个没几乎解决问题的问题。
一、项目阐述 1.1章节 煤炭、石油等化石能源是我国能源供应的主体，尤其是煤炭在确保我国能源安全中，起着基础性起到。在我国目前的能源结构中，煤炭仍占到能源总量中的70%左右。可见煤炭已沦为承托我国经济发展的中坚力量，并且这一现状在短时间内会有过于大变化。 在我国近期制订的煤炭科技十二五发展规划中，明确提出了绿色铁矿与生态矿山的概念，这就拒绝提升煤矿生产的安全性和矿业区周边环境的维护。
虽然国家和企业早已为了提高生产条件不作了相当大希望，但这依旧是一个没几乎解决问题的问题。在我国煤炭生产中，不安全事故屡屡再次发生，对环境的毁坏和因此造成的丧生事件也屡次见诸报端。要解决问题这一现况，除了提升工人作业水平以外，必需要增大对矿井安全设备的投放。本此设计所指定的项目就是遥相呼应实际，以增进煤炭安全性生产和环境保护为目标。
可以有效地的增加矿井事故的再次发生，最大限度确保井下人员的安全性和矿业区周边环境的人与自然。 融合我们对煤炭严峻形势的了解和本次大赛的主题，我们将选题方向煤矿安全生产集中于监控领域。本次设计对建构和谐社会和可持续性发展社会将具备十分最重要的意义。
1.2项目背景/选题动机 煤矿在我国的国民生产生活和经济发展中起着举足轻重的起到。现在中国发电量的大部分来自于煤电，煤炭经济在我国GDP中占据相当大比重，可以说道煤一朝一夕都在影响着中国的每一个家庭的生活。可是我们无法忽略的是，在煤炭产业增进我国经济发展和GDP快速增长的同时，在煤炭生产中所产生的安全性问题和对环境的毁坏问题让我们被迫去注目。
2005年3月9日，山西吕梁交城矿难，28人丧生 2006年2月1日晚上7时许，山西省晋城煤业集团所属寺河煤矿再次发生瓦斯发生爆炸事故，导致23名矿工丧生，另有53人一氧化碳中毒。 2007年03月06日湖南邵阳市邵东县宏发煤矿在修理巷道时再次发生瓦斯发生爆炸，15人丧生。
2008年01月20日，山西临汾市汾西县煤矿再次发生炸药发生爆炸，20人丧生。 2009年01月20日21时0分，山西临汾地区汾西县永安镇蔚家岭村一非法私进煤矿窝点再次发生瓦斯发生爆炸，导致20人丧生。
当然这只是列出了一部分实例，这些林心如的实例时刻都在警告我们煤炭安全性生产的重要性。导致这一现象除了人为因素外，安全性检测设备的领先和不做到也是一个最重要的原因。中国的许多煤矿企业在生产中，浸润着相当严重的资源、环境、安全性等问题，如果这一问题得到解决问题将影响将来发展，这与可持续性发展的理论是背道而驰的。
调查结果，全国的煤炭企业除46%的低突矿井外，大部分已转入浅水平铁矿，渗漏、瓦斯、塌陷等已沦为更加大的安全隐患。减少新的高性能检测设备沦为解决问题煤矿安全问题的关键，同时考虑到很多中小心型煤矿企业的在安全性设施方面的投放能力，研发出有一套经济实惠，使用方便，安全性高效的安全性检控设备沦为当今中国大多数煤炭企业的急迫市场需求。 煤矿工作面作为整个煤矿作业现场的第一工作区，更容易再次发生瓦斯发生爆炸、漏水和冒顶等事故，一旦再次发生矿难不但不会直接影响到煤矿工人的生命安全，更加可能会对周边环境导致相当严重的毁坏。因此，煤矿工作区作为事故地带，是包含整个煤矿安全体系的最关键一环。
如何确保煤矿工作面的安全性生产，仍然是一个难以解决的不利课题。 ATMEL公司的32位AVR嵌入式微处理器性能低、功耗较低、价格适合，尤其是芯片内部构建了网络接口，修改了网络数据传输和远程控制构建的可玩性，它强劲的数据处理能力为数字信号的处置获取了有力的反对，除此之外它还具备其它优良的性能，沦为已完成本次设计的最佳自由选择。
本次设计白鱼使用基于AVR32AT32UC3A单片机控制器的EVK1100评估系统和研发系统为基础研发平台，融合套件本身所获取的资源，通过拓展其它板卡构建设计中拒绝的全部功能。鉴于AVR以上的优点，融合目前的煤矿煤矿工作面的安全监控不存在的严重不足，设计一款基于32位嵌入式AVR微处理器的煤矿工作面安全性集中于监控系统，获取了一种新型嵌入式的方案，以超过进一步提高煤矿工作面的安全性和可靠性。 考虑到作品的实用性，除构建对煤矿工作面的监控以外，通过非常简单的改动(设计本身反对这种剪裁和功能扩成)，本次设计成果也可以很更容易的切换到其它安全监控领域，如其它矿业工作的安全监控、家居安全性的监控、工厂生产车间安全性生产和仓库防盗的监控、道路安全性运营的监控等等。
山东科技大学原名山东煤矿学院，对煤炭的生产和研究都有很长的历史，在几十年的发展中累积了非常丰富的经验，在煤炭研究领域创建了完善的体系。目前享有国家级煤矿矿山灾害实验室，在煤炭安全性上从科研到研发，我校都回头在了全国煤炭领域的前茅。
同时我们嵌入式实验2003年正式成立，累积了很多的有关嵌入式系统设计的经验，学校享有众多资深学者和教授，为中国煤炭事业和嵌入式的系统设计，发展培育了大量的人才。本次设计也获得有关老师的反对和希望，同时通过向他们的求教，让我们团队成员对这一系统的设计有了更为深刻印象的了解。坚信通过老师的指导和我们的希望我们一定需要已完成本次设计。
二、需求分析 2.1功能拒绝 煤矿工作面作为煤矿工作的第一现场，那里的情况瞬时万逆，是整个井下安全性体系中最关键的一环。本次设计将重点注目如何保证煤矿工作面安全性生产这一不利问题。 确保生产过程安全性所采行的措施中，除了强化工人自身安全意识外，另一个最重要的因素就是完备基于各种监控设备的预警系统和控制系统。在影响煤矿工作面安全性的各种可检测因素中，瓦斯浓度、顶板压力、水位、粉尘浓度沦为关键，同时为了便于地面监控中心动态理解井下的工作场景，动态的现场画面监控也是必不不能较少的。
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