基于CAN 总线的煤矿监控系统研究

尹建龙，郭秀娟

（吉林建筑大学电气与计算机学院，吉林 长春 130118）

0 引言

随着我国煤炭能源消耗的不断增加，煤矿安全事故时有发生，因此煤矿监控是安全生产的重要环节。我国传统的煤矿监控系统利用RS-485 总线进行数据传输，传输速度慢、距离短、定位精度低、集成度低、成本高[1-3]。在此背景下，本文中的煤矿监控系统以CAN 总线技术为基础，将井下各个节点组成网络，使上位机准确有效地对井下监控分站进行实时监控，利用CAN 总线的特性提高系统的可靠性，并且该系统以STM32 单片机为井下监测分站控制核心，结合多传感器监测井下环境参数及人员RFID定位，CAN 总线将井下数据传输给上位机，上位机采用组态王进行设计以实现人机交互。

1 系统总体方案

针对煤矿井下复杂的环境，本文提出基于CAN总线的煤矿监控系统，包括信息采集电路、井下监测分站、CAN 总线通信网络及上位机4 部分。煤矿监控系统设计方案如图1 所示。从图1 中可以看出：井下监测分站外接RFID 收发器和多个传感器用于采集井下实际环境参数和人员位置信息，并传给监测分站进行分析处理，若监测到实际环境参数超过预设值，则进行声光报警，监测分站与上位机通过CAN 总线实现数据通讯，并在上位机进行数据显示、储存，若监测到井下区域环境参数超限，则将报警信号通过监测分站传给井下工作人员，及时限制工作人员进入危险区域，实现报警装置与人员定位联动。

2 系统硬件设计

在本文的煤矿监控系统中，硬件选型主要包括单片机模块、CAN 总线模块、RFID 接收模块、传感器模块等。……