基于STM32的瓦斯突出检测仪硬件电路设计

闫晓兵 张大磊 李敬

1．泰山科技学院通信工程学院；2．泰山科技学院教务处

预测煤与瓦斯突出并将预测结果指标化已经成为开采煤与瓦斯突出煤层现场一项必不可少的工作。是减少煤与瓦斯突出事故、实现煤矿安全生产的有效举措。本文以应用研究为导向，设计了基于STM32的硬件电路，具有电路简单、测量准确等优点，可有效弥补现有仪器的不足。

近年来，我国煤矿瓦斯事故的发生频次仍然较高，国内外众多专家学者对煤矿瓦斯突出的预测指标一直进行着不懈的研究与探讨。矿用瓦斯突出检测仪，是一种预测煤矿井下掘进工作面瓦斯突出危险性大小，能有效预测和防止瓦斯突出灾害的现代化电子设备。它有利于作业人员实时掌握掘进工作面瓦斯突出的危险程度，在我国有着广泛的应用。

但是此类矿用瓦斯突出检测仪性能难以稳定，可靠性不高，测量数据不够准确，功耗也比较大，甚至在使用的过程中运送也不十分方便。随着嵌入式系统和DSP技术的飞速发展，此类仪器的工作速度和智能化程度也有了较大的提升空间。

1 硬件电路设计

1.1 硬件系统框图

矿用瓦斯突出检测仪，是一种典型的具备数据采集计算功能的嵌入式终端仪器。其硬件组成如图1所示。

图1 硬件系统框图Fig.1 Hardware system block diagram

1.2 嵌入式微处理器选择

为达到低功耗、高可靠性、操作简便的目的，本设计采用选择意法半导体的144引脚的增强型处理器STM32103ZET6芯片为中央处理器。该处理器采用32位Cortex-M3内核，片上系统时基（System Tick）能为轻量级操作系统的运行提供精准可控的硬件系统时钟，能灵活定制应用软件并运行轻量级操作系统。……