【正文】 運(yùn)而生了多種針對音頻信號的壓縮編碼算法，如CELP、RELP、VSELP、MPMLQ、LPCMBE等，它們通過不同的算法，實現(xiàn)對音頻信號的編碼。關(guān)機(jī)模式下，配置字的內(nèi)容也會被保持在nRF24L01+片內(nèi)，這是該模式與斷電狀態(tài)最大的區(qū)別。（4）空閑模式nRF24L01+的空閑模式是為了減小平均工作電流而設(shè)計，其最大的優(yōu)點是，實現(xiàn)節(jié)能的同時，縮短芯片的起動時間。nRF24L01+無線模塊的模式介紹：（1）直接收發(fā)模式在直接收發(fā)模式下，nRF24L01+如傳統(tǒng)的射頻收發(fā)器一樣工作。在配置模式下，注意保證PWR_UP引腳為高電平，CE引腳為低電平。ShockBurstTM的配置字可以分為以下四個部分：（1）數(shù)據(jù)寬度：聲明射頻數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)占用的位數(shù)。nRF24L01++適用于多種無線通訊的場合，例如無線數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、遙控開鎖等。本設(shè)計無線通訊模塊采用nRF24L01+模塊。復(fù)位電路的作用是當(dāng)系統(tǒng)處于不穩(wěn)定工作時或跑飛時，可按下復(fù)位鍵使程序從頭重新運(yùn)行。圖32 主控芯片MK60DN512ZVLQ10 Master chip MK60DN512ZVLQ10雖然MK60DN512ZVLQ10將CPU、ROM、RAM以及IO統(tǒng)統(tǒng)集成在一個集成電路芯片中，但仍然需要一些匹配的外部電路。K60控制器技術(shù)成熟，可靠性強(qiáng)，抗干擾與電磁兼容性非常強(qiáng)，內(nèi)部資源非常多，接口模塊包括SPI、SCI、I2C、UART、CAN、A/D、PWM、Flash等等。MK60DN512ZVLQ10單片機(jī)是Freescale半導(dǎo)體公司自主設(shè)計并制造的32位高性能通用嵌入式微處理器。如圖31所示，在轎廂機(jī)系統(tǒng)中，裝有主控芯片，無線通訊模塊，語音編解碼模塊等。圖25 控制臺系統(tǒng)組成 Control room system ponents上述為系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，下面主要對轎廂機(jī)，中繼站和控制臺三部分進(jìn)行介紹。其主要由電源模塊，無線通訊模塊，CAN總線接口以及主控制器組成。在這部分中主要分為無線通訊模塊，語音編解碼模塊，電源模塊以及主控制器。如果地面控制臺距離較遠(yuǎn)，可以在礦井和控制臺間增加中繼站以確語音保通訊的質(zhì)量和轎廂的信息指令準(zhǔn)確。中繼站安裝在轎廂運(yùn)行的巷道內(nèi)，將轎廂機(jī)的數(shù)據(jù)通過無線接收到中繼站，再將接收到的數(shù)據(jù)通過CAN總線傳輸?shù)娇刂婆_。由于架空人車在工作中不停的移動，傳統(tǒng)的有線傳輸無法在架空人車上進(jìn)行安裝，因此本設(shè)計采用無線通訊模塊作為架空人車和地面控制室人員進(jìn)行信息交換和語音傳輸?shù)膫鬏敼ぞ?。GPRS目前支持TCP/、GPRS空中接口加密、GPRS附加業(yè)務(wù)、增強(qiáng)型短信業(yè)務(wù)、GPRS分組數(shù)據(jù)計費(fèi)等等，其中最顯著的是TCP/，可以通過TCP/、WWW瀏覽、專用數(shù)據(jù)、LAN接入等業(yè)務(wù)。（4）GPRS技術(shù)GPRS（General Packet Radio Service，通用分組無線通訊業(yè)務(wù)）是一個疊加在GSM上專為高速數(shù)據(jù)通訊而設(shè)計的新型網(wǎng)絡(luò)，屬于分組交換數(shù)據(jù)的承載和傳輸?shù)囊环N方式，是GSM向3G移動通訊發(fā)展的必經(jīng)階段。國內(nèi)的一些生產(chǎn)廠家與研究部門也準(zhǔn)備開始組織藍(lán)牙技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)。藍(lán)牙作為一種新生的，短距離無線通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，受到全世界范圍內(nèi)的越來越多的工業(yè)生產(chǎn)廠家與研究機(jī)構(gòu)的重點關(guān)注。：無線局域網(wǎng)在開放空間覆蓋半徑可達(dá)達(dá)550米，室內(nèi)一般覆蓋半徑為300400米，通過室外無線設(shè)備傳輸距離可以達(dá)到幾十公里，可是同樣存在著缺點，那就是無限信號的穿墻能力弱。(RS232通訊協(xié)議無法支持多對一通訊)。無線局域網(wǎng)設(shè)備使用隔離型信號轉(zhuǎn)換器，將工業(yè)設(shè)備的RS232串口通訊信號與無線局域網(wǎng)及以太網(wǎng)絡(luò)信號之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，符合無線局域網(wǎng)IEEE ，支持標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，高效的解決了工業(yè)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)通訊問題。（2）無線局域網(wǎng)WLAN(Wireless LAN)自從1977年第一個民用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)ARCnet投入運(yùn)營以來，無線局域網(wǎng)以其廣泛的適用性和價格較低等方面的優(yōu)勢，獲得了成功并得到了快速的發(fā)展。為了可靠傳遞，提供全面的握手協(xié)議。4）時延?。横槍ρ訒r敏感的控制做了優(yōu)化，通訊延時和休眠激活的延時都非常短。（1）無線通訊傳感器網(wǎng)絡(luò)（Sensor Networks）現(xiàn)場設(shè)備層無線通訊技術(shù)迅速進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域，其中一個技術(shù)核心是現(xiàn)場總線和無線通訊技術(shù)的結(jié)合。無線通訊進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域的前景毋庸置疑。這種基于無線技術(shù)的新型智能傳感器，使得工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)能夠通過無線線路直接在網(wǎng)絡(luò)上傳輸、發(fā)布和共享。無線傳輸技術(shù)在20世紀(jì)經(jīng)歷了無線電、雷達(dá)掃描、電視信號、衛(wèi)星和移動電話等不同的發(fā)展和應(yīng)用階段。而很少有對轎廂內(nèi)人員進(jìn)行監(jiān)控和語音通信的控制系統(tǒng)。圖11 礦山井下架空人車實景圖 Underground aerial vehicle Virtual Map但是架空人車系統(tǒng)在運(yùn)行中還存在一些危險問題，例如制動閘失效，引起的飛車事故、牽引繩索意外脫落等事故。架空人車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、能夠連續(xù)工作、可多轎廂同時工作，運(yùn)輸效率更高。礦山架空人車系統(tǒng)由驅(qū)動電機(jī)設(shè)備、牽引繩索、拖拽繩索裝置、人員乘坐的轎廂機(jī)、變坡點裝置、迂回輪裝置、張緊繩索裝置及電機(jī)控制裝置等部件組成。架空人車系統(tǒng)的安全性能遠(yuǎn)高于斜井機(jī)，功率遠(yuǎn)小于斜井機(jī)，對電能的節(jié)省效果非常明顯，在礦山井下人員運(yùn)輸領(lǐng)域，具有前景非常好的應(yīng)用前景，架空人車系統(tǒng)也會給企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。河南省耿村煤礦斜井人車運(yùn)輸存在巷道底板因礦壓變形的問題，解決問題需要大量的工作，因此，采用架空運(yùn)輸人車系統(tǒng)對原運(yùn)輸車進(jìn)行改造是一個最為理想的方案。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,“安全”這個詞匯已經(jīng)深入人心，人們已經(jīng)對生活和生產(chǎn)中的安全問題加大了重視，生產(chǎn)安全也一度被定為最熱的話題。關(guān)鍵詞：無線通訊；架空人車；NRF24L01+；CAN總線IAbstractIn our country have most of the mine slope mining method, with the continuous extension of the mine, more and more vehicles to transport the overhead mine personnel assignment, to reduce the consumption of energy and time for staff. But the existing cable car transport system, how uses the state signal trigger mode, when there occurs, inoue monitoring personnel can not understand the situation very well, so that not only there are serious security hidden danger and is not convenient to the implementation of the control decisions. This design underground aerial mancar munication monitoring system mainly divides into: capsules machine, relay station and console three parts. Capsules machine for mine overhead man car, in capsules capsules machine system installed in the machine can make it with relay station by module NRF24L01+ munication. Relay is installed on the overhead of vehicle running tunnel, namely capsules machine orbit, to a certain distance distribution is used for receiving and sending the car machine and control data. Console is installed on the ground, a display and voice module, through CAN bus and relay munication, in the specified capsules machine voice calls and realtime monitoring of running state of the rest of the capsules. Key words: wireless munication。本設(shè)計礦山井下架空人車通訊監(jiān)控系統(tǒng)主要分為：轎廂機(jī)、中繼站和控制臺三個部分。但現(xiàn)有的纜車運(yùn)人系統(tǒng)中，多采用狀態(tài)信號觸發(fā)方式，當(dāng)有情況發(fā)生時，井上監(jiān)控人員不能很好的了解現(xiàn)場情況，這樣不但存在嚴(yán)重的安全隱患而且不方便控制決策的實施?？刂婆_安裝在地面，配有顯示模塊，通過CAN總線與中繼站通訊，在與指定轎廂機(jī)語音通話的同時實時監(jiān)控其余轎廂的運(yùn)行狀況。 CAN bus I目錄0 前言 11 礦山井下架空人車及無線通訊技術(shù)概述 2 礦山井下架空人車簡介 2 礦山井下無線通訊技術(shù)概述 3 無線通訊技術(shù)的發(fā)展歷程 3 常用無線通訊技術(shù)原理及應(yīng)用 42 架空人車通訊監(jiān)控系統(tǒng)整體方案設(shè)計 8 整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能的設(shè)計 8 轎廂機(jī)系統(tǒng)設(shè)計 9 中繼站系統(tǒng)設(shè)計 9 控制臺系統(tǒng)設(shè)計 103 轎廂機(jī)系統(tǒng)設(shè)計 11 轎廂機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計 11 轎廂機(jī)的硬件設(shè)計 11 轎廂機(jī)主控制器電路 11 轎廂機(jī)無線通訊模塊設(shè)計 13 轎廂機(jī)語音模塊設(shè)計 16 轎廂機(jī)鍵盤電路 21 轎廂機(jī)人員檢測電路的設(shè)計 24 轎廂機(jī)電源電路設(shè)計 24 轎廂機(jī)系統(tǒng)軟件的設(shè)計 26 轎廂機(jī)系統(tǒng)主程序設(shè)計 26 轎廂機(jī)無線通訊子程序的設(shè)計 27 轎廂機(jī)語音通訊的軟件設(shè)計 284 中繼站系統(tǒng)設(shè)計 32 中繼站結(jié)構(gòu)設(shè)計 32 中繼站系統(tǒng)硬件的設(shè)計 32 中繼站CAN總線模塊電路 32 中繼站無線通訊模塊電路 34 中繼站電源電路 35 中繼站系統(tǒng)主程序設(shè)計 35 中繼站無線通訊模塊軟件設(shè)計 365控制臺系統(tǒng)設(shè)計 38 控制臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 38 控制臺系統(tǒng)硬件設(shè)計 39 控制臺主控制器電路 39 控制臺語音處理模塊電路 39 控制臺顯示模塊 40 控制臺鍵盤模塊設(shè)計 41 控制臺CAN總線模塊電路 42 控制臺電源模塊電路 42 控制臺系統(tǒng)軟件設(shè)計 43 控制臺軟件主程序設(shè)計 43 控制臺數(shù)據(jù)處理子程序 446 硬件抗干擾設(shè)計 45 抗干擾設(shè)計基本原則 45 干擾種類及解決方法 45 提高敏感器件的抗干擾性能 467 技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析 478結(jié)論 48致謝 49參考文獻(xiàn) 50附錄A 譯文 AMBE－1000 用戶手冊 51附錄B 外文文獻(xiàn) 原文 62附錄C 實物圖片0 前言煤礦生產(chǎn)不僅關(guān)乎國家財產(chǎn)和人民生命安全，還關(guān)乎整個社會和諧穩(wěn)定。為了提高工作效率，減少工人的體力消耗，在礦山井下建設(shè)架空人車系統(tǒng)是非常重要的。架空人車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、能夠連續(xù)工作、可多轎廂同時工作，運(yùn)輸效率更高。1 礦山井下架空人車及無線通訊技術(shù)概述 礦山井下架空人車簡介礦山井下架空人車系統(tǒng)，是煤礦井下人員運(yùn)輸設(shè)備，負(fù)責(zé)運(yùn)輸煤礦工作人員上下礦井或遠(yuǎn)距離運(yùn)輸人員使用。架空人車與斜井機(jī)相比較，架空人車系統(tǒng)的電機(jī)功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于斜井機(jī)的電機(jī)功率，可節(jié)約大量的電能與生產(chǎn)成本，也大大地降低了運(yùn)行的成本。架空人車系統(tǒng)的電機(jī)與轎廂實景圖如圖11所示。目前架空人車的控制系統(tǒng)主要是對其運(yùn)行進(jìn)行控制，主要涉及啟?？刂啤⑺俣瓤刂?、緊急停車保護(hù)控制、過速欠速保護(hù)控制等方面。 礦山井下無線通訊技術(shù)概述 無線通訊技術(shù)的發(fā)展歷程遠(yuǎn)距離無線通信已經(jīng)有一百多年的歷史，可以追溯到1901年馬可尼將電報信息發(fā)送到一千八百英里外的大西洋彼岸。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線技術(shù)以及智能傳感器技術(shù)的相互滲透、結(jié)合，產(chǎn)生了新型基于無線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器的全新概念。無線通訊技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)后工業(yè)控制領(lǐng)域的又一個全新領(lǐng)域，國際主流自動化供應(yīng)商與專業(yè)生產(chǎn)廠商所推出的無線通訊產(chǎn)品層出不窮，而近幾年來的工業(yè)重點是無線局域網(wǎng)技術(shù)與中、短程無線通訊網(wǎng)絡(luò)。其應(yīng)用的重點是無線短程網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)絡(luò)及GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)[3]。3）網(wǎng)絡(luò)容量大：一個Zigbee網(wǎng)絡(luò)可以容納一個主機(jī)設(shè)備和最多65536個從機(jī)設(shè)備，一個區(qū)域內(nèi)最多可以同時存在100個Zigbee網(wǎng)絡(luò)。通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(Coordinator)自動建立網(wǎng)絡(luò)，采用CSMACA方式進(jìn)行信道存取。典型的產(chǎn)品和應(yīng)用為：2004年Honeywell推出的基于ZigBee協(xié)議的無線變送器XYR 5000系列；OMRON的無線鏈接Device Net現(xiàn)場總線主機(jī)WD30ME和從機(jī)WD30SE；德國schild knecht公司推出的無線ProfibusDP產(chǎn)品DE 3000系列；ABB在瑞典的Boliden加工廠利用Ember協(xié)議的無線技術(shù)進(jìn)行的無線通信評估試驗。在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域，有成千上萬的測量元件、感應(yīng)器，檢測器，計算機(jī)，PLC，讀卡器等設(shè)備，需要相互連接在一個控制網(wǎng)絡(luò)上，通常這些設(shè)備提供的都是RS232或RS485通訊協(xié)議的借接口。：多個RS232工業(yè)設(shè)備可組成對等的網(wǎng)絡(luò)，互相通訊。：在工業(yè)控制現(xiàn)場，鋪設(shè)的線纜及其容易受到外界的接觸導(dǎo)致破損，無線網(wǎng)絡(luò)則保證了網(wǎng)絡(luò)的安全性與穩(wěn)定性。從提出該技術(shù)至今，藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展極其迅速。IEEE TG