【正文】 接收請求，圖39為采集器上面的紅外數(shù)據(jù)接收部分：圖39 采集器上紅外采集部分數(shù)據(jù)采集部分采用日本索尼公司的低噪聲、高穩(wěn)定性的紅外接收集成芯片CX20106A，該芯片是紅外遙控接收前置放大雙極性集成電路，內(nèi)部電路有前置放大器、自動偏置電平控制電路（ABLC）、限幅放大器、帶通濾波器、峰值檢波器和波形整形電路等組成[25][26]。位TR2（）啟動、停止定時器。這個引腳除了常規(guī)的I/O 角外，還有兩種可選擇功能。 //根據(jù)要求采樣結(jié)束后產(chǎn)生最后一個時鐘并釋放Return temp。 //讀取采集數(shù)據(jù)}TLC549_CLK=1。 TLC549_CLK=0。 //定義局部變量For(i=0。 40℃～85℃（TLC549I）該AD轉(zhuǎn)換芯片的功能框圖如圖35所示：圖35 TLC549功能框圖由于A/D采樣需要基準源。TLC549僅僅使用輸入／輸出時鐘（I/O CLOCK）和芯片選擇（／CS）信號控制數(shù)據(jù)。 A/D采樣模塊由于主采樣芯片沒有AD采集功能，本設(shè)計中采用外接AD模塊TLC549的8bit采樣芯片。其設(shè)計原理圖如33所示：圖33 小信號放大電路圖中Vin為小信號輸入，Vout為信號放大整形后輸出到下一級，VEE為正電源，－VSS為負電源，R1和RW1構(gòu)成負反饋電路，R2和C3構(gòu)成輸出阻抗匹配電路。由于壓力傳感器中壓敏電阻的不同，每一只壓力傳感器測量的壓力范圍是不同的。其中R1R1R21均為精密電阻，且R11=R12=R。C待機電流：工作電流：32kHz、 時典型值為14μA1MHz、 時典型值為120μA看門狗定時器電流：Timer1振蕩器電流：32kHz、 Timer0：帶有8位預分頻器的8 位定時器/ 計數(shù)器Timer1：帶有預分頻器的16 位定時器/ 計數(shù)器，在休眠狀態(tài)下可使用外部晶振/時鐘信號繼續(xù)工作Timer2：帶有8 位周期寄存器、預分頻器和后分頻器的8 位定時器/計數(shù)器增強型捕捉/ 比較/PWM 模塊：捕捉為16 位， ns比較為16 位，最大分辨率為200 nsPWM最大分辨率為10 位增強型PWM：單輸出、半橋和全橋模式數(shù)字可編程死區(qū)延時自動關(guān)閉/ 重啟8位多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器13個可單獨進行方向控制的I/O 引腳PORTB上的可編程弱上拉 壓力變送模塊的設(shè)計 壓阻式壓力傳感器的測量原理固體受力后電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為壓阻效應[16][18]。PIC16F716是微芯公司的低功耗單片機，具有優(yōu)越的穩(wěn)定性和低廉的價格，其主要特性如下[15]:工作速度：DC－20 MHz時鐘輸入，DC－200 ns 指令周期中斷能力（多達7個內(nèi)部/ 外部中斷源）8層深硬件堆棧直接、間接和相對尋址模式上電復位（Poweron Reset， POR）上電延時定時器（Powerup Timer， PWRT）和振蕩器起振定時器（Oscillator Startup Timer，OST）看門狗定時器（Watchdog Timer， WDT），帶片上RC 振蕩器，確保可靠工作雙閾值欠壓復位電路 VBOR （典型值） VBOR （典型值）可編程代碼保護節(jié)能休眠模式可供選擇的振蕩器選項在線串行編程（InCircuit Serial Programming?，ICSP?）寬工作電壓范圍：工業(yè)級： 擴展級： 高灌/ 拉電流：25/25mA寬溫度范圍：工業(yè)級：40176。該裝置的主要功能是壓力數(shù)據(jù)采集、存儲和紅外傳輸。TLC549為8bit的A/D采樣芯片，其采樣分辨率為128＝％，％的誤差，所以整個采集裝置的精度＝1－(%)*(%)＝,％的精度，滿足技術(shù)指標1％的精度要求。圖21 ：數(shù)字壓力計的硬件框圖 電源監(jiān)控電路：采用業(yè)內(nèi)功耗最低的PIC單片機作為系統(tǒng)監(jiān)控核心，一是為了降低功耗、二是為了產(chǎn)生比較精確的時鐘信號。l 智能處理軟件至少可以運行在Window 98/XP操作系統(tǒng)下；l 可以對指定的采集層面進行原始壓力數(shù)據(jù)查詢；l 通過對工作阻力的均方差、初撐力、末阻力曲線的對比分析對壓力數(shù)據(jù)進行圖表曲線顯示；l 可以對壓力數(shù)據(jù)庫進行智能化管理包括數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復和數(shù)據(jù)刪除等基本操作。第二章 總體設(shè)計方案 該數(shù)字壓力計主要用于煤礦井下綜采支架工作阻力檢測記錄。該智能分析軟件采用Delphi圖形化界面，主要能夠?qū)崿F(xiàn)的功能有:①、串口接收并存儲煤礦壓力數(shù)據(jù)采集裝置的壓力數(shù)據(jù)。根據(jù)煤礦壓力數(shù)據(jù)采集裝置的功能要求，本文分別從硬件和軟件兩個方面入手進行設(shè)計。該采集器主要實現(xiàn)了定時采集和保存壓力數(shù)據(jù)、紅外發(fā)送和接收壓力數(shù)據(jù)和命令信息，分析系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)異步收集分析壓力數(shù)據(jù)并進行圖表顯示。這樣就可以在礦下使用而不影響液壓設(shè)備的工作。，并應滿足數(shù)顯直接讀的要求、自動量程控制機制和具有自動化報警裝置。因此，為了提高煤礦中壓力觀測效率、保證煤礦安全生產(chǎn)，研制一種新型的測量精度高、待機時間長、通信簡便、價格適中、操作方便、工作性能優(yōu)良的便攜式煤礦壓力觀測設(shè)備勢在必行。還有一些煤礦上使用數(shù)字壓力計，將壓力采集后送數(shù)碼管顯示。因為實際工作中，壓力的工作介質(zhì)為氣體、油和水，而這些工作介質(zhì)能夠傳遞的只有壓強。在液壓系統(tǒng)中，壓力是非常重要的參數(shù)，當壓力超過或低于限定值時系統(tǒng)就會發(fā)生故障，從而對人身和財產(chǎn)安全構(gòu)成很大威脅?！边@充分的說明了礦山壓力觀測的重要性及在煤礦生產(chǎn)中的地位。近年來，煤礦重特大事故時有發(fā)生，安全生產(chǎn)形勢十分嚴峻。 infrared send out the formatted pressure data together with their own numbers after receiving the mand，interrupt triggering onsite displays the current pressure data. The intelligent analysis software of host display by graphical interface, all functions can be operated by mouse. The software could achieve such functions as system initialization, serial port’s receiving and storing the coal mine pressure data and pressure data of acquisition device, showing the pressure data of various collection points by chart, analysis the pressure data of various collection points, and backup, restore, and delete of database.First, the paper briefly describes the function division of collecting devices and the overall design. And then introduces its hardware circuit design and software programming part in detail according to the functional requirements of collected device. Practical use proves that the hardware and software of the system work reliably and are easy to operate. The whole system has such consumptions as high accuracy, small size and low power. Its research and development have an important significance on improving the automation degree of China39。關(guān)鍵字:礦山壓力檢測、數(shù)據(jù)采集、智能化分析、低功耗、壓力傳感器ABSTRACTIn recent years, China39。然后分別根據(jù)采集裝置的功能要求，對其硬件電路設(shè)計和軟件程序設(shè)計部分展開詳細的介紹。整個系統(tǒng)采用低功耗設(shè)計，其中，煤礦壓力數(shù)據(jù)采集裝置能夠定時采集和存儲頂板壓力數(shù)據(jù)、紅外線接收命令后將格式化壓力數(shù)據(jù)和自身編號一起發(fā)送出去、中斷觸發(fā)現(xiàn)場顯示當前的壓力數(shù)據(jù)。而國外較先進的礦井壓力監(jiān)測系統(tǒng)，配置復雜，采用有線的通信方式，布線、維護也比較困難。智能型數(shù)字壓力計的設(shè)計與在煤礦下的應用目錄摘要 2ABSTRACT 3第一章 緒論 5 課題研究背景和意義 5 煤礦壓力計的發(fā)展方向[5] 6 論文的主要工作 6第二章 總體設(shè)計方案 8 8 煤礦數(shù)字壓力計的技術(shù)指標[6][7] 8 煤礦數(shù)字壓力計的總體設(shè)計框圖 8第三章 智能型數(shù)字壓力計模塊設(shè)計 10 硬件電路概述 10 微控芯片的簡介[11][12][13] 10 壓力變送模塊的設(shè)計 12 壓阻式壓力傳感器的測量原理 12 小信號采集變換模塊 13 A/D采樣模塊 13 紅外采集模塊的設(shè)計 15 紅外發(fā)送模塊的設(shè)計 15 紅外接收模塊的設(shè)計 17 其他相關(guān)電路的設(shè)計 19 低功耗電源電路設(shè)計 19 壓力顯示模塊設(shè)計 20 數(shù)據(jù)存儲模塊設(shè)計 22 本章小結(jié) 28第四章 上位機監(jiān)控分析軟件的設(shè)計 29 軟件開發(fā)軟、硬件環(huán)境 29 軟件總體功能概述 29 軟件子模塊介紹 30 數(shù)據(jù)通信子模塊 30 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置子模塊 34 數(shù)據(jù)查詢模塊 36 數(shù)據(jù)圖表分析模塊[3142] 37 數(shù)據(jù)庫管理模塊 43 本章小結(jié) 44第五章 總結(jié)與展望 44參考文獻： 47附錄1： 采集終端原理圖 50附件2：智能型數(shù)字壓力采集終端 51摘要近年來，我國煤礦安全事故頻繁發(fā)生，其中主要是瓦斯和頂板事故，煤礦頂板事故對礦井安全生產(chǎn)危害極大。然而目前我國絕大多數(shù)煤礦井下頂板壓力檢測一般采用機械式、液壓式觀測儀器，精度低，工作效率低下。該系統(tǒng)由兩部分組成，即智能型煤礦壓力數(shù)據(jù)采集裝置和上位機智能化分析軟件，前者采用了低功耗微處理機PIC16F716實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，后者利用微機強大的處理能力實現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)的度量與分析。首先，文章簡要的闡述了采集裝置的功能劃分、總體思想設(shè)計、通信方式的選取。它的研制對提高我國煤礦頂板壓力檢測的自動化程度，保障我國煤炭行業(yè)的高效率安全生產(chǎn)有重要的意義。s coal mine roof pressure test, and their precision and work efficiency are low. The more advanced foreign mine pressure monitoring systems configure with plexity, by means of wired munication, thus, the wiring and maintenance is also more difficult. Therefore, the development of a new type of portable coal mine pressure observation equipment of high accuracy, long standby time, and simple munication, affordable, easy to operate, good work performance is imperative.Based on the safety standards of coal mine, this paper analyzes the deficiencies of current various pressure observation equipment of mining carefully. Taking into account the actual coal mine environment, a new type of coal mine pressure acquisition and intelligent analysis system based on the infrared data collection has been developed. The system is formed by two ponents, intelligent mine pressure data acquisition device and intelligent analysis software of host puter, the former adopts a lowpower microprocessor PIC16F716 to acquire the data, and the latter uses the processing power of puter to achieve the measurement and analysis of pressure data. The entire system uses lowpower design, in which coal pres