基于SOPC技術(shù)的井下監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著國家對(duì)煤礦資源的大力開發(fā)，意外事故時(shí)有發(fā)生，煤礦安全生產(chǎn)也變得尤為重要。要減少煤礦事故的發(fā)生，除了要加強(qiáng)管理和安全技術(shù)培訓(xùn)外，最重要的是準(zhǔn)確有效的對(duì)礦井環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。本文的目的就是研究設(shè)計(jì)一個(gè)新型的能實(shí)時(shí)監(jiān)測井下的各種氣體濃度的監(jiān)測系統(tǒng)，對(duì)確保井下人員及安全生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　 SOPC(可編程的片上系統(tǒng))是Altera公司提出的一種靈活高效的片上系統(tǒng)的解決方案，它將軟核處理器、存儲(chǔ)器、I／O口等系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要的功能模

2、塊集成到一個(gè)FPGA器件上，構(gòu)建成一個(gè)可編程的片上系統(tǒng)。本文基于它的可編程靈活性和IP功能模塊可重用性等特點(diǎn)，將井下實(shí)時(shí)監(jiān)測控制系統(tǒng)在一片F(xiàn)PGA中得以實(shí)現(xiàn)。并結(jié)合短距離無線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下瓦斯、氧氣和溫度等信號(hào)的實(shí)時(shí)無線傳輸。
　　 本文根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)和通過對(duì)監(jiān)測系統(tǒng)的需求分析，確定了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。選用了Altera公司的Cyclone Ⅱ系列EP2C35器件，通過Quartus Ⅱ6．0進(jìn)行了片上系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)

3、計(jì)，利用Altera公司的Nios Ⅱ IDE采用C語言進(jìn)行軟件編程與調(diào)試。在此基礎(chǔ)上，本文詳細(xì)敘述了數(shù)據(jù)采集、無線數(shù)據(jù)傳輸、串行通信以及液晶顯示等模塊的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)流程。同時(shí)采用VHDL(硬件描述語言)實(shí)現(xiàn)了自定義的CAN IP核的設(shè)計(jì)，并給出了仿真結(jié)果。整個(gè)系統(tǒng)采用先進(jìn)的層次化設(shè)計(jì)思想，充分利用了FPGA芯片的資源，在設(shè)計(jì)中引入了Nios Ⅱ IP核技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了以Avalon總線為構(gòu)架的一個(gè)片上控制系統(tǒng)。硬件測試表明該控制系統(tǒng)