煤矿矿井嵌入式数据采集分站的设计与实现.pdfVIP

维普资讯 ∥曩 ，．0 √～ ～参 ～ y 0乞 √ 煤矿矿井嵌入式数据 采集分站的设计与实现 ■ 武汉虹信通信技术有限责任公司 余翔 王锋 黄寅洲 摘 要 ：本文提出了一种基于TCP／IP—CAN 网络的煤矿矿井嵌入式数据采集分站的设计方案 ，采用ARM 芯片 LPC2292为主控芯片，通过SPI接 口控制 以太网控制器芯片ENC28J60实现TCP通信 ，通过 内嵌的CAN 控制器实现CAN通信 。在介绍系统硬件设计的基础上 ，详细介绍了基于BC／OS—II的软件设计。整个系 统能够对煤矿矿井数据进行有效采集，具有 良好的稳定性与扩展性。 关键词 ：数据采集分站；TCP／IP；CAN；ENC28J60；BC／OS—II 煤矿矿井数据采集分站是煤矿 本方案采用 ARM 芯片作为主 控制器ENC28J60的要求 ，还含有2 矿井井下各安全监控模块与井上安 控芯片 ，在性 能上远远优于采用 8 路 内嵌CAN控制器 ，能够方便地实 全监控 中心之 间数据传输的枢纽 ， 位 ／16位单片机作为主控芯片的系 现CAN通信 。由于嵌入 了BC／OS—II 负责安全监控 中心与安全监控模块 统 。TCP通信模块实现了TCP通信。 操作系统并移植 了TCP／IP协议栈 ， 之 间的数据采集与通信 。数据采集 内嵌 CAN模块使得 CAN通信设计 LPC2292内部的16KBRAM无法满 分站能否有效工作决定 了煤矿安全 电路简单 ，性 能更加稳定 。串口通 足程序对存储 空间的要求。因此 ， 监控能否顺利进行 ，因此数据采集 信和TCP通信都 分站在煤矿 安监 中发挥着重要作 可 以实现重要 参 用 。图 1所示为煤矿矿井安全监控 数 (IP地址 、矿井 系统组成框 图。本文设计的数据采 号等)的修改 ，外 集分站与监控 中心之 间通过TCP通 扩 EPROM用 于 信 ，与井下监控模块之间通过CAN 重 要 参 数 的存 通信 。采用基于操作系统BC／OS一Ⅱ 储 。 丑的软件设计，以提高整个设计的稳 主控芯片 定性与扩展 能力 。 主控芯片采 用 ARM7芯 片 硬件设计 LPC2292为主控 整体 结构 图 芯片 ，其 内部有 ≮ 采集分站硬件系统由主控芯片 16KBRAM ，并 三≤ 及外扩存储器 、TCP／IP通信模块 、 带有256KB嵌入 CAN总线通信模块、重要参数修改 式高速闪存存储 ≤戛 与存储模块 (串 口通信 、EPROM)、 器 。LPC2292含 ≤ 三= 电源与复位 电路等组成 ，如 图2所 有2路 SPI接 口， 示 。 满足操作 以太 网 2007．9电字设计匝用 www．eaw．~om．c，l 维普资讯 I 本设计在LPC2292~]-扩展 了型号为 基于pC／OS—II的软件设计 接收CAN总线上的数据 ；一个 串 口 繁萋 IS61LV25616AL的RAM，其存储空 任务划分