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基于ARM的煤矿瓦斯涌出量预测系统的设计
来源:本站整理  作者:佚名  2009-10-28 10:44:13




3.2  Linux内核的移植[5]
  由于系统包括数据的分析、系统间的通信及与上位机的交互等功能的综合,所以考虑加入操作系统,以便更好地管理和分配资源。系统采用最新的Linux 2.6.14内核,内核的移植较为复杂,主要包括Makefile文件的修改(如设置交叉编译的路径、flash分区的设置等)和配置内核编译项(make menuconfig):(1)加入Yaffs2文件系统支持;(2)CS8900网卡驱动的移植;(3)LCD驱动移植;(4)USB驱动移植等。
3.3 Yaffs2文件系统的制作
  文件系统的制作主要是用busybox工具制作最小文件系统,编译和安装busybox-1.7.tar后会在busybox目录下生成子目录_install,并且/bin目录下集成压缩了Linux的许多工具和命令。另外,还要加入QT程序所依赖的动态共享库libQtCore.so.4、libQtGui.so.4和libQtNetWork.so.4,并设置环境变量。
3.4 基于QT的软件设计[6]
  系统的应用程序主要包括以下几个模块:
  (1)核心算法模块。根据分源法建立数学模型,如图3所示。

  

  其中主要瓦斯涌出源包括开采煤层(包括围岩)瓦斯涌出、邻近煤层瓦斯涌出、掘进巷道煤壁瓦斯涌出、掘进落煤瓦斯涌出、已采采区采空区瓦斯涌出和生产采区瓦斯涌出。
  回采工作面瓦斯涌出量q1=开采煤层瓦斯涌出+邻近煤层瓦斯涌出
  掘进工作面瓦斯涌出q2=掘进巷道煤壁瓦斯涌出+掘进落煤瓦斯涌出
  

  其中q4为已采采区采空区瓦斯涌出量。
  (2)通信模块。系统的通信包括与上位PC通信和与其他子系统的通信。通信接口采用100 Mb/s以太网接口,通信协议采用轻量级的UDP协议,该协议适用于短消息的网络数据传输、拥有大量的客户端、对数据安全无特殊要求、对响应速度要求高等情况。QT提供了一个QUdpSocket类用于编写UDP程序,QUdpSocket类提供的一个重要功能是广播,这里正好适合系统以广播的形式向邻近煤层系统发送广播数据报,从而获得邻近煤层瓦斯涌出量信息。
  (3)信息显示GUI模块。该模块用于与操作人员交互,采用触摸方式,更适于在狭窄的空间中进行操作。QT的GUI类为程序设计人员提供了丰富的操作控件,可以方便地设计出操作简单、界面友好的系统。系统的显示主要包括回采工作面瓦斯涌出量,掘进工作面瓦斯涌出量,当前开采面风速、湿度、瓦斯涌出量预报信息及检测时间等。
  本文针对矿井下不同深度、不同采区瓦斯涌出量的差异及邻近采区瓦斯涌出相互影响的特点,设计出分布式的基于ARM的瓦斯预测系统。系统的硬件平台设计,鉴于其特殊的应用环境,采用可靠性高、应用广泛、技术成熟的S3C2440做为核心板;软件方面采用了兼容性强的Linux+QT的设计方式,保证了系统的稳定可靠。根据历史瓦斯涌出数据,在煤层厚度为4.96m、日产量3 000 t、巷长1 000 m、巷道横截面为5 m2、平均瓦斯含量为18.80 m3/t、距地面90 m的矿井下,系统预测值为45.28 m3/min,实际值为50.06 m3/min。

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