基于FPGA的多路矿用气体传感器调校系统

更新时间：2020-02-11 13:44:34 大小：5M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：fpga 气体传感器 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

在煤矿安全生产过程中，矿用气体传感器起着至关重要的作用，它可以实时监测矿井下的各种有毒有害气体，所以它的可靠性和灵敏度是非常重要的。国家安全生产监督管理总局对矿用气体传感器的定期调校作了完善的规定。利用矿用气体传感器调校系统可以有效地完成矿用气体传感器的显示值、响应时间和报警功能的调校，确保煤矿的安全生产。

由于矿用气体传感器的大量使用，大中型煤矿生产过程中需要调校的传感器数量非常大，而目前的调校系统最多只能对4-8台传感器进行同时调校，有时在一个周期内根本无法完成对传感器的调校，成为制约煤炭生产的主要瓶颈。针对上述问题，本文设计了一种基于FPGA的多路矿用气体传感器调校系统，该系统以C8051F020单片机和FPGA协同工作作为核心控制器件，通过与工控机的通信实现同时对64台矿用气体传感器的自动调校。该系统分为工控机、气路控制、信号采集和红外调校四个模块，其中工控机模块负责调校指令的发送、数据的采集处理和调校过程的监控;气路控制模块负责对标准气体进气气路的切换、通入标准气体流量的控制和64路气体传感器气路的控制;信号采集模块负责采集64路气体传感器的输出信号作为调校的依据;红外调校模块负责对64路矿用气体传感器发送红外调校信号实现调校任务。

针对在对64路矿用气体传感器同时调校时，由于单片机I/O口和其他片上资源的限制，难以实现同时对64路矿用气体传感器调校的问题，应用FPGA对单片机进行扩展，由FPGA负责对64路气体传感器气路的控制、64路气体传感器的输出信号的采集以及64路矿用气体传感器红外调校信号的发送，保证了多路矿用气体传感器调校系统调校任务的完成。

对多路矿用气体传感器调校系统进行了实验调试，调试结果表明:该系统能有效完成同时对64台矿用气体传感器的调校任务，具有精度高、效率高、稳定性好的特点;更重要的是，在对大批量矿用气体传感器进行调校时，该系统调校速度快，调校时间短，保证了大中型煤矿大批量矿用气体传感器调校任务的完成，确保煤矿的正常生产。而且本系统利用单片机和FPGA协同工作，充分利用单片机工作稳定、控制能力强的优势和FPGA速度快、设计灵活的优势，具有很强的实用性和可扩展性。