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基于CAN总线的掘进机实时监控系统研究
基于CAN总线的掘进机实时监控系统研究
摘要：
随着科技的不断发展和进步，掘进机在矿山、隧道工程等领域中扮演着重要的角色。然而，由于掘进机的特殊工作环境和复杂工作过程，使得实时监控系统的需求日益增加。本文以CAN总线作为通信手段，研究了掘进机实时监控系统。通过分析现有的掘进机实时监控系统的不足，设计和实现了基于CAN总线的掘进机实时监控系统。系统可以实时采集、显示和记录各种关键工作参数数据，从而提高掘进机的安全性和工作效率。
关键词：掘进机，实时监控系统，CAN总线，工作参数
一、引言
随着矿山和隧道工程的不断发展，掘进机作为一种重要的工程机械，被广泛应用于矿井、隧道等工作环境。由于掘进机的作业环境恶劣、工作过程复杂，对其进行实时监控显得尤为重要。传统的掘进机监控系统多采用离散的传感器进行数据采集，存在数据精度低、实时性差、系统结构复杂等问题。因此，本文以CAN总线为通信手段，研究掘进机实时监控系统，以提高系统的效能和可靠性。
二、CAN总线简介
CAN（ControllerAreaNetwork）总线是由德国Bosch公司开发的一种高可靠性、高实时性的工业通信协议。CAN总线的特点可以概括为：广泛应用、高可靠性、高实时性、低成本和简单性等。CAN总线广泛应用于汽车、工控、机械等领域，并逐渐成为各类工业现场总线网络的首选通信手段。
三、现有问题
1.控制系统不能实时监控掘进机的各项工作参数；
2.传感器数据采集精度低；
3.数据传输存在延迟，实时性差；
4.系统结构复杂，安装维护成本高；
5.数据记录和分析不够全面，无法实现对工作状态的深入分析。
四、系统设计
1.系统结构设计
系统总体分为硬件部分和软件部分。硬件部分包括CAN总线通信模块、数据采集模块、显示屏和存储器等组成，用于实时采集和显示数据；软件部分包括上位机软件和掘进机内部软件，用于数据处理和监控。
2.数据采集设计
利用CAN总线作为通信媒介，连接各类传感器和执行器，实时采集掘进机的工作参数数据，如温度、压力、速度等。
3.数据传输设计
通过CAN总线传输实时采集的数据，保证数据能够及时、准确地传输至上位机，提高系统的实时性。
4.数据处理设计
上位机软件对接收到的数据进行处理和分析，通过算法判断掘进机的工作状态，并生成相应的报警和提示信息。
5.数据显示和记录设计
利用显示屏实时显示掘进机的工作状态，同时将数据记录到存储器中，以备后期分析。
五、系统实现
本文基于CAN总线的掘进机实时监控系统进行了设计和实现。通过选用合适的传感器和执行器，利用CAN总线进行数据采集和传输，并通过上位机软件进行数据处理和显示。实验结果表明，该系统能够实时、准确地监控掘进机的各项工作参数，并能及时提供报警和提示信息。
六、总结与展望
本文以CAN总线为通信手段，设计和实现了一套掘进机实时监控系统。该系统能够实时采集、显示和记录掘进机的工作参数数据，提高了掘进机的安全性和工作效率。未来，可以进一步优化系统的传输速度和精度，以及扩展系统的功能，实现更多工作参数的监控和分析。
参考文献：
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