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基于MiniGUI的矿用红外甲烷检测装置的设计与实现

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:12:53
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基于MiniGUI的矿用红外甲烷检测装置的设计与实现【摘要】:瓦斯灾害是煤炭行业中危险和制约煤矿安全生产的主要因素。因此,实时的检测瓦斯气体的产生源、泄漏源以及浓度,可以保护环境,

【摘要】: 瓦斯灾害是煤炭行业中危险和制约煤矿安全生产的主要因素。因此,实时的检测瓦斯气体的产生源、泄漏源以及浓度,可以保护环境,保证工矿安全运行及人身安全。 本文以矿井瓦斯的主要成分甲烷为目标气体,基于气体在中红外波段的选择性吸收原理,分析了甲烷特征吸收谱线,针对现有煤矿甲烷检测装置对瓦斯浓度测量不精准、无友好的可视化显示界面,提出一种基于MiniGUI中应用SQLite数据库的光谱吸收式矿用红外甲烷检测系统。 该检测系统采用双波长单光路的气体传感器结构,选定甲烷分子在3.31 ?m强吸收谱线,采用红外LED作为光源,实现对气体浓度的检测。根据本检测系统的特点,给出了总体设计方案,以ARM9 S3C2440芯片为主处理器,完成对甲烷浓度信息的采集、数据处理、显示和传输等功能;以嵌入式Linux为软件平台,采用嵌入式用户界面MiniGUI中应用嵌入式数据库SQLite编写应用程序的实现方法,使其完全不同于原有的检测系统。通过分析比较,确定选择了Linux操作系统、嵌入式GUI和嵌入式数据库SQLite。重点介绍了Linux内核、MiniGUI和SQLite开发环境的定制、移植、使用方法以及上层应用程序的设计与实现。同时,给出了甲烷浓度数据管理程序的图形运行界面。最后,对检测系统进行了实验研究,验证了检测方案的可行性。 该检测系统功能完善,操作简单,对保证煤矿工业安全生产,减少事故发生和生命财产损失有重要意义,市场应用前景广阔。 【关键词】:甲烷 嵌入式系统 MiniGUI SQLite
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP311.52
【目录】:
  • 摘要2-3
  • ABSTRACT3-7
  • 1 绪论7-12
  • 1.1 矿用红外气体检测技术的发展历程8-9
  • 1.2 嵌入式系统的发展及应用现状9-11
  • 1.3 本文的主要工作11-12
  • 2 矿用红外甲烷检测系统的相关技术介绍12-25
  • 2.1 煤矿甲烷检测技术概述12-13
  • 2.2 红外瓦斯气体检测方法的理论依据13-17
  • 2.2.1 气体分子的红外选择性吸收理论13-15
  • 2.2.2 CH_4气体分子的吸收谱线与强度分布15-16
  • 2.2.3 比尔-朗伯气体吸收定律16-17
  • 2.3 嵌入式GUI(图形用户界面)概述17-21
  • 2.3.1 嵌入式GUI 特点17-18
  • 2.3.2 嵌入式GUI 系统发展状况18-21
  • 2.4 嵌入式数据库21-24
  • 2.4.1 嵌入式数据库的特点21-22
  • 2.4.2 嵌入书数据库体系结构22-23
  • 2.4.3 嵌入式数据库的选择23-24
  • 2.5 本章小结24-25
  • 3 矿用红外甲烷检测系统硬件平台的选择与设计25-29
  • 3.1 系统方案总体设计25
  • 3.2 硬件体系结构25-28
  • 3.2.1 ARM 微处理器26-27
  • 3.2.2 瓦斯传感器27-28
  • 3.3 系统硬件平台功能框图28
  • 3.4 本章小结28-29
  • 4 矿用红外甲烷检测系统软件的总体设计与实现29-54
  • 4.1 嵌入式操作系统的定制29-31
  • 4.1.1 嵌入式Linux 的特点29-30
  • 4.1.2 嵌入式Linux 系统的组成30-31
  • 4.2 图形用户界面支持系统MINIGUI31-39
  • 4.2.1 MiniGUI 的发展和应用31-34
  • 4.2.2 MiniGUI 的体系结构34-35
  • 4.2.3 MiniGUI 的运行模式35-36
  • 4.2.4 MiniGUI 的编译安装36-39
  • 4.3 SQLITE 数据库39-46
  • 4.3.1 SQLite 的体系结构分析40-42
  • 4.3.2 SQLite3 的基本命令42
  • 4.3.3 SQLite3 的API 函数42-44
  • 4.3.4 SQLite3 的异常和错误处理44-45
  • 4.3.5 SQLite3 的事务和锁机制45-46
  • 4.3.6 SQLite3 的安装46
  • 4.4 MINIGUI 与SQLITE 混合编程46-53
  • 4.4.1 MiniGUI 的编程46-48
  • 4.4.2 MiniGUI 中的ListView 控件48
  • 4.4.3 SQLite 中表的内容显示到ListView 控件48-50
  • 4.4.4 ListView 控件的显示内容保存到SQLite 数据库50-51
  • 4.4.5 基于MiniGUI 与SQLite 数据管理系统的实现51-53
  • 4.5 本章小结53-54
  • 5 矿用红外甲烷检测系统的实验研究54-57
  • 5.1 红外探测器输出信号波形分析54
  • 5.2 系统测试实验54-56
  • 5.3 本章小结56-57
  • 6 结论57-59
  • 6.1 论文总结57
  • 6.2 今后展望57-59
  • 致谢59-60
  • 参考文献60-62
  • 附录62


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