一、项目概述
1.1 导言
煤炭、石油等化石动力是我国动力供应的主体，特别是煤炭在确保我国动力安全中，起着根底性效果。在我国现在的动力结构中，煤炭仍占动力总量中的70%左右。 可见煤炭已成为支撑我国经济开展的中坚力量，而且这一现状在短时间内不会有太大改变。
在我国最新拟定的煤炭科技十二五开展规划中，提出了“绿色挖掘与生态矿山”的概念，这就要求进步煤矿出产的安全和采矿区周边环境的维护。尽管国家和企业现已为了改进出产条件作了很大尽力，但这依旧是一个没有彻底处理的问题。在我国煤炭出产中，不安全事端一再产生，对环境的损坏和因而导致的逝世事情也屡次见诸报端。要处理这一现况，除了进步工人作业水平以外，必需要加大对矿井安全设备的投入。本此规划所选定的项目便是立足于实践，以促进煤炭安全出产和环境维护为方针。可以有用的削减矿井事端的产生，最大极限确保井下人员的安全和采矿区周边环境的调和。
结合咱们对煤炭严峻形势的知道和本次大赛的主题，咱们将选题方向煤矿安全出产会集监控范畴。本次规划对构建调和社会和可持续性开展社会将具有十分重要的含义。
1.2 项目布景/选题动机
煤矿在我国的国民出产日子和经济开展中起着无足轻重的效果。现在我国发电量的大部分来自于煤电，煤炭经济在我国GDP中占有很大比重，可以说煤一朝一夕都在影响着我国的每一个家庭的日子。但是咱们不能忽视的是，在煤炭工业促进我国经济开展和GDP添加的一起，在煤炭出产中所产生的安全问题和对环境的损坏问题让咱们不得不去重视。
2005年3月9日,山西吕梁交城矿难,28人逝世
2006年2月1日晚上7时许,山西省晋城煤业集团所属寺河煤矿产生瓦斯爆破事端,形成23名矿工逝世,还有53人一氧化碳中毒。
2007年03月06日湖南邵阳市邵东县宏发煤矿在修理巷道时产生瓦斯爆破,15人逝世。
2008年01月20日,山西临汾市汾西县煤矿产生炸药爆破,20人逝世。
2009年01月20日21时0分, 山西临汾区域汾西县永安镇蔚家岭村一不合法私开煤矿窝点产生瓦斯爆破,形成20人罹难。
……
当然这仅仅列举了一部分实例，这些惊心的实例时间都在提示咱们煤炭安全出产的重要性。形成这一现象除了人为要素外，安全检测设备的落后和不到位也是一个重要的原因。我国的许多煤矿企业在出产中，伴生着严峻的资源、环境、安全等问题，假如这一问题得不到处理将影响久远开展，这与可持续性开展的理论是各走各路的。据调查，全国的煤炭企业除46%的高突矿井外，大部分已进入深水平挖掘，渗水、瓦斯、崩塌等已成为越来越大的安全隐患。添加新的高功用检测设备成为处理煤矿安全问题的要害，一起考虑到许多中当心型煤矿企业的在安全设备方面的投入才能，开宣布一套经济实惠，使用方便，安全高效的安全检控设备成为当今我国大多数煤炭企业的火急需求。
采煤作业面作为整个采煤作业现场的榜首作业区，简单产生瓦斯爆破、漏水和冒顶等事端，一旦产生矿难不但会直接影响到采煤工人的生命安全，更可能会对周边环境形成严峻的损坏。因而，采煤作业区作为事端地带，是构成整个煤矿安全系统的最要害一环。怎么确保采煤作业面的安全出产，一直是一个难以处理的严峻课题。
ATMEL公司的32位AVR嵌入式微处理器功用高、功耗低、价格适合，特别是芯片内部集成了网络接口，简化了网络数据传送和长途操控完结的难度，它强壮的数据处理才能为数字信号的处理供给了有力的支撑，除此之外它还具有其它优秀的功用，成为完结本次规划的最佳挑选。本次规划拟选用根据AVR 32 AT32UC3A单片机操控器的EVK1100评价系统和开发系统为根底开发渠道，结合套件本身所供给的资源，经过扩展其它板卡完结规划中要求的悉数功用。鉴于AVR以上的长处，结合现在的煤矿采煤作业面的安全监控存在的缺乏，规划一款根据32位嵌入式AVR微处理器的采煤作业面安全会集监控系统，供给了一种新式嵌入式的计划，以到达进一步进步采煤作业面的安全性和可靠性。
考虑到著作的实用性，除完结对采煤作业面的监控以外，经过简略的修正(规划本身支撑这种裁剪和功用扩成)，本次规划效果也可以很简单的转换到其它安全监控范畴，如其它采矿作业的安全监控、家居安全的监控、工厂出产车间安全出产和库房防盗的监控、路途安全运营的监控等等。
山东科技大学原名山东煤矿学院，对煤炭的出产和研讨都有很长的前史，在几十年的开展中积累了丰厚的经历，在煤炭研讨范畴建立了健全的系统。现在具有国家级煤矿矿山灾祸试验室，在煤炭安全上从科研到开发，我校都走在了全国煤炭范畴的前列。
一起咱们嵌入式试验2003年建立，积累了许多的有关嵌入式系统规划的经历，校园具有很多资深学者和教授，为我国煤炭作业和嵌入式的系统规划，开展培养了很多的人才。本次规划也得到有关教师的支撑和鼓舞，一起经过向他们的讨教，让咱们团队成员对这一系统的规划有了愈加深入的知道。信任经过教师的辅导和咱们的尽力咱们必定可以完结本次规划。
二、需求剖析
2.1 功用要求
采煤作业面作为采煤作业的榜首现场，那里的状况瞬时万变，是整个井下安全系统中最要害的一环。本次规划将要点重视怎么确保采煤作业面安全出产这一严峻问题。
确保出产过程安全所采纳的办法中，除了增强工人本身安全意识外，另一个重要的要素便是完善根据各种监控设备的预警系统和操控系统。在影响采煤作业面安全的各种可检测要素中，瓦斯浓度、顶板压力、水位、粉尘浓度成为要害，一起为了便于地上监控中心实时了解井下的作业场景，实时的现场画面监控也是必不不行少的。
