基于ARM的煤礦瓦斯涌出量預測系統(tǒng)的設(shè)計
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3.2 Linux內(nèi)核的移植[5]
由于系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)的分析、系統(tǒng)間的通信及與上位機的交互等功能的綜合，所以考慮加入操作系統(tǒng)，以便更好地管理和分配資源。系統(tǒng)采用最新的Linux 2.6.14內(nèi)核，內(nèi)核的移植較為復雜，主要包括Makefile文件的修改(如設(shè)置交叉編譯的路徑、flash分區(qū)的設(shè)置等)和配置內(nèi)核編譯項(make menuconfig)：(1)加入Yaffs2文件系統(tǒng)支持；(2)CS8900網(wǎng)卡驅(qū)動的移植；(3)LCD驅(qū)動移植；(4)USB驅(qū)動移植等。
3.3 Yaffs2文件系統(tǒng)的制作
文件系統(tǒng)的制作主要是用busybox工具制作最小文件系統(tǒng)，編譯和安裝busybox-1.7.tar后會在busybox目錄下生成子目錄_install，并且/bin目錄下集成壓縮了Linux的許多工具和命令。另外，還要加入QT程序所依賴的動態(tài)共享庫libQtCore.so.4、libQtGui.so.4和libQtNetWork.so.4，并設(shè)置環(huán)境變量。
3.4基于QT的軟件設(shè)計[6]
系統(tǒng)的應用程序主要包括以下幾個模塊：
(1)核心算法模塊。根據(jù)分源法建立數(shù)學模型，如圖3所示。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/195691.htm
其中主要瓦斯涌出源包括開采煤層(包括圍巖)瓦斯涌出、鄰近煤層瓦斯涌出、掘進巷道煤壁瓦斯涌出、掘進落煤瓦斯涌出、已采采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出和生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出。
回采工作面瓦斯涌出量q1=開采煤層瓦斯涌出+鄰近煤層瓦斯涌出
掘進工作面瓦斯涌出q2=掘進巷道煤壁瓦斯涌出+掘進落煤瓦斯涌出
其中q4為已采采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出量。
(2)通信模塊。系統(tǒng)的通信包括與上位PC通信和與其他子系統(tǒng)的通信。通信接口采用100 Mb/s以太網(wǎng)接口，通信協(xié)議采用輕量級的UDP協(xié)議，該協(xié)議適用于短消息的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸、擁有大量的客戶端、對數(shù)據(jù)安全無特殊要求、對響應速度要求高等情況。QT提供了一個QUdpSocket類用于編寫UDP程序，QUdpSocket類提供的一個重要功能是廣播，這里正好適合系統(tǒng)以廣播的形式向鄰近煤層系統(tǒng)發(fā)送廣播數(shù)據(jù)報，從而獲得鄰近煤層瓦斯涌出量信息。
(3)信息顯示GUI模塊。該模塊用于與操作人員交互，采用觸摸方式，更適于在狹窄的空間中進行操作。QT的GUI類為程序設(shè)計人員提供了豐富的操作控件，可以方便地設(shè)計出操作簡單、界面友好的系統(tǒng)。系統(tǒng)的顯示主要包括回采工作面瓦斯涌出量，掘進工作面瓦斯涌出量，當前開采面風速、濕度、瓦斯涌出量預報信息及檢測時間等。
本文針對礦井下不同深度、不同采區(qū)瓦斯涌出量的差異及鄰近采區(qū)瓦斯涌出相互影響的特點，設(shè)計出分布式的基于ARM的瓦斯預測系統(tǒng)。系統(tǒng)的硬件平臺設(shè)計，鑒于其特殊的應用環(huán)境，采用可靠性高、應用廣泛、技術(shù)成熟的S3C2440做為核心板；軟件方面采用了兼容性強的Linux+QT的設(shè)計方式，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。根據(jù)歷史瓦斯涌出數(shù)據(jù)，在煤層厚度為4.96m、日產(chǎn)量3 000 t、巷長1 000 m、巷道橫截面為5 m2、平均瓦斯含量為18.80 m3/t、距地面90 m的礦井下，系統(tǒng)預測值為45.28 m3/min，實際值為50.06 m3/min。
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