基于嵌入式实时操作系统的智能矿灯设计

张帝^1,2，董飞^1,2，高彬^1,2，赵端^1,2,3，丁恩杰^1,2,3

1. 中国矿业大学信息与控制工程学院2. 中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心3. 矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室

摘 要：针对目前煤矿矿灯功能单一,无法感知井下环境参数,未能和地面构成双向实时通信网络的问题,设计了基于嵌入式实时操作系统的智能矿灯。该智能矿灯以STM32芯片为主控核心,利用温度传感器、瓦斯传感器和加速度传感器分别采集环境温度、瓦斯浓度及人员运动状态;通过NRF24L01无线通信模块读取井下定位与物资标签状态,获取人员位置与物资信息;通过WiFi将数据上传到地面服务器进行显示和存储。该智能矿灯还具有手动报警与自动报警功能,上位机可下发信息,实现井下与地面的双向通信。测试结果表明,该智能矿灯性能稳定可靠,实时性高,操作方便。

关键词：智能矿灯;嵌入式操作系统;瓦斯浓度监测;人员定位;WiFi;双向通信;