矿灯智能管理系统设计

1、摘 要矿灯智能管理系统是煤矿信息化建设和实现矿灯房信息化管理发展的需要。能实现从放灯、充电、待用、取灯、使用到考勤、自动统计下井及超时人员等全过程动态管理。为管理者、决策者实时提供了快速、准确、全面的信息依据，为矿灯和人员的管理和安全预防、决策打下了基础。本文通过对矿灯智能管理系统的详细论述，可以提升矿井矿灯管理的水平。对煤矿企业的安全发展提供强有力的保障，促进矿山企业朝着科学化发展的轨道上继续推进，对煤矿企业发生产生积极的社会效益。关键词 矿灯 智能 信息 管理第一章 智能管理系统与人工管理系统的优势分析人工管理系统在运行过程中为纯人工管理，人工进行充电、调节电压、日常维护、报表统计。劳动强

2、度大，且对每盏矿灯的运行情况没有一个准确、全面的数据。，管理者每天承担着繁多的工作，对矿井的信息化发展极其不利，影响制约着矿井的发展。矿灯智能管理系统是煤矿信息化建设和实现矿灯房信息化管理发展的需要。能实现从放灯、充电、待用、取灯、使用到考勤、自动统计下井及超时人员等全过程动态管理。为管理者、决策者实时提供了快速、准确、全面的信息依据，为矿灯和人员的管理和安全预防、决策打下了基础。矿灯信息管理系统，是以锂电池矿灯和智能电脑控制充电及现代化矿灯房管理系统软件为基础平台进行的升级性开发。充电原理先进，充电电流小，时间短，节约电能。选用KL4M型矿灯与传统的铅酸矿灯相比，矿灯房的维护和管理人员可减少

3、70%，在加上充电节能，仅次两项，每盏矿灯每年可节约维护和充电费25元，按一中大型煤矿2000盏矿灯计算，每年可节约费用5万元，给煤矿带来直接的经济效益，同时采用信息系统，有利于提升煤矿信息化管理水平，提高企业形象，对煤矿持续发展会产生积极的社会效益。第二章 系统功能根据煤矿灯房现代化、信息化管理及安全统计报告的需要，确立了系统的基本工作内容：矿灯充电管理、收发管理、使用管理、辅助考勤管理、灯史管理、安全预警管理等。 基本功能：（1）充电控制功能：对锂电矿灯进行充电管理，正在充电中红灯亮，充满电绿灯亮。达到矿灯电量既能充满，又不过充，从而缩短充电时间、延长矿灯寿命、降低充电和使用成本。同时也消

4、除了倒班时因时间短，矿灯电量不满而影响工作的后顾之忧。（2）安全查询功能：对每班下井工人下班后，到点（如12个小时，可灵活设置）未上井的人员数量可统计、显示和报告，以达到迅速、准确地提供人员信息，供领导分析、决策。（3）矿灯状态显示功能：可查看每一台充电架上目前矿灯正在充电及充满的数量和取走矿灯的数量，可查看到矿灯房全部充电架目前的矿灯数量、充电和使用情况。（4）数据统计功能可统计某时刻在充电架上矿灯的总数、取走矿灯的总数来判断下井人数。具有安全预警功能，可对每盏矿灯每月、每年已使用的次数（充电次数）进行累计统计，和规定使用次数相比，以此判断该矿灯的寿命状况，从而决定更换的时间，或进行储备准备

5、。也有效的避免了意外事故的发生。（5）考勤和管理功能可统计每月矿工出勤天数和工作时间，以进行考勤。根据矿灯的目前情况，可随时查看每个矿工目前是休息还是工作以及休息或工作的时间，同时也可统计出目前工作、休息的总人数。（6）资源共享功能和本单位的局域网联网后，各级领导可及时了解目前矿灯及人员的信息情况，从而实现资源共享。（7）修改打印功能可随时增加、修改、删除矿灯（即矿工）的编号。可随时增加、修改、删除充电架、矿灯的数量及编号。有强大的报表打印功能，需要时可对每月的数据进行备份。第三章 智能管理系统的基本原理 系统由智能充电架，中位机和计算机组成。每一个充电架有102个灯位，分三层,每层有一拖四充

6、电控制板8块，一拖二充电控制板1块，每层一个7V、200W开关电源供电。每一块充电控制板与接口板通过485总线连接，每个架子通过一块接口板与电脑连接。接口板可带液晶显示屏，可脱离电脑显示及存储数据。详细结构见下图1。第四章 硬件和软件的设计一、充电板的功能：系统软件是建立在锂电池矿灯、单片机智能恒流/恒压控制充电硬件基础上的。在充电过程中，采用世界先进的智能恒流/恒压充电控制方式。选用带10位A/D转换PWM的八位单片机，A/D转换精度为1/1024，以满足检测电池电压的需求。利用软件直接控制AC/DC或者DC/DC转换，以获得不同的恒流，恒压曲线。当单片机检测到电池电压小于3.0V时，控制电

7、路以50mA小电流先对锂电池进行预充电，当单片机检测到电池电压大于3.0V时，控制电路进行恒流充电，恒流充电电流：800mA100mA；当电压达到4.2V时进行恒压充电，矿灯电量充满，自动转入待机，截止充电电压： 4.2V0.02V。单片机控制红、绿LED灯显示充电状态。充电中红灯亮，充满电绿灯亮。充电器之间通过通讯线以485协议进行串行连接，不需每个充电架分别连接到计算机，然后与计算机的连线只需一条就可以实现计算机对每一个充电器的监控。二、管理软件的功能：1、随时监测矿灯的离架/下井状态，判断矿灯的使用状况，对下井超时的人员报警。2、随时检测矿灯在架数目、离架数目、维修数目，为维修、维护人员

8、提供情况咨询,便于管理和维护。3、将采集到的数据随时存储，并形成数据报表，整个检测系统的数据可以通过打印机打印保存。4、整个系统采用分布式管理，监控系统具有数据远传功能，便于对整个系统进行远程监控管理。5、系统采用先进的总线结构，所有数据采集器均挂接在总线上，结构简单，安装调试方便。6、系统微机软件界面精美，功能丰富，内置数据库管理功能，在局域网内可以查询系统的监控数据。系统主要包括信息采集与传输、矿灯充电监控、矿工状态查询、安全报警管理、充电架信息管理、矿工信息维护、考勤管理、数据库备份恢复、基础数据设置、用户及权限管理、在线帮助等功能。第五章 软件系统的设置主界面：【系统参数设置】界面一、

9、 系统参数设置 功能简介 此模块实现系统常用参数及通信参数的设置。 操作流程 1.进入操作界面(1)单击菜单栏中的【基础设置】项，单击【系统参数设置】栏，或单击工具栏中的【系统参数设置】按钮。如下图所示： (2)系统弹出【系统参数设置】界面。如下图所示： 2.具体操作(1)在更改各项参数后单击【保存】系统将保留设置。如下图所示： 二、用工性质设置 功能简介 此模块设置矿工的用工性质。 注意事项 在新增用工性质后，请单击【保存】按钮。 操作流程 1.进入操作界面(1)单击菜单栏中的【基础设置】项，单击【用工性质设置】栏。如下图所示： (2)系统弹出【用工性质设置】界面。如下图所示： 2.具体操作

10、(1)新增用工性质： 1、单击【新增】按钮，在界面右侧填入用工性质的名称以及描述信息。 2、在确认输入内容后，单击【保存】按钮，系统将保存新的用工性质(如下图所示)。 (2)删除用工性质：1、在界面左侧的用工性质列表中选中将要删除的用工性质名称。(如下图所示)2、单击【删除】按钮，系统将提示是否删除所选用工性质，单击确定完成删除操作。(如下图所示) *“矿灯类型设置, 工种设置”操作与“用工性质设置”相同。三、充电架时间校正 功能简介 此模块功能是充电架时间与电脑时间一致。 操作流程 1.进入操作界面(2)系统弹出【充电架时间校正】界面。如下图所示： 2.具体操作(1)时间校正：1、单击【开始

11、时间校正】按钮。 2、在确认输入内容后，单击【保存】按钮，系统将保存新的用工性质(如下图所示)。 四、 灯架信息维护 功能简介 此模块实现充电架的新增，删除操作。 注意事项 在填写完成新增矿灯架信息后，请单击【保存】按钮。删除某灯架信息时，将删除该充电架上的所有矿工信息，用户删除前需慎重。 操作流程 1.进入操作界面(1)选择菜单栏中的【数据维护】项，单击【灯架信息维护】栏，或直接单击工具栏中的【充电架维护】按钮。如下图所示： (2)系统弹出【充电架维护】界面。如下图所示： 2.具体操作(1)新增充电架：1、单击【新增】按钮，在界面右侧填入充电架的名称、灯位总数、及说明信息。 2、在确认输入内

12、容后，单击【保存】按钮，系统将提示确信要增加充电架，单击【确定】保存新的灯架(如下图所示)。(2)删除工段： 1、在界面左侧的充电架列表中选中将要删除的充电架名称。(如下图所示)2、单击【删除】按钮，系统将提示是否删除所选充电架，单击【确定】完成删除操作。(如下图所示) 五、 矿工信息维护 功能简介 此模块实现 新增矿工信息，修改矿工信息，删除矿工信息功能。 注意事项 在填写完成新增矿工信息信息后，请单击【保存】按钮以保存新增信息。矿工基本信息栏和矿工岗位信息栏中，姓名、充电架、灯位号、矿灯配备时间以及矿灯配备前已充电次数为必填项。在录入矿工照片时，可在照片框中点击鼠标右键，点击【选择照片】以

13、浏览矿工照片。在新增矿工时，若为该矿工分配的灯架和灯位已被他人占有，矿工信息将无法保存，系统将提示出错。 操作流程 1.进入操作界面(1)选择菜单栏中的【数据维护】项，单击【矿工信息维护】栏，或直接单击工具栏中的【矿工信息维护】按钮。如下图所示： (2)系统弹出【矿工信息维护】界面。如下图所示： 2、具体操作(1)新增矿工信息 ： 1、单击【新增】按钮，在界面右侧填入相应信息，其中姓名、充电架、灯位号、矿灯配备时间以及矿灯配备前已充电次数为必填项。 2、在确认输入内容后，单击【保存】按钮，系统将提示保存成功信息(如下图所示)。 (2)修改矿工信息 ： 1、在界面左侧的已有矿工列表中单击需修改的

14、矿工(通过选择充电架查看该充电架上的矿工列表)。(如下图所示)2、在界面右侧修改矿工信息，完毕后单击【保存】按钮，完成修改。 (3)删除矿工信息 ： 1、在界面左侧的已有矿工列表中选中需删除的矿工，可多选(通过选择充电架查看该充电架上的矿工列表)。(如下图所示) 2、在列表框中选择要删除的矿工，单击【删除矿工】按钮，系统将提示是否删除所选矿工，单击【确定】，完成删除操作。(如下图所示)六、 矿工信息批量录入 功能简介 此模块将以Excel 表格形式存在的矿工信息批量导入到系统中，以完成大批量的数据录入。 注意事项 电子表格必须符合系统格式要求，数据才能导入。当导入的某矿工信息与系统中已存在信息

15、相冲突时，系统将拒绝导入该矿工信息，并给出报告。 操作流程 1.进入操作界面(1)选择菜单栏中的【数据维护】项，单击【矿工信息批量录入】栏。如下图所示： (2)系统弹出【矿工信息批量录入】界面。如下图所示： 2.具体操作(1)单击选择文件按钮，选定待导入的矿工信息文件。 (2)若电子表格符合系统格式要求，系统将自动将表格中数据导入到列表框中。在列表框中选中需导入的矿工。(如下图所示) (3)单击【保存入库】按钮，系统将尝试将选中的矿工信息保存入库，若某矿工信息与库中信息冲突，系统将放弃保存该矿工信息，并且给出报告。(如下图所示) 七、 矿工信息综合查询 功能简介 此模块实现矿工资料搜索查询。

16、操作流程 1.进入操作界面(1)选择菜单栏中的【查询统计】项，单击【矿工信息综合查询】栏，或直接单击工具栏中的【矿工信息查询】按钮。如下图所示： (2)系统弹出【矿工信查询】界面。如下图所示： 2. 查询操作在界面左侧填入查询条件信息,然后单击【查询】按钮,在右侧会显示查询结果(如下图所示)。八、 矿工出勤统计 功能简介 此模块实现对矿工出勤情况的统计。 操作流程 1、进入操作界面(1)选择菜单栏中的【查询统计】项，单击【矿工出勤统计】栏，或直接单击工具栏中的【矿工出勤统计】按钮。如下图所示： (2)系统弹出【矿工出勤统计】界面。如下图所示： 2、具体操作(1)矿工出勤统计： 1、单击起始时间

17、和结束时间旁边的向下箭头按钮，将弹出一个日历可进行时间的设置（如下图所示）。 2、通过下拉列表，改变当前的灯架号，在下面的矿工信息中自动列出当前充电架下的矿工（如下图所示）。 3、单击矿工姓名前面的复选框，设置要进行统计的矿工，点击【全选】选取全部矿工，点击【取消选择】不选取全部矿工，点击【反选】选择当前未被选中的矿工，并取消已被选择的矿工。 4、单击【统计】按钮，在窗体右边显示用户所选择矿工的出勤信息。5、单击【导出到Excel】将当前统计的矿工信息导出到Excel中，单击【打印】实现对当前矿工统计信息的打印。九、 矿工当前状态统计 功能简介 此模块显示当前矿工的状态。 操作流程 1进入操作

18、界面(1)选择菜单栏中的【查询统计】项，单击【矿工当前状态统计】栏，或直接单击工具栏中的【矿工状态统计】按钮。如下图所示： (2)系统弹出【矿工状态查询统计】界面。如下图所示： 2.具体操作1、点击状态类别中的单选按钮，窗体实时显示当前符合状态类别的矿工的详细信息（如下图所示）。 2、单击【生成Excel文件】将当前统计的矿工信息导出到Excel中，单击【打印】实现对当前矿工统计信息的打印。十、 矿灯充电次数统计 功能简介 此模块实现对矿灯状态的统计。 操作流程 1进入操作界面(1)选择菜单栏中的【查询统计】项，单击【矿灯充电次数统计】栏，或直接单击工具栏中的【矿灯充电统计】按钮。如下图所示：

19、 (2)系统弹出【矿灯充电统计】界面。如下图所示： 2.具体操作1、通过选择下拉列表中的充电架号，设置当前统计的充电架号，系统实时显示该充电架号中包含的矿工信息（如下图所示）。 3、单击矿工姓名前面的复选框，设置要进行统计的矿工，单击按钮（如下图所示），点击【全选】选取全部矿工，点击【取消全选】不选取全部矿工，点击【反选】选择当前未被选中的矿工，并取消已被选择的矿工。4、单击【统计】按钮，在窗体右边显示用户所选择矿工的矿灯充电次数（如下图所示）。 5、单击【生成Excel文件】将当前统计的矿工信息导出到Excel中，单击【打印】实现对当前矿工统计信息的打印。十一、 生成矿灯房矿灯统计表 功能简

20、介 此模块实现矿灯房矿灯的统计直接生成EXCEL文件。 操作流程 1进入操作界面(1)选择菜单栏中的【查询统计】项，单击【生成灯房矿灯统计表】栏。如下图所示： (2)系统直接生成EXCEL文件。如下图所示： 十二、 生成单位矿灯统计表 功能简介 此模块实现单位所有员工矿灯的统计直接生成EXCEL文件。 操作流程 1进入操作界面(1)选择菜单栏中的【查询统计】项，单击【生成单位矿灯统计表】栏。如下图所示： (2)系统直接生成EXCEL文件。如下图所示： 十三、 查看系统日志 功能简介 此模块实现对系统日志的查看。 操作流程 1进入操作界面(1)选择菜单栏中的【查询统计】项，单击【查看系统日志】栏

21、。如下图所示： (2)系统弹出【查看系统日志】界面。如下图所示： 2具体操作 单击【导出日志】将当前统计的矿工信息导出到Excel中，单击【打印】实现对当前日志信息的打印。十四、 数据库备份与恢复 功能简介 此模块实现对系统数据库的备份与恢复。 注意事项 在进行数据库的备份和恢复之前，须先测试与系统数据库的连接情况。 操作流程 1进入操作界面(1)选择菜单栏中的【系统管理】项，单击【数据库备份与恢复】栏。如下图所示： (2)系统弹出【数据库备份与恢复】界面。如下图所示： 2具体操作(1)测试连接： 1、填写系统数据库的相关信息（主要是数据库的名称、用户名和口令），单击【测试连接】按钮，测试与系

22、统数据库的连接情况。(2)数据库备份： 1、单击数据库备份书签中【浏览】按钮（如下图所示），或直接在数据库备份路径文本框中填写路径，设置数据库备份文件的存放路径。 2、系统自动生成默认的备份文件名，用户可以自定义备份文件名，但必须用默认的后缀名，然后单击【执行备份】按钮，对数据库进行备份。 (3)数据库恢复： 1、单击数据库备份书签中备份文件信息中的【浏览】按钮选取存放路径，或直接在数据库备份路径文本框中填写路径，设置数据库备份文件的存放路径。 2、系统根据用户设定的备份文件存放路径，显示已有的备份文件，用户选取备份文件单击【数据恢复】执行系统数据库的恢复；用户也可以手动指定备份文件的位置，实

23、现系统数据库的恢复。十五、 暂停串口通信 功能简介 此模块实现串口通信的暂停与恢复。 注意事项 当暂停串口通信时，系统将无法获得充电架的实时信息，将导致数据丢失。当系统启动时，默认启动串口通信。当系统正处于轮询充电架状态时，暂停串口将引发系统错误。 操作流程 1、暂停串口通信当串口通信正常时，单击菜单栏中的【系统管理】项，单击【暂停串口通信】栏。如下图所示： 2、恢复串口通信当串口通信暂停时，单击菜单栏中的【系统管理】项，单击【恢复串口通信】栏。如下图所示： 参考文献张佐卿矿山设备管理北京:冶金工业出版社，1985万长慈等煤矿机电安全技术北京:煤炭工业出版社，1990结束语通过毕业设计，使我不

24、仅学到了专业知识；对系统设计开发过程、步骤有了进一步的了解，再次忠心感谢几位辅导老师在这段时间里给予我的帮助。希望能随时提出意见和建议。致 谢作者在设计（论文）期间都是在王老师全面、具体指导下完成进行的。王老师渊博的学识、敏锐的思想、严谨的作风使学生受益非浅，并终生难忘。tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMeR4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGtgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGsh