秦伟

摘 要： 设计一种以STM32F107微控制器为硬件核心，适用于嵌入式系统的开源TCP/IP协议——LwIP的在线式电法勘探仪。仪器具备以太网接口，方便接入井下工业环网，实现顶底板含水构造的在线监测。仪器最多可扩展64个电极，具备高密度电阻率/激电法、常规电阻率/激电法2种工作模式，自动跑极，探测数据量大，探测速度快，对保障煤矿安全生产具有重大意义。

关键词： STM32微控制器； 自动跑极； 电法仪； 在线监测； LwIP

中图分类号： TN912.202?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）14?0109?04

矿井突水是威胁煤矿安全生产最主要的灾害之一，国家煤矿安全监察局提出了煤矿水害防治“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的16字方针。突水事故大多发生在巷道掘进工作面，因而采用物探技术查明各种隐伏导含水构造[1]，提前采取防止措施成为矿井防治水工作的关键所在。矿井直流电法勘探方法以介质电性差异为基础，在巷道顶底板及工作面突水构造探测方面发挥着重要作用[2]。然而一般的电法仪器只能人工单次探测，无法接入井下以太网，无法实时监测顶底板导含水构造。因此，本文研究一种基于LwIP协议的在线式电法勘探仪，实现顶底板含水构造的全自动智能化监测。

1 电法勘探测量原理

电法勘探就是利用不同岩石间或矿石与围岩之间的电位差异，在地面上借助研究天然的或人工方法建立的电场或电磁场的分布规律，查明各种地质构造和寻找有用矿产的一种物探方法，主要有电阻率法和激电法2种工作模式[3]。……