在矿井开采过程中，对煤层压力的实时监测至关重要，它不仅关系到矿井的生产效率，更是保障井下作业人员安全的关键因素。传统的监测手段多依赖于人工现场记录，这种方式效率低下，且无法做到实时监测。随着技术的发展，嵌入式系统因其高效率、低成本和可扩展性等特点，被广泛应用于自动化监测领域。基于STM32的嵌入式煤层压力监测系统就是这样一个典型的应用实例，它利用STM32F103ZET6微控制器（MCU）的高性能处理能力，结合高精度的硬件设计，实现对煤层压力的高精度实时监测与数据保存。
STM32系列微控制器是STMicroelectronics公司生产的高性能32位ARM Cortex-M3微控制器。STM32F103ZET6是该系列中的一款高性能芯片，它集成了丰富的外设接口和较高的处理速度，非常适合用于复杂的嵌入式系统设计。在该监测系统中，STM32F103ZET6微控制器作为核心处理单元，负责执行监测、数据处理和通信等任务。
监测系统的工作原理主要体现在以下几个方面：
1. 压力数据采集：系统使用高精度的压力传感器来采集煤层的压力变化。通过传感器，物理的压力信号被转换成电信号，再通过18位模数转换器（ADC）FS511进行模数转换，转换成数字信号，以便进行后续处理。
2. 数据处理与通道转换：采集到的多路压力数据需要通过数字开关CD4051完成通道转换，以保证数据能有序且准确地送入STM32F103ZET6微控制器中进行处理。
3. 实时操作系统（RTOS）：系统采用实时操作系统uC/OS-II作为软件平台，实时操作系统为嵌入式系统提供了高效的任务调度和实时性保障，这对于时间敏感的监测应用至关重要。
4. 数据显示与人机交互：系统利用图形用户接口（GUI）技术，通过C/GUI实现压力数据和变化曲线的图形显示，便于操作者直观理解压力变化情况。
5. 数据存储：系统通过文件系统FATfs将压力数据以文件的形式保存在SD卡中，便于上位机PC读取和进行数据整理。SD卡作为大容量存储介质，可以在不影响系统运行的情况下记录大量监测数据。
6. 数据传输：通过CAN总线将监测终端采集的数据传输至上位机进行进一步的分析处理。CAN总线是一种有效、可靠且成本较低的现场总线技术，广泛应用于工业控制领域。
7. 结构设计：整个监测系统采用分布式结构，每个监测终端连接多个压力传感器，既保证了系统的可扩展性，也提高了系统的稳定性和可靠性。
8. 地址识别与通信：监测终端分配有唯一的地址标识，上位机根据这个地址与指定监测终端进行通信，确保了数据传输的准确性和安全性。
9. 最小二乘法：在系统设计过程中可能使用最小二乘法来分析和处理压力数据，该方法可以有效解决数据拟合问题，提高监测数据的准确性。
基于STM32F103ZET6微控制器的嵌入式煤层压力监测系统，通过集成高精度压力传感器、模数转换器、数字开关、文件系统以及实时操作系统等关键技术和硬件组件，成功实现了对煤层压力的实时精确监测，并通过友好的人机界面和数据存储传输功能，为矿井安全高效生产提供了有力支持。测试结果表明，该系统的监测精度达到0.01，能够满足矿山压力实验室的需求。
