CN103196626B - 语音播报型数字压力检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种语音播报型数字压力检测系统，该系统包括压力传感器、信号调理模块、数字控制模块和电源，其中压力传感器用于采集待测对象的压力信号，并将采集到的压力信号发送给信号调理模块；信号调理模块对接收到压力信号进行放大处理及转换后，发送给数字控制模块；数字控制模块实现对压力信号的实时显示和实时播报。为增强系统的可靠性，在电源转换模块与电源间集成双按键电源开关电路实现对电源通断电的控制；并增加低气压报警功能和电量指示功能。
Description
技术领域
发明涉及一种压力检测系统，具体涉及一种语音播报型数字压力检测系统。
背景技术
消防人员在火灾现场进行救援时，由于烟雾较大，需配备空气呼吸气瓶提供空气。为了保障消防人员的人身安全，需对空气呼吸气瓶的压力进行实时检测，从而间接检测气瓶的剩余气量，以提示消防人员及时撤离。现有市场上的压力检测装置，通常都只进行压力值的数字显示，而数字显示屏一般亮度不高，在烟雾环境下很难看清。同时消防员在火灾现场进行救援作业时，不方便频繁的去看数字显示屏，从而对消防人员的人身安全带来一定的安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种语音播报型数字压力检测系统，能够对待测对象的压力值进行实时的语音播报和数字显示，且整个系统可靠性高。
该语音播报型数字压力检测系统包括：压力传感器、信号调理模块、数字控制模块和电源，其中压力传感器与信号调理模块相连，信号调理模块和电源分别与数字控制模块相连。
所述压力传感器用于采集待测对象的压力信号，并将采集到的压力信号转换为电压信号发送给信号调理模块。
所述信号调理模块包括运算放大模块和电压转电流模块。所述运算放大模块接收到压力传感器发送的电压信号后，对该信号进行放大处理。然后通过电压转电流模块将电压信号转换为电流信号后，发送给数字控制模块。
所述数字控制模块包括电源转换模块、语音播报模块、显示控制模块和电流转电压模块。所述电源转换模块与电源相连，电源转换模块对电源提供的电压进行转换后分别提供给信号调理模块和压力传感器。所述电流转电压模块用于将接收到的电流信号转换为电压信号后进行A/D转换，并将转换后的数字信号分别发送给显示控制模块和语音播报模块。显示控制模块实现对压力信号的实时显示。
所述语音播报模块实现对压力信号的实时播报，语音播报模块中集成有小型单片机系统，用于控制语音播报模块中语音合成芯片的播报。
在所述数字控制模块中，电源转换模块与电源间集成了双按键电源开关电路实现对电源通断电的控制。所述双按键电源开关电路包括：电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R24、场效应管V7、场效应管V6、场效应管V3、按键开关S1和按键开关S2。其中场效应管V7为P沟道场效应管，场效应管V6和场效应管V3均为N沟道场效应管。其连接关系为：所述场效应管V7的源极与外部电源VCC相连，漏极与被控对象电源端相连，栅极与场效应管V6的漏极相连，同时在所述场效应管V7的栅极与外部电源VCC间连接电阻R24。所述场效应管V6的漏极通过电阻R16与外部电源VCC相连，栅极与场效应管V3的漏极相连，源极接地。所述场效应管V3的漏极通过电阻R17与外部电源VCC相连，源极接地。所述按键开关S1与按键开关S2串联后一端通过电阻R15与场效应管V3的漏极相连，另一端与场效应管V3的栅极相连。在所述场效应管V6的漏极与场效应管V3的栅极间连接电阻R14。
所述数字控制模块中进一步包括RS485芯片，所述RS485芯片用于实现气压数据的远距离传输。
所述数字控制模块中还包括低气压报警模块，所述低气压报警模块通过蜂鸣器对待测对象的低气压情况进行报警。当压力传感器检测到待测对象的气压值低于设定值时，系统启动蜂鸣器进行报警。
所述数字控制模块中集成了电量指示电路，所述电量指示电路与单片机相连，单片机采集电源的电量后与其内部的设定值比较，然后通过双色指示灯对电源的电量进行指示。
有益效果：
通过该检测系统能够对待测对象的气压值进行语音播报和数字显示，且在系统中集成了双按键防误操作功能、电源电量检测功能及低气压报警功能，从而使整个系统的可靠性高。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为双按键电源开关电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本实施例提供一种运用在空气呼吸气瓶上的语音播报型数字压力检测系统，通过该系统能够对空气呼吸气瓶内的气压进行实时检测和播报，同时具有低气压报警功能，以保证空气呼吸气瓶内的气量不足时，消防人员有充足的时间撤离。本实施例中的压力检测系统能够采集0～30MPa的压力值。
该系统包括压力传感器、信号调理模块、数字控制模块和电源，如图1所示。其中压力传感器与信号调理模块相连，信号调理模块和电源分别与数字控制模块相连。本实施例中的电源直接采用3.7V的锂电池。
所述压力传感器用于采集空气呼吸气瓶内气流的压力信号，并将采集到的压力信号转换为电压信号后发送给信号调理模块。
所述信号调理模块包括运算放大模块和电压转电流模块；信号调理模块中的运算放大模块接收到压力传感器发送的电压信号后，对该信号进行放大处理。由于压力传感器采集的电压信号为电压信号，在信号传输过程中容易衰减，因此通过电压转电流模块将压力信号转换为电流信号后，发送给数字控制模块。
所述数字控制模块包括电源转换模块、语音播报模块、显示控制模块、电流转电压模块、RS485芯片和报警模块。所述锂电池与电源转换模块相连，电源转换模块对锂电池提供的电源进行转换后分别提供给信号调理模块和压力传感器。电流转电压模块用于将接收到的电流信号转换为电压信号后进行AD转换；并将转换后的数字信号分别发送给显示控制模块、语音播报模块和报警模块。显示控制模块采用三位数码管实现对压力信号的实时显示。报警模块通过蜂鸣器实现低压报警功能，当压力传感器检测到气瓶内的压力低于6MPa时，蜂鸣器启动进行报警，报警间隔时间为0.5秒，且语音提示间隔时间随气压的而越来越短。RS485芯片实现压力数据的远传。
语音播报模块通过耳机实现对压力信号的实时播报，所述语音播报模块中集成有小型单片机系统，从而控制语音播报模块中语音合成芯片的播报。为了保证消防人员在救援现场的安全，本实施例中通过对单片机系统的编程使语音播报模块能够完成以下语音播报功能：
（1）语音提示压力值：当气瓶内的压力为20MPa、10MPa、6MPa时，系统会各语音提示两次压力值；
（2）气瓶打开时间提示：从气瓶内的压力下降开始计时，系统记录使用时间，并每隔设定时间语音提示一次；
（3）气瓶气量剩余使用时间播报：当气瓶压力大于10MPa时，每6分钟播报一次剩余时间；当气瓶压力大于5MPa小于10MPa时，每3分钟播报一次剩余时间；当气瓶压力小于5MPa时，每1分钟播报一次剩余时间。
为进一步提高系统使用的可靠性，在系统中增加了电量提示功能及双按键防误操作功能。
所述电量提示功能为：数字控制模块中集成了电量指示电路，电量指示电路与单片机相连，单片机采集电源的电量后与其内部的设定值比较，然后通过双色指示灯对电源的电量进行指示。当锂电池电压低于3.7V时，红色指示灯亮，代表电池需要充电；当锂电池电压高于3.7V时，绿色指示灯亮，代表电池不需要充电。
所述双按键防误操作功能为：在数字控制模块中，电源转换模块与电源之间集成了双按键电源开关电路只有两个按键同时按下时，系统才会上电。所述双按键电源开关电路如图2所示，包括：电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R24、场效应管V7、场效应管V6、场效应管V3、按键开关S1和按键开关S2。其中场效应管V7为P沟道场效应管，场效应管V6和场效应管V3均为N沟道场效应管。其连接关系为：所述场效应管V7的源极与外部电源VCC相连，漏极与被控对象电源端相连，栅极与场效应管V6的漏极相连，同时在所述场效应管V7的栅极与外部电源VCC间连接电阻R24。所述场效应管V6的漏极通过电阻R16与外部电源VCC相连，栅极与场效应管V3的漏极相连，源极接地。所述场效应管V3的漏极通过电阻R17与外部电源VCC相连，源极接地。所述按键开关S1与按键开关S2串联后一端通过电阻R15与场效应管V3的漏极相连，另一端与场效应管V3的栅极相连；在所述场效应管V6的漏极与场效应管V3的栅极间连接电阻R14。该电路只有在按键开关S1和按键开关S2同时按下时，场效应管V7才能导通，然后外部电源与多功能数字压力检测系统的电源端接通，从而为系统供电。
该压力检测系统的工作原理为：首先将压力该压力检测系统与空气呼吸气瓶相连，消防人员进入火灾现场后打开空气呼吸器气瓶，带上耳机，同时按下双按键开关使系统通电。压力传感器实时采集气瓶中的压力信号；将该压力信号转换为电压信号后发送给信号调理模块，信号调理模块对该信号进行放大处理，并通过电压转电流模块将该电压信号转换为电流信号（目的：防止信号在传输线上的衰减）。信号调理模块将转换后的电流信号发送给数字控制模块，数字控制模块将接收到的电流信号转换为电压信号后进行A/D转换，并将转换后的数字信号发送给数码管进行压力值的实时显示，同时将数字信号发送给语音播报模块，实现其语音提示功能。当压力传感器采集的压力值小于设定值时，蜂鸣器启动，进行低压报警，提示消防人员撤离。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.语音播报型数字压力检测系统，其特征在于，包括：压力传感器、信号调理模块、数字控制模块和电源，其中压力传感器与信号调理模块相连，信号调理模块和电源分别与数字控制模块相连；
所述压力传感器用于采集待测对象的压力信号，并将采集到的压力信号转换为电压信号发送给信号调理模块；
所述信号调理模块包括运算放大模块和电压转电流模块；所述运算放大模块接收到压力传感器发送的电压信号后，对该信号进行放大处理；然后通过电压转电流模块将电压信号转换为电流信号后，发送给数字控制模块；
所述数字控制模块包括电源转换模块、语音播报模块、显示控制模块和电流转电压模块；所述电源转换模块与电源相连，电源转换模块对电源提供的电压进行转换后分别提供给信号调理模块和压力传感器；所述电流转电压模块用于将接收到的电流信号转换为电压信号后进行A/D转换，并将转换后的数字信号分别发送给显示控制模块和语音播报模块；显示控制模块实现对压力信号的实时显示；
所述语音播报模块实现对压力信号的实时播报，语音播报模块中集成有小型单片机系统，用于控制语音播报模块中语音合成芯片的播报；
在所述数字控制模块中，电源转换模块与电源间集成了双按键电源开关电路实现对电源通断电的控制；所述双按键电源开关电路包括：电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R24、场效应管V7、场效应管V6、场效应管V3、按键开关S1和按键开关S2；其中场效应管V7为P沟道场效应管，场效应管V6和场效应管V3均为N沟道场效应管；其连接关系为：所述场效应管V7的源极与外部电源VCC相连，漏极与被控对象电源端相连，栅极与场效应管V6的漏极相连，同时在所述场效应管V7的栅极与外部电源VCC间连接电阻R24；所述场效应管V6的漏极通过电阻R16与外部电源VCC相连，栅极与场效应管V3的漏极相连，源极接地；所述场效应管V3的漏极通过电阻R17与外部电源VCC相连，源极接地；所述按键开关S1与按键开关S2串联后一端通过电阻R15与场效应管V3的漏极相连，另一端与场效应管V3的栅极相连；在所述场效应管V6的漏极与场效应管V3的栅极间连接电阻R14。
2.如权利要求1所述的语音播报型数字压力检测系统，其特征在于，所述数字控制模块中进一步包括RS485芯片，所述RS485芯片用于实现气压数据的远距离传输。
3.如权利要求1所述的语音播报型数字压力检测系统，其特征在于，所述数字控制模块中还包括低气压报警模块，所述低气压报警模块通过蜂鸣器对待测对象的低气压情况进行报警；当压力传感器检测到待测对象的气压值低于设定值时，系统启动蜂鸣器进行报警。
4.如权利要求1所述的语音播报型数字压力检测系统，其特征在于，所述数字控制模块中集成了电量指示电路，所述电量指示电路与单片机相连，单片机采集电源的电量后与其内部的设定值比较，然后通过双色指示灯对电源的电量进行指示。
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