CN104679917B - 一种消防用途的记录仪 - Google Patents

Abstract

一种消防用途的记录仪，所述记录仪放置于消防水泵控制器内，其特征在于，所述记录仪包括信号输入端、光耦隔离电路、信号处理端及显示端，所述信号输入端由M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8的8个指令的输入端组成，所述信号处理及显示端的硬件系统以单片机为核心，所述单片机采用Atmegal6型号。硬件系统主要包括电压转换电路、故障输出报警电路、数据采集模块、数据存储模块、数据显示模块以及数据处理模块。所述信号处理及显示端的软件系统包括所述记录仪在microSD卡中建立文本文件的方法和液晶显示器的显示程序设计。所述记录仪最多可以记录64个月的消防水泵工作状态和水池内的水压信息，可实现循环记录。

Description

一种消防用途的记录仪

技术领域

本发明涉及消防领域，具体的说是涉及一种消防中实时记录水泵工作状态及消防水池内压力状况的记录仪。

背景技术

消防安全在人们的日常生活当中十分重要，消防水池中压力值的记录以及水泵工作状态的全程实时记录是消防工作中十分重要的环节之一。目前监测消防水泵的方法为：每个月固定时间启动消防水泵试压两次，并且在启动前要在室内消防栓上安装好消防水带，将水带牵至室外空地，打开室内消防栓上的阀门，然后启动消防水泵进行测试水压。需要进行人工观察压力表压力值是否在安全值以内，来进行手写填表记录。这样传统的记录方式准确性不高，并且有可能有漏检的时候，耗费工作人员的时间及精力。所以，解决消防水泵工作状态记录低效，低速的问题是消防安全领域里十分重要的一步。实现消防水泵工作记录自动化是本发明要实现的技术。

发明内容

本发明针对的是上述现有技术存在的问题，提出了一种消防用途的记录仪，本发明要解决的技术问题是实现消防水池中压力值以及水泵工作状态实时且精确的记录在microSD卡中，并通过液晶显示器实时显示给工作人员。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种消防用途的记录仪，所述记录仪放置于消防水泵控制箱中，其特征在于，所述记录仪包括信号输入端和一个光耦隔离电路、信号处理端及显示端，所述信号输入端由M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M88个指令的输入端组成，所述信号处理端及显示端的硬件系统包括电压转换电路、故障输出报警电路、数据采集模块、数据存储模块、数据显示模块以及数据处理模块，所述电压转换电路是由DC/DC转换器、短路保护电路、ASM1117芯片组成的集成电路，所述故障输出报警电路由5V蜂鸣器、8050三极管进行驱动，所述数据采集模块包括两个压力传感器，所述两个压力传感器放置在消防水池中，分别采用压力1处理电路和压力2处理电路，其输出信号标记为压力1和压力2，其中压力1为1～5V的电压信号，压力2为4～20mA的电流信号，所述数据存储模块设置有microSD卡，所述数据显示模块设置有液晶显示器，所述数据处理模块是以单片机为核心部件，以DS1302时钟芯片、RS232电平转换电路为外围电路，以PC机为外部设备的综合模块，所述单片机上的引脚PB4、PB5(MOSI)、PB6(MISO)、PB7(SCK)分别与microSD卡上的引脚CS、DI、DO、CLK连接，引脚PB0、PB1、PB2分别与DS1302时钟芯片的引脚SCLD、I/O和CE连接，引脚PD0(RXD)和PD1(TXD)分别与R232电平转换电路上的引脚RXD和引脚TXD连接，引脚PA0～PA7、PD2、PD3分别与液晶显示器的引脚DB0～DB7、RS、R/W连接，引脚GND接地，引脚Vcc接电源；所述信号处理端及显示端的软件系统包括所述记录仪在microSD卡中建立文本文件的方法和液晶显示器的显示程序设计，其中所述记录仪在microSD卡中建立文本文件的方法为如下步骤：

a、初始化、复位microSD卡，使microSD卡工作在SPI模式；

b、对传输来的信号压力1启动ADC2，压力2启动ADC3，进行AD转换；

c、对消防水泵的工作状态进行采集，确定水泵的工作状态；

d、进入读文件工作状态，一方面读取DS1302时钟芯片中的日期与时间值，将年与月转换成ASCII码存入对应的file[6]数表中，建立格式如2015-01.txt的文件名，将日与时间值转换成ASCII码存入到对应的file2[64]数表中，建立文件内容，文件内容一行为64个字符，第一行记录的是日、时间、手/自、1#启/停、1#故障、2#启/停、2#故障、压力1、压力2；另一方面，对AD转换后的压力1与压力2分别读取10次后求平均值，再通过内部算法得到对应压力值，并与前次压力值进行比较，若变化超出0.020MPa，则转换成ASCII码存入到对应的file2[64]数表中，若压力值没有超出0.020MPa，则每天的6：00和18：00各记录一次当前压力和消防水泵工作状态；

e、进入写文件工作状态，首先，根据年和月查找根目录有无相同文件名，当有相同文件名时，打开文件继续添加文件内容；当没有相同文件名时，则查找空文件位置，查找空簇，若没有空文件位置，就查找最早文件并删除文件，建立根目录和fat表，根据查找文件位置新建文件，写入文件内容；

另外，所述液晶显示器显示程序设计为如下步骤：

a、读取数据压力1和压力2，计算出数字量；

b、读取消防水泵的状态值，转换成汉字码；

c、读取DS1302时钟芯片的日期和时间值；

d、将计算出的数字量与汉字码及日期和时间值写入到液晶显示器中。

具体地，所述短路保护电路由8050和8550两个三极管设计而成。

具体地，所述DC/DC转换器采用TD1583芯片。

具体地，所述单片机采用Atmegal6型号。

具体地，所述压力1的处理电路采用6.5V的SMGJ6.5CA瞬变抑制二极管，两个5.1KΩ，精度为1％的电阻和220uF的电容所组成的接口电路，连接至单片机的ADC2引脚；所述压力2处理电路采用6.5V的SMGJ6.5CA瞬变抑制二极管，阻值125Ω，精度为1％的电阻和220uF电容所组成的接口电路，连接至单片机的ADC3引脚。

具体地，所述PC机与单片机通过RS232电平转换电路连接，所述RS232电平转换电路采用MAX3232专用转换芯片。

具体地，所述记录仪记录的文件内容中，日表示文件名中年月份下的具体日期，时间表示该日期下数据记录时的具体时间，为24时制，手/自表示两台消防水泵工作在手动或自动或停止，1#启/停表示水泵1启动或停止或等待，1#故障表示水泵1正常或故障，2#启/停表示水泵2启动或停止或等待，2#故障表示水泵2正常或故障，压力1和压力2表示消防水池中实际的压力值，单位为MPa。

具体地，所述信号输入端的8个输入端记录两个消防水泵的工作状态，其中输入M1对应水泵1启动，输入M2对应水泵1停止，输入M3对应水泵1故障，输入M4对应水泵2启动，输入M5对应水泵2停止，输入M6对应水泵2故障，输入M7对应自动，输入M8对应手动。

具体地，所述记录仪在microSD卡中建立文本文件的方法步骤d中所述写文件工作状态时，采集到的数据均按txt文本格式写入至microSD卡中。

具体地，microSD卡记录文件最多可记录64个文件，即64个月的数据信息，若数据已满64个月，则找最早文件并删除，修改fat表，同时写入新文件。

本发明的有益效果在于：通过记录仪，可以实现实时记录消防水池内的水压情况，及时掌握消防水池内的信息，并通过输入控制端的设定，可以实现消防水池内两个消防水泵的强制停机，起到保护水泵的作用。压力传感器对水压数据进行采集，再通过单片机的数据处理，在液晶显示屏上显示出来，并存储在microSD卡中，此卡可以存储64个月的水压和水泵工作状态信息，减少了人力物力，实现消防水池内水压的监控智能化。

同时下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是记录仪硬件系统中的模块图；

图2是记录仪硬件系统中涉及的硬件系统的关系图；

图3是记录仪软件系统中在microSD卡中建立文本文件的方法的流程图；

图4是记录仪软件系统的液晶显示器显示过程的程序设计流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

根据本发明的一种消防用途的记录仪的优选实施方式在本文中分为两大系统来阐述，即硬件系统和软件系统，在消防水池内设置有水泵对消防水池内的水进行抽送，记录仪处理和记录的数据信息，是通过压力传感器在消防水池内采集而来的，如果合适，记录仪可以对一个或多个压力传感器采集来的数据进行处理和记录，该技术可以被本领域的普通技术人员理解并加以修改，应用于其他。本文以在消防水池内设置两个压力传感器、两个水泵为例。

如前所述，如前所述，本记录仪需要在其信号输入端由水泵控制箱输入指令来记录两个水泵的工作状态。当输入M1时，对应水泵1启动，当输入M2时，对应水泵1停止，当输入M3时，对应水泵1故障，当输入M4时，对应水泵2启动，当输入M5时，对应水泵2停止，当输入M6时，对应水泵2故障，当输入M7时，对应自动，当输入M8时，对应手动。水泵有控制系统，其工作状态通过控制系统给出的开关信号传输给记录仪。为了避免信号的干扰，单片机连接了光耦隔离电路，该电路在输入端采用滤波前12V～24V的主电源，输出端采用滤波后的3.3V电源，进尔减小水泵的启停产生的干扰对单片机的影响。在记录仪接收到指令后，便进入了信号处理端和显示端。信号处理端包括硬件系统和软件系统，首先阐述硬件系统的组成及功能实现。如图1，硬件系统大致分为四大模块，数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块及数据显示模块。两个压力传感器在消防水池中进行数据的采集，将采集好的压力信号传输给数据处理模块进行数据处理，最后对数据进行存储及显示。下面将详细介绍硬件系统中各个电子部件的功能实现。

如图2，两个压力传感器在消防水池中对水压数据进行采集，压力传感器内部即有压力转换电路，可以将获得的压力信号转换成电流信号或者电压信号，本实施例采用两个压力传感器为例，所以，所以，一个压力传感器是将压力信号转换成电压信号，另一个转换成电流信号，分别记为压力1、压力2。压力1的处理电路采用6.5V的SMGJ6.5CA瞬变抑制二极管，两个5.1KΩ，精度为1％的电阻和220uF的电容组成，连接至单片机的ADC2引脚。压力2处理电路采用6.5V的SMGJ6.5CA瞬变抑制二极管，阻值125Ω，精度为1％的电阻和220uF电容所组成的接口电路，连接至单片机的ADC3引脚。单片机是本发明硬件系统的核心部件，接收来自压力传感器的压力信号后，进行内部处理，一方面，启动DS1302时钟芯片，记录日期和具体时间，另一方面将数据存储至microSD卡内，并通过液晶显示器显示出来已转换成压力值的具体数值。若想查看或单片机内的信息记录，有两种方法，一种可以通过PC机直接读microSD卡，了解过去一段时间内水泵的工作状态；另一种是水泵实时数据的查看，则需要与PC机的串口连接，因为PC机的串口工作电压与单片机的工作电压不同，所以在单片机与PC机之前需要连接一个RS232电平转换电路，该电路采用MAX3232专用转换芯片，这样单片机与PC机之间便建立了信息传输条件。单片机的工作电源需要通过DC/DC转换器来转换，该转换器可以将输入10V～26V的电源转换成记录仪中需要的5V和3.3V电源，为了提高电源的效率，本发明采用了专用的DC/DC转换芯片TD1583，将输入10V～26V的电源转换成5V电源，用于外供，但TD1583没有短路保护功能，故通过8050和8550两个三级管设计一个短路保护电路。再通过ASM1117芯片将5V电源转换成3.3V电源，用于单片机与microSD卡的工作。

接下来介绍本发明的软件系统。如图3，记录仪在microSD卡中建立文本文件的方法为：首先，初始化、复位microSD卡，然后启动ADC2、ADC3进行AD转换进入读水泵工作状态。读取来自DS1302时钟芯片的时间值，并将年、月的文件名存入到file[6]中，将日期、时间的文件内容存入到file2[64]中，接下来便进入写文件工作状态。首先进行查找文件名，如果查找到相同文件名，则继续添加；如果没有查找到相同文件名，则查找到空文件位置，查找空簇或查找最早文件并删除，建立根目录、fat表，进尔，建立新文件。如图4，压力、水泵工作状态和日期时间通过液晶显示器显示给用户，显示过程为：首先读取压力1和压力2并计算出数字量，然后将读取的状态值转换成数字码，再读取DS1302芯片的日期和时间值，将数字量和汉字码写入至液晶显示器中。

以上是对本发明的优选实施方式的描述。前面的描述中是以说明的目的给出的，并不意在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。其他的修改、变化和改变在上述教导下是可能实现的，对于本领域技术人员也是明了的，并可以在根据本发明的其它实施方式的设计和制造中使用而不脱离本发明的主旨和范围。目的是在本发明的范围不是仅由这个说明书来限定，而是仅由本申请的一部分和/或任何以本申请为基础要求优先权的申请，和/或任何在此申请基础上授予的专利的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种消防用途的记录仪，所述记录仪放置于消防水泵控制箱中，其特征在于，所述记录仪包括信号输入端和一个光耦隔离电路、信号处理端及显示端，所述信号输入端由M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8 8个指令的输入端组成，所述信号处理端及显示端的硬件系统包括电压转换电路、故障输出报警电路、数据采集模块、数据存储模块、数据显示模块以及数据处理模块，所述电压转换电路是由DC/DC转换器、短路保护电路、ASM1117芯片组成的集成电路，所述故障输出报警电路由5V蜂鸣器、8050三极管进行驱动，所述数据采集模块包括两个压力传感器，所述两个压力传感器放置在消防水池中，分别采用压力1处理电路和压力2处理电路，其输出信号标记为压力1和压力2，其中压力1为1～5V的电压信号，压力2为4～20mA的电流信号，所述数据存储模块设置有microSD卡，所述数据显示模块设置有液晶显示器，所述数据处理模块是以单片机为核心部件，以DS1302时钟芯片、RS232电平转换电路为外围电路，以PC机为外部设备的综合模块，所述单片机上的引脚PB4、PB5MOSI、PB6MISO、PB7SCK分别与microSD卡上的引脚CS、DI、DO、CLK连接，引脚PB0、PB1、PB2分别与DS1302时钟芯片的引脚SCLD、I/O和CE连接，引脚PD0RXD和PD1TXD分别与R232电平转换电路上的引脚RXD和引脚TXD连接，引脚PA0～PA7、PD2、PD3分别与液晶显示器的引脚DB0～DB7、RS、R/W连接，引脚GND接地，引脚Vcc接电源；所述信号处理端及显示端的软件系统包括所述记录仪在microSD卡中建立文本文件的方法和液晶显示器的显示程序设计，其中所述记录仪在microSD卡中建立文本文件的方法为如下步骤：

a、初始化、复位microSD卡，使microSD卡工作在SPI模式；

b、对传输来的信号压力1启动ADC2，压力2启动ADC3，进行AD转换；

c、对消防水泵的工作状态进行采集，确定水泵的工作状态；

d、进入读文件工作状态，一方面读取DS1302时钟芯片中的日期与时间值，将年与月转换成ASCII码存入对应的file[6]数表中，建立格式为2015-01.txt的文件名，将日与时间值转换成ASCII码存入到对应的file2[64]数表中，建立文件内容，文件内容一行为64个字符，第一行记录的是日、时间、手/自、1#启/停、1#故障、2#启/停、2#故障、压力1、压力2；另一方面，对AD转换后的压力1与压力2分别读取10次后求平均值，再通过内部算法得到对应压力值，并与前次压力值进行比较，若变化超出0.020MPa，则转换成ASCII码存入到对应的file2[64]数表中，若压力值没有超出0.020MPa，则每天的6：00和18：00各记录一次当前压力和消防水泵工作状态；

e、进入写文件工作状态，首先，根据年和月查找根目录有无相同文件名，当有相同文件名时，打开文件继续添加文件内容；当没有相同文件名时，则查找空文件位置，查找空簇，若没有空文件位置，就查找最早文件并删除文件，建立根目录和fat表，根据查找文件位置新建文件，写入文件内容；

另外，所述液晶显示器显示程序设计为如下步骤：

a、读取数据压力1和压力2，计算出数字量；

b、读取消防水泵的状态值，转换成汉字码；

c、读取DS1302时钟芯片的日期和时间值；

d、将计算出的数字量与汉字码写入到液晶显示器中。

2.根据权利要求1所述的一种消防用途的记录仪，其特征在于，所述短路保护电路由8050和8550两个三极管设计而成。

3.根据权利要求1所述的一种消防用途的记录仪，其特征在于，所述DC/DC转换器采用TD1583芯片。

4.根据权利要求1所述一种消防用途的记录仪，其特征在于，所述单片机采用Atmega16型号。

5.根据权利要求1所述一种消防用途的记录仪，其特征在于，所述压力1的处理电路采用6.5V的SMGJ6.5CA瞬变抑制二极管，两个5.1KΩ，精度为1％的电阻和220uF的电容所组成的接口电路，连接至单片机的ADC2引脚；所述压力2处理电路采用6.5V的SMGJ6.5CA瞬变抑制二极管，阻值125Ω，精度为1％的电阻和220uF电容所组成的接口电路，连接至单片机的ADC3引脚。

6.根据权利要求1所述的一种消防用途的记录仪，其特征在于，所述PC机与单片机通过RS232电平转换电路连接，所述RS232电平转换电路采用MAX3232专用转换芯片。

7.根据权利要求1所述的一种消防用途的记录仪，其特征在于，所述记录仪记录的文件内容中，日表示文件名中年月份下的具体日期，时间表示该日期下数据记录时的具体时间，为24时制，手/自表示两台消防水泵工作在手动或自动或停止，1#启/停表示水泵1启动或停止或等待，1#故障表示水泵1正常或故障，2#启/停表示水泵2启动或停止或等待，2#故障表示水泵2正常或故障，压力1和压力2表示消防水池中实际的压力值，单位为MPa。

8.根据权利要求1所述的一种消防用途的记录仪，其特征在于，所述信号输入端的8个输入端记录两个消防水泵的工作状态，其中输入M1对应水泵1启动，输入M2对应水泵1停止，输入M3对应水泵1故障，输入M4对应水泵2启动，输入M5对应水泵2停止，输入M6对应水泵2故障，输入M7对应自动，输入M8对应手动。

9.根据权利要求1所述的一种消防用途的记录仪，其特征在于，所述记录仪在microSD卡中建立文本文件的方法步骤d中所述写文件工作状态时，采集到的数据均按txt文本格式写入至microSD卡中。

10.根据权利要求1所述的一种消防用途的记录仪，其特征在于，microSD卡记录文件最多可记录64个文件，即64个月的数据信息，若数据已满64个月，则找最早文件并删除，修改fat表，同时写入新文件。